Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Moduł sterowania ładowania akumulatora 12V XH-M601

ArturAVS 15 Nov 2021 10:51 1959 3
  • Moduł sterowania ładowania akumulatora 12V XH-M601
    Dziś kolejny już po poprzednikach czyli XH-M602 i XH-M604 moduł sterowania ładowarką :D. XH-M601 w przeciwieństwie do swoich młodszych braci jest wykonany całkowicie analogowo z wykorzystaniem minimalnej ilości elementów. Dedykowany jest do "nadzoru" akumulatorów 12V a zatem jego możliwości są ograniczone do zbliżonych do 12V napięć. Moduł poza przekaźnikiem oraz jednym układem scalonym zawiera dodatkowo kilka elementów biernych (RC). W pierwszej chwili pomyślałem że układem użytym w tej konstrukcji jest bardzo popularny i często stosowany podwójny wzmacniacz operacyjny LM358 ale po przyjrzeniu się okazało się że jednak nie :D. W roli komparatora okienkowego zastosowano "nieśmiertelny" NE555! Prawdę powiedziawszy nic w tym dziwnego, wszak posiada on w swym wnętrzu już gotowy komparator więc po co wyważać otwarte drzwi? W starszej literaturze elektronicznej spotkałem kilka podobnych konstrukcji z wykorzystaniem 555 właśnie w roli kontrolera ładowarki więc czemu nie?





    XH-M601 ma wymiary około 35x50mm a wysokość to niecałe 20mm;


    Moduł sterowania ładowania akumulatora 12V XH-M601




    Projektant PCB zadbał o bezpieczeństwo uwzględniając frezowane przerwy izolacyjne gdybyśmy chcieli załączać napięcie sieciowe;


    Moduł sterowania ładowania akumulatora 12V XH-M601
    Przy okazji widać zimne luty na złączu ARK przekaźnika w moim egzemplarzu


    Żeby zrozumieć sposób działania modułu trzeba porównać schemat ideowy oraz schemat wewnętrzny NE555 (funkcjonalny).





    Schemat modułu;


    Moduł sterowania ładowania akumulatora 12V XH-M601




    Oraz uproszczony schemat wewnętrzny 555

    Moduł sterowania ładowania akumulatora 12V XH-M601


    Widzimy że wnętrze 555 zawiera dzielnik napięcia, dwa komparatory, przerzutnik RS oraz bufor wyjściowy a także dodatkowy tranzystor NPN (w tym zastosowaniu niewykorzystywany). Dzielnik napięcia ustala napięcia odniesienia dla komparatorów, 2/3Vcc dla "górnego" oraz 1/3Vcc dla dolnego czyli dla Vcc=12V będzie to 8V dla "górnego" i 4V dla "dolnego" komparatora. Napięcie mniejsze niż 4V na pinie 2 (TRIG) powoduje ustawienie przerzutnika RS (stan wysoki na wyjściu Q pin 3), zaś napięcie większe od 8V na pinie 6 (THRESHOLD) kasuje przerzutnik (stan niski na pinie 3 Q). Umożliwia to dość precyzyjną pracę układu w roli timera/generatora jednak zastosowanie w roli kontrolera ładowania mogłoby być nieco problematyczne ze względu na progi przełączania uzależnione od napięcia zasilania. Do tego celu zostało wyprowadzone napięcie z górnej części dzielnika na pin 5 (CV) umożliwiające podłączenie zewnętrznego napięcia odniesienia. W przypadku XH-M601 takim źródłem napięcia odniesienia jest dioda Zenera D2 (5,1V) oraz rezystor R1 (2,2k). Daje nam to stabilne progi przełączania komparatorów około 5,1 i 2,55V. No dobrze ale po co nam takie progi napięciowe? Dzięki podłączeniu do wejść TRIG i THRESHOLD (piny 2 i 6) trymerów wieloobrotowych RP1 i RP2 pełniących rolę regulowanych dzielników napięcia mamy możliwość precyzyjnego ustawienia progów zadziałania dla każdego z komparatorów niezależnie. Dzięki takiemu rozwiązaniu mamy możliwość precyzyjnego ustawienia napięć dla włączenia i wyłączenia ładowarki :D.

    Moduł pobiera prąd około 10mA który po włączeniu przekaźnika wzrasta do ~35mA. Sama regulacja jest nieco zbyt "szeroka" a wygląda tak;


    Moduł sterowania ładowania akumulatora 12V XH-M601


    Napięcie pracy modułu determinują użyte komponenty i ich maksymalne napięcie pracy czyli dla NE555 około 18V (dla większości 16V);


    Moduł sterowania ładowania akumulatora 12V XH-M601



    Oraz dla przekaźnika SRD-12VDC-SL-C;


    Moduł sterowania ładowania akumulatora 12V XH-M601


    Zakres pracy modułu ograniczony do ~12V trochę minimalizuje zastosowania, jednak mógłby znaleźć swe miejsce w ładowarkach (prostownikach) DIY jako zabezpieczenie przed przeładowaniem/zamianą biegunowości akumulatora. Pewną ciekawostkę może stanowić fakt bezpośredniego sterowania przekaźnika z wyjścia NE555. Nie ma tu jednak żadnych "cudów", bufor wyjściowy 555 zapewnia obciążalność ±200mA. W roli zabezpieczenia przed przepięciami od cewki przekaźnika użyto kondensatora

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Offline 
    Z wykształcenia technik RTV, z zamiłowania elektronik/elektrotechnik konstruktor.
    Has specialization in: kf, audio, elektronika truck, inne dziwne konstrukcje
    ArturAVS wrote 13809 posts with rating 2668, helped 1502 times. Live in city Grajewo. Been with us since 2005 year.
  • #2
    wniedzie
    Level 14  
    Witam
    Chciałbym poruszyć dwie kwestie:
    1. Czy zastosowanie tutaj diody Zenera to dobry pomysł? Chodzi o to, że w.w. dioda podłączona jest do plusa za pomocą R1 oraz wewnętrznej rezystancji pomiędzy pinami 5 i 8 układu Ne555. Inaczej mówiąc - czy układ przewiduje tą wewnętrzną rezystancję w celu prawidłowej stabilizacji napięcia?
    2. Proszę o wyjaśnienie, do czego dokładnie ten układ służy. Jeżeli dobrze rozumiem, że miałby odłączać napięcie zasilania od ładowarki sieciowej, to miałoby to sens, jeżeli ładowarka nie miałaby wbudowanego zabezpieczenia przed przeładowaniem akumulatora. Trudno mi wyobrazić sobie taką ładowarkę. Poza tym odłączenie ładowarki ze względu na napięcie na akumulatorze też chyba średnio ma sens (np. druga faza ładowania akumulatora kwasowego zakłada stałe napięcie ładowania). Prawdę mówiąc widzę sens takiego układu jako odłączającego obciążenie przy spadku napięcia poniżej pewnej wartości, ale wtedy post miałby tytuł "Moduł sterowania ROZŁADOWANIA akumulatora" :)

    Z góry dziękuję za odpowiedź.
  • #3
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    wniedzie wrote:
    miałby odłączać napięcie zasilania od ładowarki sieciowej

    Tak.
    wniedzie wrote:
    to miałoby to sens, jeżeli ładowarka nie miałaby wbudowanego zabezpieczenia przed przeładowaniem akumulatora. Trudno mi wyobrazić sobie taką ładowarkę.

    Wyobraź sobie zatem tradycyjny transformator sieciowy + mostek Graetza z regulacją prądu ładowania np. poprzez odczepy na transformatorze. A ciągle są takie produkowane i dostępne w sprzedaży.
    wniedzie wrote:
    Poza tym odłączenie ładowarki ze względu na napięcie na akumulatorze też chyba średnio ma sens (np. druga faza ładowania akumulatora kwasowego zakłada stałe napięcie ładowania).

    "Fazy" ładowania są implementowane w nowoczesnych ładowarkach opartych o zasilacz impulsowy oraz sterowanie mikroprocesorowe, w tradycyjnych prostych parametry ładowania nie są kontrolowane automatycznie i przekroczenie napięcia końcowego około 15-16V (zależnie od konkretnego typu akumulatora i zaleceń producenta) skutkuje nadmiernym gazowaniem elektrolitu co powoduje szybsze zużycie akumulatora.

    wniedzie wrote:
    Prawdę mówiąc widzę sens takiego układu jako odłączającego obciążenie przy spadku napięcia poniżej pewnej wartości, ale wtedy post miałby tytuł "Moduł sterowania ROZŁADOWANIA akumulatora"


    Wystarczy zmienić przekaźnik na taki ze stykami przełączanymi, nic nie stoi na przeszkodzie...
  • #4
    md
    Level 39  
    W związku z tym, że ostatnio mój samochód w zasadzie stoi nieużywany, bo wyjazdy głównie do sklepów (0,5 km) i dwa razy w roku do kliniki, intensywnie przeglądam Internet w poszukiwaniu schematu automatycznej ładowarki. Sporo rozwiązań bazuje właśnie na takich modułach sterowania, a większości przypadków konstruktorzy i użytkownicy ładowarek (prostowników), w których wykorzystano ten moduł narzeka na silne nagrzewanie się przekaźnika, zwłaszcza przy wyższych prądach ładowania. Temperatura podchodzi pod 100°C.