Точна схема на тестера за капацитет на батерията - тестер за резервно време

Точната схема на тестера за капацитет на батерията, обяснена в следващата статия, може да се използва за тестване на максималния резервен капацитет на всяка акумулаторна батерия в реално време.

От Тимъти Джон

Основна концепция

Веригата работи чрез практически разреждане на напълно заредена батерия, подложена на изпитване, чрез постоянен ток, докато нейното напрежение достигне стойността на дълбокия разряд.

В този момент веригата автоматично отрязва батерията от захранването, докато свързаният кварцов часовник осигурява изминалото време, за което батерията е осигурявала резервно копие. Това изминало време на часовника информира потребителя относно точния капацитет на батерията по отношение на зададения ток на разреждане.

Сега нека научим подробната работа на предложената схема за промяна на капацитета на батерията с помощта на следните точки:

Учтивост на дизайна: Elektor Electronics

Основни етапи на веригата

Позовавайки се на горната схема на тестера за време за архивиране на батерията, дизайнът може да бъде разделен на 3 етапа:

• Етап на разтоварване с постоянен ток с помощта на IC1b
• Дълбоко разреждане Прекъсване на етап с помощта на IC1a
• Външно изключване на кварцов часовник 1,5 V

Единичен двоен операционен усилвател IC LM358 се използва за изпълнение както на процеса на постоянен ток, така и на процеса на прекъсване на дълбокия разряд.

И двата операционни усилвателя от IC са конфигурирани като сравнители.

Сравнителният усилвател IC1b работи като прецизен контролер за разреждане с постоянен ток за батерията.

Как работи постоянното разреждане на батерията

Фиктивното натоварване под формата на резистори R8 до R17 е свързано между изходния терминал на MOSFET и земната линия.

В зависимост от предпочитания ток на разреждане, еквивалентен спад на напрежението се генерира през тези паралелни резисторни банки.

Този спад на напрежението се отбелязва и точно същият потенциал се регулира на неинвертиращия вход на усилвателя IC1b, чрез предварително зададената P1.

Докато спадът на напрежението в резисторите е под тази зададена стойност, изходът на операционния усилвател продължава да остане висок и MOSFET остава включен, разреждайки батерията с предпочитаната постоянна скорост на тока.

Ако обаче предположим, че токът има тенденция да се увеличава поради някаква причина, спадът на напрежението в резисторната банка също се увеличава, причинявайки потенциала на инвертиращия щифт2 на IC1b да премине през неинвертиращия щифт3. Това незабавно превключва изхода на операционния усилвател на 0V, като изключва MOSFET.

Когато MOSFET е изключен, напрежението на резистора също спада мигновено и операционният усилвател отново включва MOSFET и този цикъл ON / OFF продължава с бърза скорост, гарантирайки, че постоянният токов разряд се поддържа перфектно при предварително зададената ниво.

Как да изчислим резисторите с постоянен ток

Паралелната резисторна банка, свързана към изходния извод на MOSFET T1, определя постоянното токово разтоварващо натоварване за батерията.

Това имитира действителното натоварване и скоростта на разреждане, на които батерията може да бъде подложена по време на редовната си работа.

Ако оловно-киселинна батерия тогава се знае, че идеалният му разряд трябва да бъде 10% от стойността му Ah. Ако приемем, че имаме 50 Ah батерия, тогава скоростта на разреждане трябва да бъде 5 ампера. Батерията също може да се разрежда с по-високи темпове, но това може сериозно да повлияе негативно на живота на батерията и следователно 5 ампера става идеалното предпочитание.

Сега, за ток от 5 ампера, трябва да настроим стойността на резистора така, че да се развива, може да бъде около 0,5 V през себе си в отговор на тока от 5 ампера.

Това може бързо да бъде оценено чрез закона на Омс:

R = V / I = 0,5 / 5 = 0,1 ома

Тъй като паралелно има 10 резистора, стойността за всеки резистор става 0,1 х 10 = 1 Ом.

Мощността може да се изчисли като 0,5 х 5 = 2,5 вата

Тъй като 10 резистора са успоредни, мощността на всеки резистор може да бъде = 2,5 / 10 = 0,25 вата или просто 1/4 вата. Въпреки това, за да се осигури прецизна работа, мощността може да бъде увеличена до 1/2 вата за всеки резистор.

Как да настроите прекъсването на дълбокото разреждане

Прекъсването на дълбокото разреждане, което решава най-ниския праг на напрежение за резервно копие на батерията, се обработва от операционния усилвател IC1a.

Може да се настрои по следния начин:

Нека приемем, че най-ниското ниво на разреждане за 12 V оловно-киселинна батерия е 10 V. Предварително зададената P2 е настроена така, че напрежението в съединителя K1 да дава точни 10 V.

Това означава, че инвертиращият щифт2 на операционния усилвател вече е настроен на точна препратка от 10 V.

Сега, в началото, напрежението на батерията ще бъде над това ниво от 10 V, което води до неинвертиращия входен щифт на pin3 да бъде по-високо от pin2. Поради това изходът на IC1a ще бъде висок, което позволява релето да бъде включено.

Това от своя страна би позволило на батерията да достигне до MOSFET за процеса на разреждане.

И накрая, когато батерията е разредена под 10 V марка, потенциалът на pin3 на IC1a става по-висок от pin2, което води до нула и изходът му се изключва. Батерията е отрязана и спряна от по-нататъшно разреждане.

Как да измерим изминалото време за архивиране

За да получите визуално измерване на капацитета на батерията по отношение на времето, необходимо на батерията да достигне пълното ниво на разреждане, е от съществено значение да има индикатор за време, който да показва изминалото време от началото, докато батерията достигне дълбокото разреждане ниво.

Това може просто да се осъществи чрез свързване на всеки обикновен кварцов часовник за стена с неговия 1,5V батерия отстранени.

Първо, батерията 1,5 V от часовника се отстранява, след това клемите на батерията са свързани към точките на съединителя K4, с правилна полярност.

След това часовникът се настройва на 12 0 часовник.

Сега, когато веригата е инициирана, втората двойка на релейните контакти свързва 1,5 V DC от кръстовището на R7 / D2 към часовника.

Това захранва кварцовия часовник, така че да може да покаже изминалото време от процеса на разреждане на батерията.

И накрая, когато батерията е дълбоко разредена, релето превключва и изключва захранването на часовника. Времето на часовника замръзва и записва точния капацитет на батерията или реалното време за архивиране на батерията.

Процедура за тестване

След като монтажът на тестера за капацитет на батерията приключи, ще трябва да свържете следните аксесоари към различните съединители от K1 до K4.

K1 трябва да бъде свързан с волтметър за настройка на нивото на напрежение на дълбоко разреждане чрез настройка P2.

K2 може да бъде свързан с амперметър, за да се провери постоянното токово разреждане на батерията, въпреки че това не е задължително. Ако амперметър не се използва при K2, не забравяйте да добавите жична връзка през точките K2.

Тестваната батерия трябва да бъде свързана през K3 с правилна полярност.

И накрая, клемите за батерия на кварцов часовник трябва да бъдат свързани през K4, както е обяснено в предишния раздел.

След като горните елементи са подходящо интегрирани и предварително зададените настройки P1 / P2 съгласно предишното обяснение, превключвателят S1 може да бъде натиснат за инициализиране на процеса на тестване на капацитета на батерията.

Ако е свързан амперметър, той незабавно ще започне да показва точното разреждане с постоянен ток, както е зададено от резисторите на MOSFET източника, и кварцовият часовник ще започне да записва изминалото време на батерията.