Circuito indicatore di guasto di carica della batteria

L'articolo spiega un circuito indicatore di stato della batteria che può essere utilizzato anche come circuito indicatore di guasto di carica della batteria. L'idea è stata richiesta dal Sig. Faizan.

Il design

L'idea qui presentata si prende cura di tutti i parametri necessari per caricare una batteria in modo ideale e sicuro.

Facendo riferimento al circuito dell'indicatore di guasto di carica della batteria mostrato, il progetto può essere compreso con l'aiuto dei seguenti punti:

L'IC LM3915, che è un IC driver per display LED a punti / barre, forma il modulo indicatore di carica principale del circuito.Il pin5 è l'ingresso di rilevamento, la tensione della batteria in aumento viene rilevata su questo pin e l'IC risponde ad esso producendo una sequenza proporzionale Illuminazione a LED sulle sue 10 uscite, come mostrato con i 10 LED collegati.

Un IC LM317 può anche essere visto collegato all'ingresso del circuito, è cablato come un generatore di corrente costante in modo che il circuito sia in grado di produrre indicazioni e operazioni senza errori indipendentemente dal livello di corrente di ingresso. Rx è selezionato adeguatamente per abilitarlo correttamente.

Schema elettrico

Quando l'alimentazione è accesa, il condensatore da 100uF / 25V sul pin5 preimpostato dell'IC collega temporaneamente il pin5 in modo che tutte le uscite dell'IC inizino a rimanere spente.

Questo è importante per assicurarsi che il TIP122 sia in grado di avviare il processo di carica e che il BC557 sia inibito da un'accensione accidentale a causa dei transitori di sovratensione iniziali.

Non appena il 100uF viene caricato, pin5 può rilevare la tensione effettiva che è stata utilizzata dalla batteria mentre è stata caricata, che normalmente dovrebbe essere compresa tra 3 e 3,3 V per una batteria agli ioni di litio da 3,7 V completamente scarica.

Qui ogni LED può essere impostato per indicare un incremento di 0,42 V, il che implica che l'illuminazione del decimo LED indica 4,2 V che può essere considerata l'indicazione del livello di carica completa della batteria.

Ciò implica anche che durante l'accensione, 7 LED devono essere illuminati per indicare un corretto livello di scarica della batteria e processo di carica.

Meno di 7 LED illuminati indicano una batteria molto scarica o una batteria danneggiata che consuma corrente in eccesso rispetto all'intervallo specificato.

Con tutti i LED accesi durante l'accensione, significa che la batteria è completamente carica o che la batteria non si sta caricando ed è difettosa.

In condizioni normali, circa 7/8 LED dovrebbero essere illuminati all'accensione e quando la tensione della batteria aumenta a causa della carica, i LED dovrebbero anche essere in sequenza illuminando l'8 °, 9 ° e 10 ° LED in sequenza.

Una volta che il 10 ° LED è acceso, una logica bassa viene inviata alla base del TIP122 che è ora inibita da una polarizzazione di base e la tensione di carica alla batteria viene così interrotta, spegnendo la tensione di carica alla batteria.

La logica bassa dal 10 ° pin viene anche inviata alla base del BC557 mostrato che conduce e collega il pin 5 dell'IC direttamente all'alimentazione 5V assicurandosi che il 10 ° LED si agganci e la situazione sia bloccata fino a quando l'alimentazione non viene spenta e accesa per ulteriori azioni.

Come allestire il circuito

È la parte più semplice del design.

Inizialmente non collegare alcuna batteria attraverso i punti mostrati.

Applicare un preciso 4.2V all'ingresso.

Ora inizia a regolare il preset pin5 in modo che i LED si accendano in sequenza e il decimo LED si illumini solo in modo luminoso.

Sigilla la peset una volta confermato.

Il circuito dell'indicatore di guasto di carica della batteria è ora pronto per le indicazioni di guasto della batteria proposte e anche per le indicazioni del livello di carica.

Indicatore di guasto della batteria Circuito che utilizza un LED lampeggiante.

Il seguente aggiornamento mostra un design più semplice che può essere utilizzato per indicare un malfunzionamento della carica della batteria tramite un LED lampeggiante

Inizialmente si può presumere che entrambe le uscite dell'amplificatore operazionale siano basse, se la batteria viene scaricata al di sotto di 11 V, ciò verrà indicato con un lampeggio veloce del LED. C1 deve essere impostato per ottenere questo lampeggio veloce.

Gli opamp inferiori vengono impostati utilizzando il pin5 preimpostato in modo tale che quando la batteria da 12V collegata raggiunge circa 12,5 V, il suo pin di uscita diventa alto, una volta che ciò accade il BC547 innesca e aggiunge un condensatore di alto valore C2 in parallelo con C1 rallentando significativamente la velocità di lampeggiamento indicando che la batteria è entrata nella successiva fase di carica superiore e anche che la batteria è buona e sta accettando bene la carica.

Mentre la batteria continua a caricarsi e acquisisce un livello di tensione di circa 14 V, l'opamp superiore, impostato utilizzando il pin3 preimpostato per l'attivazione a questo punto, si attiva e si trasforma in alto sul LED collegato interrompendo il lampeggiamento e illuminandolo in modo fisso.

Una volta che ciò accade, l'utente può presumere che la batteria abbia raggiunto il livello di carica ottimale e può rimuoverla dal caricatore.

Come viene indicato il guasto della batteria

1) Se il LED lampeggia rapidamente indicherebbe inizialmente che la batteria collegata è eccessivamente scarica, tuttavia questa condizione dovrebbe migliorare e il LED dovrebbe passare a un lampeggio lento dopo circa un'ora a seconda dello stato della batteria. Se ciò non accade, si può presumere che la batteria non accetti la carica a causa di danni interni o cortocircuito.

2) Se il LED si accende fisso quando l'alimentazione è accesa, indica chiaramente una batteria difettosa che potrebbe essere completamente inattiva internamente e incapace di accettare alcuna corrente.

Il circuito dell'indicatore di guasto di carica della batteria sopra spiegato può essere aggiornato per un interruzione automatica del sovraccarico attraverso alcune modifiche come mostrato nel diagramma seguente:

Durante l'impostazione dei due preset, assicurati che il collegamento 100K rimanga scollegato nell'opamp superiore.

Dopo aver impostato le soglie, il collegamento 100k può essere ricollegato in posizione.

Il circuito non si avvia fino a quando una batteria non è collegata, quindi assicurati che la batteria da caricare sia prima collegata e poi l'alimentazione sia accesa.

Per una batteria da 3,7 V, lo zener da 4,7 V deve essere sostituito con due

Un piccolo approfondimento mostra che nel circuito soprastante C2 non avrà un percorso di scarica attraverso il BC547 connesso e quindi non aiuterà a rallentare le oscillazioni mentre l'opamp inferiore è nello stato attivato.

La corretta implementazione del concetto di cui sopra potrebbe probabilmente essere eseguita utilizzando un fotoaccoppiatore come mostrato nella figura seguente.

Qui invece di indirizzare il condensatore di determinazione della frequenza C2, la controparte del resistore viene selezionata per il controllo previsto della frequenza e della velocità di lampeggiamento del LED:

Schema dell'indicatore di guasto a LED lampeggiante

Ora sembra molto meglio.