Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sygnalizacja pełnego naładowania akumulatora

23 Maj 2020 16:54 672 28
  • Poziom 7  
    Witam,
    Projektuję układ awaryjnego zasilacza. Akumulator kwasowo ołowiowy o pojemności 12 Ah i napięciu 12V będzie ładowany napięciem buforowym około 13.7 V gotowy oddać napięcie w każdej chwili. Będzie zabezpieczony przed nadmiernym rozładowaniem prostym układem z komparatorem, który będzie porównywać napięcie akumulatora przez dzielnik napięcia z napięciem referencyjnym 5V. Dzielnik został tak wyliczony, żeby obciążenie zostało odcięte przy około 11.3 V. Diody LED sygnalizujące napięcie z sieci (LED2), ładowanie (LED1), obciążenie włączone (LED3), obciążenie odłączone (LED4). 12V Przekaźnik steruje obciążeniem.

    Sygnalizacja pełnego naładowania akumulatora

    Szukam prostego sposobu na wykrycie pełnego naładowania baterii. Coś jak zapalająca się dioda LED.

    Dziękuję za pomoc
    Pozdrawiam
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
  • Pomocny post
    Poziom 16  
    Drugi komparator?
    Poza tym, spojrzałbym do datasheeta LM350:
    https://www.onsemi.com/pub/Collateral/LM350-D.PDF
    i ograniczył prąd ładowania.
    Są tam różne układy ładowarek, a najprostszy na rysunku 38.
    A jak już w scieżkę ładowania wtrącisz rezystancję szeregową, możesz sprawdzać napięcie na niej.
    Kiedy zmaleje prąd ładowania, zmaleje i spadek napięcia.
  • Poziom 39  
    ksygzywygzy napisał:
    Projektuję układ awaryjnego zasilacza.
    Czy to co na schemacie jest sprawdzone i działa ,czy to tylko projekt ? Metoda sprawdzenia to pomiar prądu ładowania.
    Jeżeli prąd ładowania będzie mały to oznacza, że aku jest naładowany.
  • Pomocny post
    Poziom 13  
    W szeregu z obciążeniem stosujesz rezystor o małej wartości, np 0,1R czy kawałek miedzianego drutu, na którym to mierzysz napięcie odkładające się przy przepływającym prądzie ładowania. Im mniejszy prąd, tym mniejsze napięcie, więc jesteś w stanie ustawić próg na komparatorze (czy to scalonym czy opartym o tranzystor).
  • Poziom 39  
    spy napisał:
    W szeregu z obciążeniem stosujesz rezystor o małej wartości, np 0,1R czy kawałek miedzianego drutu,
    Aku 12Ah ładuje się prądem 0.1Q czyli 1,2A.
    Spadek napięcia na tym rezystorze jest ok. 0,12V.
  • Pomocny post
    Poziom 13  
    CYRUS2 napisał:
    Spadek napięcia na tym rezystorze jest ok. 0,12V.


    Nie rozumiem... To problem?
    https://www.google.com/search?q=shunt+resisto...ent+sensing+circuit&oq=shunt+resistor+sensing

    Dodatkowo można na to spojrzeć, ale rozwiązania wyżej pokazują, jak to się zazwyczaj robi. Tak się po prostu mierzy prąd - przez odczyt napięcia na rezystorze.
    https://mechatrofice.blogspot.com/2014/12/bat...-charging-rate-indicator-circuit-diagram.html
    https://www.google.com/search?q=full+battery+indicator+circuit

    Ale jeśli nie chcesz mocno kombinować, to polecam wbudować coś takiego i za 10 zł problem totalnie rozwiązany:
    Sygnalizacja pełnego naładowania akumulatora
  • Poziom 7  
    CYRUS2 napisał:
    ksygzywygzy napisał:
    Projektuję układ awaryjnego zasilacza.
    Czy to co na schemacie jest sprawdzone i działa ,czy to tylko projekt ? Metoda sprawdzenia to pomiar prądu ładowania.
    Jeżeli prąd ładowania będzie mały to oznacza, że aku jest naładowany.


    Testowałem działanie komparatora na breadboardzie, odłączanie obciążenia działa. Nie testowałem jeszcze ładowarki.

    Dodano po 1 [minuty]:

    portwein napisał:
    Drugi komparator?
    Poza tym, spojrzałbym do datasheeta LM350:
    https://www.onsemi.com/pub/Collateral/LM350-D.PDF
    i ograniczył prąd ładowania.


    Czytałem, że przy ładowaniu buforowym nie trzeba ograniczać prądu ładowania - akumulator sam dostosuje natężenie.
  • Poziom 16  
    Cytat:
    Czytałem, że przy ładowaniu buforowym nie trzeba ograniczać prądu ładowania - akumulator sam dostosuje natężenie.

    Jeśli ktoś tak napisał, miał raczej na myśli jakiś szczególny przypadek, nie zaś ogólną zasadę.
    Poza tym, jest buforowy układ pracy, nie ładowania.
    Wystąpi długa przerwa w zasilaniu sieciowym, akumulator się mocno rozładuje, to jak buforowo podłączony odbiornik ma mu ograniczyć prąd? Chyba tylko przez (nie)wydolność zasilacza.

    Ale ok., w Twoim przypadku, jeżeli zapewnisz, że akumulator nie rozładuje się poniżej tych 11,3V, ograniczenie może nie być potrzebne. Duży prąd ładowania popłynie przez chwilę, co nie powinno mu zaszkodzić.
  • Pomocny post
    Specjalista - urządzenia lampowe
    W przypadku wykorzystania baterii w trybie buforowym nie trzeba ograniczać prądu ładowania w przeciwnym razie istnieje możliwość , że prąd rozładowania znacznie przekroczy prąd ładowania, i akumulator szybko się rozładuje , ponieważ nie będzie kompensacji utraty pojemności. Konieczne jest ograniczenie maksymalnego prądu na poziomie możliwości elementów prostownika-mocy transformatora, maksymalnego prądu diod mostkowych i US stabilizacji-dla LM350-3A, a także ochrona przed nadmiernym rozładowaniem akumulatora podczas długotrwałego wyłączania napięcia sieciowego. Po pobieżnym zapoznaniu ze schematem widzę pewne błędy-błędna polaryzacja LED1 Orange, która prawdopodobnie powinna pełnić rolę wskaźnika nieprawidłowej polaryzacji napięcia zasilania. Równolegle C1 i C2 należy włączyć kondensatory 220-470nF, a między GND LM350 i masą kondensator 10uF X 25V. Nie będzie zbędnej ochrona przed nieprawidlową polaryzacją akumulatora . Między + 19V i wejściem LM350 , a także między wyjściem i akumulatorem zainstalować bezpieczniki, aby uniknąć ewentualnych nieprzyjemnych niespodzianek.
  • Poziom 7  
    aksakal napisał:
    Po pobieżnym zapoznaniu ze schematem widzę pewne błędy-błędna polaryzacja LED1 Orange, która prawdopodobnie powinna pełnić rolę wskaźnika nieprawidłowej polaryzacji napięcia zasilania.


    LED1 informuje o ładowaniu akumulatora.

    Mógłbyś mi proszę dokładniej wyjaśnić działanie kondensatorów, o których wspomniałeś?
  • Specjalista - urządzenia lampowe
    Wtedy o czym informuje LED2 Green? LED1 nie ma nic wspólnego z ładowaniem akumulatora i będzie świecić bez względu na to, czy masz napięcie ładowania, czy nie. Wskazuje tylko napięcie na wejściu LM350 , ale to nie znaczy, że na wyjściu US masz napięcie.Informować o procesie ładowania może LED3 .Wspomniane kondensatory chronią LM350 przed wzbudzeniem , które często występuje , szczególnie w przypadku nieudanego montażu na płytce drukowanej.
  • Poziom 39  
    ksygzywygzy napisał:
    LED1 informuje o ładowaniu akumulatora.
    LED 1 iLED 2 są podłączone w to samo miejsce.
    Wiele spraw na tym schemacie jest niejasnych.
    Jeżeli aku ma być chroniony przed rozładowaniem, to po zadziałaniu zabezpieczenia nie powinien być obciążany ,żadnym prądem.
    Ze schematu nie wynika że tak jest.
    Jaki jest cel użycia diod 1N 5819 ?
    Na schemacie jest dużo rezystorów 1kΩ.
    Są tam gdzie mogłyby być większe wartości.
    Czy pobór prądu przez zasilacz jest bez znaczenia ?
    Przy braku zasilania z aku jest pobierany zbędny prąd.
  • Poziom 7  
    A więc powinienem zmienić położenie pomarańczowej diody LED na wyjście LM 350. Dzięki.
    Opisałbyś to zjawisko wzbudzenia?

    Dodano po 2 [minuty]:

    CYRUS2 napisał:
    ksygzywygzy napisał:
    LED1 informuje o ładowaniu akumulatora.
    LED 1 iLED 2 są podłączone w to samo miejsce.
    Wiele spraw na tym schemacie jest niejasnych.
    Jeżeli aku ma być chroniony przed rozładowaniem, to po zadziałaniu zabezpieczenia nie powinien być obciążany ,żadnym prądem.
    Ze schematu nie wynika że tak jest.
    Jaki jest cel użycia diod 1N 5819 ?
    Na schemacie jest dużo rezystorów 1kΩ.
    Są tam gdzie mogłyby być większe wartości.
    Czy pobór prądu przez zasilacz jest bez znaczenia ?
    Przy braku zasilania z aku jest pobierany zbędny prąd.


    Przy braku zasilania świeci się zaledwie czerwona dioda LED... Cały układ przy odłączonym akumulatorze pobiera <25mA
    Zasilacz ma 19V i 5A.
    Diody odpowiedzialne są za przełączenie zasilania na akumulator przy utracie prądu z zasilacza.

    Apropos mierzenia prądu, to spadek na rezystorze podczas ładowania wynosiłby w moim przypadku około 0,12V. To znaczy, że musiałby być porównywany przez komparator ze znacznie mniejszym napięciem. Powiedzmy gdyby prąd spadłby do 50mA to byłoby 0,005V spadku, czyli napięcie referencyjne komparatora musiało by być bardzo małe.

    Poprawiony schemat:
    Sygnalizacja pełnego naładowania akumulatora
  • Poziom 39  
    ksygzywygzy napisał:
    A więc powinienem zmienić położenie pomarańczowej diody LED na wyjście LM 350.
    To nic nie da. To nie pokaże czy aku jest ładowany. Pokaże, napięcie na wyjściu wymuszane przez stabilizator.
    Ładowanie - wpływ sporego prądu do akumulatora.
    Naładowanie - to wpływ niewielkiego prądu do akumulatora.

    Żeby takie informacje uzyskać, potrzebny jest rezystor 0,1Ω włączony szeregowo do akumulatora.
    Przy prądzie ładowania 1A spadek napięcia na rezystorze wynosi 0,1V. Jeżeli naładowanie określimy jako prąd ładownia poniżej 200mA to napięcie do pomiaru wyniesie 20mV
    To napięcie jest względem plusa lub minusa zasilania.
    Dlatego do identyfikacji jest potrzebny odpowiedni wzmacniacz operacyjny. Także źródło napięcia odniesienia.
    Większe rezystancje dadzą spadek napięcia ,jak akumulator będzie zasilał obciążenie.

    ksygzywygzy napisał:
    Powiedzmy gdyby prąd spadłby do 50mA to byłoby 0,005V spadku, czyli napięcie referencyjne komparatora musiało by być bardzo małe.
    Napieicie referencyjne to nie problem.
    Problemem jest praca wzmacniacza z wejściem na poziomie zasilania. Trzeba dobrać odpowedni układ scalony.
    0,005V - to 5mV. ΔU =1mV Praca w okolicach wejściowych napięć niezrównoważenia.

    Trzeba mieć czym to uruchomić i pomierzyć.
  • Poziom 7  
    Jakie więc najłatwiejsze rozwiązanie proponujesz? Narysowałbyś jakiś schemat?
    Dzięki za pomoc.
  • Poziom 39  
    ksygzywygzy napisał:
    Szukam prostego sposobu na wykrycie pełnego naładowania baterii. Coś jak zapalająca się dioda LED.

    przy tym założeniu
    ksygzywygzy napisał:
    Projektuję układ awaryjnego zasilacza. Akumulator kwasowo ołowiowy o pojemności 12 Ah i napięciu 12V będzie ładowany napięciem buforowym około 13.7 V gotowy oddać napięcie w każdej chwili.

    nie bardzo widzę sens w tej sygnalizacji. Najprostszym sposobem w tej sytuacji jest cyfrowy amperomierz, a jeszcze lepiej moduł woltomierza i amperomierza i jeden rzut oka na pobór prądu wszystko powie.
    U mnie przy takich eksperymentach na LM338, akumulator 55 Ah pobierał na końcu ładowania prąd rzędu 400-500 mA, przy napięciu na biegunach akumulatora od 13.8 do 14.8 V. Ja gdybym stał przed takim wyzwaniem ustawiłbym napięcie na 14.4 V.
    A przede wszystkim nie robiłbym tak rozbudowanego układu. Mnie wystarczyłby tylko LM 338 lub 350, opornik i potencjometr do ustawienia odpowiedniego napięcia.
    Co do ochrony akumulatora przed nadmiernym rozładowaniem, to wystarczy jakiś prosty układ kontroli napięcia z odpowiednią histerezą, odłączający obciążenie od akumulatora i ponownie je włączające gdy napięcie na ładowanym akumulatorze wzrośnie do odpowiedniej wartości - w tym wypadku, jak tylko pojawi się napięcie na wyjściu z LM.
    A ten układ kontroli spreparować tak, aby z akumulatora ciągnął jak najmniejszy prąd gdy odłączy obciążenie od akumulatora.
  • Poziom 7  
    gimak napisał:
    nie bardzo widzę sens w tej sygnalizacji. Najprostszym sposobem w tej sytuacji jest cyfrowy amperomierz, a jeszcze lepiej moduł woltomierza i amperomierza i jeden rzut oka na pobór prądu wszystko powie.


    Faktycznie to też dobre rozwiązanie. Dzięki!
    Czy 25mA pobierane przez układ to dużo?
  • Poziom 39  
    ksygzywygzy napisał:
    Czy 25mA pobierane przez układ to dużo?

    Trudno mi na to pytanie odpowiedzieć, bo nie wiem (nie sprawdzałem) ile mój układ na LM741 bierze prądu, ale sprawdzę. Ja pisząc to
    gimak napisał:
    A ten układ kontroli spreparować tak, aby z akumulatora ciągnął jak najmniejszy prąd gdy odłączy obciążenie od akumulatora.

    miałem na myśli przekaźnik, bo on u mnie jest elementem wykonawczym i jego cewka żarła mi 125 mA.
  • Poziom 39  
    ksygzywygzy napisał:

    Testowałem działanie komparatora na breadboardzie, odłączanie obciążenia działa.
    W jaki sposób - LM393 komparator - posteruje z wyjścia bazę tranazystora npn Q3 ?
    Moim zdaniem nie posteruje.
    Więc układ wyłączania aku nie zadziała.
  • Pomocny post
    Specjalista - urządzenia lampowe
    W trybie buforowym lepiej ograniczyć napięcie ładowania akumulatora na poziomie 13.5-13.7V, a w trybie cyklicznym napięcie ładowania wybieramy na poziomie 14.4-14.6 V . Ale po odłączeniu akumulatora od ładowarki napięcie akumulatora szybko spada do 13.2-13.5 V. W Twoim schematu poziom maksymalnego napięcia na wyjściu LM350 ustawiony na 13.7 V przez dobór wartości rezystora R4 i całkowitej rezystancji rezystorów R3 + R7 + R16 + R17. Jeśli masz potrzebę ograniczenia prądu - patrz zdjęcie. Pozostaje tylko dodać obwód ochrony przed nadmiernym rozładowaniem akumulatora. Sygnalizacja pełnego naładowania akumulatora . Wariant wskaźnika stanu baterii. Sygnalizacja pełnego naładowania akumulatora Sygnalizacja pełnego naładowania akumulatora Sygnalizacja pełnego naładowania akumulatora
  • Poziom 7  
    CYRUS2 napisał:
    ksygzywygzy napisał:

    Testowałem działanie komparatora na breadboardzie, odłączanie obciążenia działa.
    W jaki sposób - LM393 komparator - posteruje z wyjścia bazę tranazystora npn Q3 ?
    Moim zdaniem nie posteruje.
    Więc układ wyłączania aku nie zadziała.


    Co to znaczy posteruje? Układ już testowałem, z tym samym tranzystorem, jedynie zamiast przekaźnika użyłem diody LED. Układ wyłączał LED przy około 11.5V i załączał je z powrotem przy 12.4 V.

    Przekaźnik jest normalnie zamknięty.
  • Poziom 39  
    Układ z pierwszego schematu kolegi Aksakal jest lepiej zrobiony niż układ autora tematu.
    Jest dioda odcinająca akumulator od zasilacza.
    Przy braku zasilania, akumulator nie zasila dzielnika napięcia w stabilizatorze, także nie zasila "od wjścia" scalaka.
  • Poziom 7  
    W internecie są podobne schematy które wykorzystują takie same rozwiązanie zabezpieczenia przed rozładowaniem jak ja (komparator), na przykład ten:
    Sygnalizacja pełnego naładowania akumulatora
  • Poziom 39  
    Post #23 W tym układzie to zadziała.
    Na tym schemacie jest TL071 - to wzmacniacz opreracyjny nie komparator.
    Wzmacniacz operacyjny wyda prąd, zasili bazę tranzystora npn.
    Sygnalizacja pełnego naładowania akumulatora
    Komparator ma na wyjściu tranzystor open-colector.
    Niczego nie zasili, może zewrzeć do masy.
    Dlatego bazy tranzystora npn nie posteruje.
  • Poziom 7  
    CYRUS2 napisał:
    Post #23 W tym układzie to zadziała.
    Na tym schemacie jest TL071 - to wzmacniacz opreracyjny nie komparator.
    Wzmacniacz operacyjny wyda prąd, zasili bazę tranzystora npn.
    Sygnalizacja pełnego naładowania akumulatora
    Komparator ma na wyjściu tranzystor open-colector.
    Niczego nie zasili, może zewrzeć do masy.
    Dlatego bazy tranzystora npn nie posteruje.


    Czyli jeżeli podmienie komparator na opamp to powinno być dobrze? Poza tym już próbowałem układ z komparatorem na breadbordzie i tranzystor faktycznie się otwierał...
  • Poziom 39  
    ksygzywygzy napisał:
    Czyli jeżeli podmienię komparator na opamp to powinno być dobrze?
    Nie . Sa też potrzebne też inne zmiany.
    W stanie normalnym przekaźnik będzie załączony.(zamienić jeszcze wejścia plus i minus)
    Do złącza Ube Q3 należy dołączyć rezystor 1k.

    Dziwna praca tranzystora Q4. Wygaszony LED – O4 powoduje pobór prądu z akumulatora 150mA.
    ksygzywygzy napisał:

    Układ już testowałem, z tym samym tranzystorem, jedynie zamiast przekaźnika użyłem diody LED. Układ wyłączał LED przy około 11.5V i załączał je z powrotem przy 12.4 V.
    Ja nie zauważyłem elementów w układzie które by realizowały tak dużą histerezę 0,9V.
    Histereza znikąd się nie bierze musi być ją powodujący.
  • Poziom 39  
    gimak napisał:
    ksygzywygzy napisał:
    Czy 25mA pobierane przez układ to dużo?

    Trudno mi na to pytanie odpowiedzieć, bo nie wiem (nie sprawdzałem) ile mój układ na LM741 bierze prądu, ale sprawdzę.

    Sprawdziłem i mój układ z LM741 bez pobudzonego przekaźnika pobiera 13 mA.
  • Specjalista - urządzenia lampowe
    Kolego, ksygzywygzy! W twoim schemacie istnieje zagrożenie zniszczenia ukladu LM350. Napięcie na wejściu musi przekraczać napięcie na wyjściu co najmniej na 3V. Lecz przy odłączeniu sieci napięcie akumulatora będzie na nóżce wyjście, a napięcie na wejściu zniknie. W takiej sytuacji zniszczenie ukladu jest gwarantowane. Należy między wyjściem i wejściem ( patrz zdjęcie) Sygnalizacja pełnego naładowania akumulatora ustalić diodę, wtedy przy odłączeniu sieci napięcie akumulatora przez diodę postąpi na wejście i obroni ullad, ponieważ różnica potencjałów między wyjściem i wejściem złoży 0.6-0.7V ( spadek napięcia na diodzie).Można, i to lepiej, włączyć dioda między wyjściem ukladu i akumulatorem ( patrz zdjęcie post#20 ).
  • Poziom 39  
    LM 741 przy asymetrycznym 15V zasilania pobiera ok.2mA.
    To stary i bardo dobry wzmacniacz.
    Pozostałe 11mA bierze się z układów polaryzacji.