Circuito del tester preciso della capacità della batteria - Tester del tempo di backup

Prova Il Nostro Strumento Per Eliminare I Problemi





Il preciso circuito del tester della capacità della batteria spiegato nel seguente articolo può essere utilizzato per testare la massima capacità di backup di qualsiasi batteria ricaricabile in tempo reale.

Di Timothy John



Concetto di base

Il circuito funziona praticamente scaricando una batteria completamente carica in prova attraverso corrente costante, fino a quando la sua tensione raggiunge il valore di scarica profonda.

A questo punto il circuito si interrompe automaticamente la batteria dall'alimentazione, mentre un orologio al quarzo collegato fornisce il tempo trascorso per il quale la batteria aveva fornito il backup. Questo tempo trascorso sull'orologio informa l'utente della precisa capacità della batteria rispetto alla corrente di scarica impostata.



Ora impariamo il funzionamento dettagliato del circuito etster della capacità della batteria proposto con l'aiuto dei seguenti punti:

Cortesia del design: Elektor Electronics

Fasi principali del circuito

Facendo riferimento allo schema sopra del tester del tempo di backup della batteria, il progetto può essere suddiviso in 3 fasi:

  • Fase di scarica corrente costante utilizzando IC1b
  • Fase interrotta scarica profonda utilizzando IC1a
  • Interruzione alimentazione orologio al quarzo esterno da 1,5 V.

Un singolo amplificatore operazionale doppio IC LM358 viene utilizzato per implementare sia la scarica di corrente costante che il processo di interruzione della scarica profonda.

Entrambi gli amplificatori operazionali dell'IC sono configurati come comparatori.

L'amplificatore operazionale comparatore IC1b funziona come un preciso controller di scarica a corrente costante per la batteria.

Come funziona la scarica della batteria a corrente costante

Il carico di scarica fittizio sotto forma di resistori da R8 a R17 è collegato tra il terminale della sorgente del MOSFET e la linea di terra.

A seconda della corrente di scarica preferita, viene generata una caduta di tensione equivalente attraverso questi banchi di resistori paralleli.

Questa caduta di tensione viene rilevata e lo stesso identico potenziale viene regolato sull'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale IC1b, attraverso il preset P1.

Finché la caduta di tensione sui resistori è inferiore a questo valore impostato, l'uscita dell'amplificatore operazionale continua a rimanere alta e il MOSFET rimane acceso, scaricando la batteria alla velocità di corrente costante preferita.

Tuttavia, se si suppone che la corrente tenda ad aumentare per qualche motivo, la caduta di tensione attraverso il banco di resistori aumenta anche facendo sì che il potenziale sul pin 2 invertente di IC1b superi il pin 3 non invertente. Questo capovolge istantaneamente l'uscita dell'amplificatore operazionale a 0V spegnendo il MOSFET.

Quando il MOSFET viene spento, anche la tensione ai capi del resistore scende istantaneamente e l'amplificatore operazionale accende nuovamente il MOSFET, e questo ciclo ON / OFF continua ad un ritmo rapido, assicurando che la scarica di corrente costante sia perfettamente mantenuta al predeterminato livello.

Come calcolare i resistori a corrente costante

Il banco di resistori in parallelo collegato al terminale di sorgente del MOSFET T1 determina il carico di scarica di corrente costante per la batteria.

Questo imita il carico e la velocità di scarica effettivi a cui la batteria può essere sottoposta durante il suo normale funzionamento.

Se una batteria al piombo viene utilizzato, quindi sappiamo che il suo tasso di scarica ideale dovrebbe essere il 10% del suo valore di Ah. Supponendo di avere una batteria da 50 Ah, la velocità di scarica dovrebbe essere di 5 ampere. La batteria potrebbe essere scaricata anche a velocità più elevate, ma ciò potrebbe influire seriamente sulla durata della batteria e quindi un 5 amp diventa la preferenza ideale.

Ora, per una corrente di 5 amp, dobbiamo impostare il valore del resistore in modo tale che si sviluppi possa essere di circa 0,5 V su se stesso in risposta alla corrente di 5 amp.

Questo può essere valutato rapidamente attraverso la legge di Ohms:

R = V / I = 0,5 / 5 = 0,1 Ohm

Poiché ci sono 10 resistenze in parallelo, il valore per ciascuna resistenza diventa 0,1 x 10 = 1 Ohm.

Il wattaggio può essere calcolato come 0,5 x 5 = 2,5 watt

Poiché 10 resistori sono in parallelo, il wattaggio di ciascun resistore può essere = 2,5 / 10 = 0,25 watt o semplicemente 1/4 watt. Tuttavia, per garantire un funzionamento preciso, la potenza può essere aumentata a 1/2 watt per ciascuna resistenza.

Come impostare il limite di scarica profonda

L'interruzione della scarica profonda che determina la soglia di tensione più bassa per il backup della batteria è gestita dall'amplificatore operazionale IC1a.

Può essere impostato nel modo seguente:

Supponiamo che il livello di scarica più basso per una batteria al piombo acido da 12 V sia 10 V. Il preset P2 è impostato in modo tale che la tensione attraverso il connettore K1 produca un preciso 10 V.

Ciò significa che l'inversione del pin2 dell'amplificatore operazionale è ora impostata su un riferimento preciso di 10 V.

Ora, all'inizio, la tensione della batteria sarà superiore a questo livello di 10 V, facendo sì che il pin di ingresso non invertente del pin3 sia più alto del pin2. A causa di ciò l'uscita dell'IC1a sarà alta, consentendo l'accensione del relè.

Ciò a sua volta consentirebbe alla carica della batteria di raggiungere il MOSFET per il processo di scarica.

Infine, quando la batteria si scarica al di sotto del segno 10 V, il potenziale del pin3 di IC1a diventa più alto del pin2, facendo sì che la sua uscita diventi zero e il relè si spenga. La batteria viene interrotta e non si scarica più.

Come misurare il tempo di backup trascorso

Per ottenere una misura visiva della capacità della batteria in termini di tempo impiegato dalla batteria per raggiungere il livello di scarica completa, è essenziale avere un indicatore del tempo che mostri il tempo trascorso dall'inizio, fino a quando la batteria ha raggiunto la scarica completa livello.

Questo può essere semplicemente implementato collegando qualsiasi normale orologio da parete al quarzo con il suo Batteria da 1,5 V. rimosso.

Innanzitutto, la batteria da 1,5 V dell'orologio viene rimossa, quindi i terminali della batteria vengono collegati ai punti del connettore K4, con la polarità corretta.

Successivamente, l'orologio viene regolato sull'orologio 12 0.

Ora, quando il circuito viene avviato, la seconda coppia di contatti del relè collega 1,5 V CC dalla giunzione di R7 / D2 all'orologio.

Questo alimenta l'orologio al quarzo in modo che possa mostrare il tempo trascorso del processo di scarica della batteria.

Infine, quando la batteria è completamente scarica, il relè commuta e scollega l'alimentazione dall'orologio. L'ora dell'orologio si blocca e registra la capacità precisa della batteria o il tempo di backup reale della batteria.

Procedura di prova

Una volta terminato il montaggio del tester capacità batteria, sarà necessario collegare i seguenti accessori ai vari connettori da K1 a K4.

K1 deve essere collegato con un voltmetro per impostare il livello di tensione di scarica profonda attraverso la regolazione P2.

K2 può essere collegato con un amperometro per controllare la corrente di scarica costante della batteria, anche se questo è opzionale. Se un amperometro non viene utilizzato su K2, assicurati di aggiungere un collegamento di filo attraverso i punti K2.

La batteria in prova deve essere collegata al K3 con la polarità corretta.

Infine, i terminali della batteria di un orologio al quarzo dovrebbero essere collegati attraverso K4 come spiegato nella sezione precedente.

Una volta che gli elementi di cui sopra sono adeguatamente integrati e le impostazioni P1 / P2 preimpostate come da spiegazione precedente, è possibile premere l'interruttore S1 per inizializzare il processo di test della capacità della batteria.

Se è collegato un amperometro, inizierà immediatamente a mostrare la precisa scarica di corrente costante impostata dai resistori della sorgente MOSFET e l'orologio al quarzo inizierà a registrare il tempo trascorso della batteria.




Precedente: Realizzazione di un diffusore centrale C80 per sistemi audio surround Avanti: Circuito di controllo della luce stroboscopica allo xeno