이 웹 사이트에서 다양한 배터리 충전기 회로를 설계하고 게시했지만 독자들은 개별 애플리케이션에 적합한 배터리 충전기 회로를 선택하는 동안 종종 혼란스러워합니다. 그리고 특정 요구에 맞게 주어진 배터리 충전기 회로를 사용자 정의하는 방법에 대해 각 독자에게 명시 적으로 설명해야합니다.

이것은 내가 수시로 각 독자에게 설명해야하는 것과 똑같은 것이기 때문에 꽤 시간이 많이 걸립니다.

이것은 내가 설명하려고 노력했던이 게시물을 게시하도록 강요했습니다. 표준 배터리 충전기 전압, 전류, 자동 차단 또는 반자동 작동 측면에서 개별 선호도에 맞게 여러 가지 방법으로 사용자 정의하는 방법에 대해 설명합니다.

배터리를 올바르게 충전하는 것이 중요합니다.

모든 배터리가 최적으로 안전하게 충전하기 위해 필요한 세 가지 기본 매개 변수는 다음과 같습니다.

정전압.
정전류.
자동 차단.

따라서 기본적으로 이는 배터리를 성공적으로 충전하고 배터리 수명이 프로세스에서 영향을받지 않는지 확인하기 위해 적용해야하는 세 가지 기본 사항입니다.

몇 가지 향상되고 선택적인 조건은 다음과 같습니다.

열 관리.

과 단계 충전 .

위의 두 가지 기준은 특히 리튬 이온 배터리 , 납축 배터리에는 그렇게 중요하지 않을 수 있지만 (동일하게 구현해도 해가되지는 않지만)

위의 조건을 단계별로 파악하고 다음 지침에 따라 요구 사항을 사용자 지정할 수있는 방법을 살펴 보겠습니다.

정전압의 중요성 :

모든 배터리는 인쇄 된 배터리 전압보다 약 17 ~ 18 % 더 높은 전압에서 충전하는 것이 좋으며이 수준을 크게 높이거나 변동해서는 안됩니다.

따라서 12V 배터리 , 그 값은 약 14.2V에 이르며 크게 증가해서는 안됩니다.

이 요구 사항을 정전압 요구 사항이라고합니다.

오늘날 다수의 전압 조정기 IC를 사용할 수 있으므로 정전압 충전기를 만드는 것은 몇 분이면 충분합니다.

이 IC 중 가장 인기있는 것은 LM317 (1.5amps), LM338 (5amps), LM396 (10amps)입니다. 이 모든 것은 가변 전압 레귤레이터 IC이며 사용자는 1.25 ~ 32V (LM396 제외)에서 원하는 정전압을 설정할 수 있습니다.

정전압을 얻기 위해 대부분의 배터리에 적합한 IC LM338을 사용할 수 있습니다.

다음은 1.25V에서 32V 사이의 배터리를 일정한 전압으로 충전하는 데 사용할 수있는 회로의 예입니다.

정전압 배터리 충전기 회로도

5k 포트를 변경하면 이러한 지점에서 연결된 배터리를 충전하는 데 사용할 수있는 C2 커패시터 (Vout)에서 원하는 정전압을 설정할 수 있습니다.

고정 전압의 경우 다음 공식을 사용하여 R2를 고정 저항으로 대체 할 수 있습니다.

V또는= VREF(1 + R2 / R1) + (나ADJ× R2)

어디 VREF= 1.25

내가 이후ADJ너무 작아 무시할 수 있습니다.

일정한 전압이 필요할 수 있지만 입력 AC 주전원의 전압이 너무 많이 변하지 않는 곳 (5 % 업 / 다운이 허용 가능)에서는 위의 회로를 완전히 제거하고 일정한 전압 계수를 잊어 버릴 수 있습니다.

이는 전원 입력이 변동 측면에서 상당히 신뢰할 수있는 경우 정전압 조건을 고려하지 않고 배터리 충전에 올바른 정격 변압기를 사용할 수 있음을 의미합니다.

오늘날 SMPS 장치의 출현과 함께 SMPS는 모두 정전압 전원 공급 장치이고 사양에 대해 매우 신뢰할 수 있기 때문에 위의 문제는 완전히 중요하지 않으므로 SMPS를 사용할 수 있으면 위의 LM338 회로를 확실히 제거 할 수 있습니다.

그러나 일반적으로 SMPS에는 고정 전압이 제공되므로이 경우 특정 배터리에 맞게 사용자 정의하는 것이 문제가 될 수 있으며 위에서 설명한대로 다목적 LM338 회로를 선택해야 할 수도 있습니다 .... , 당신은 단순히 SMPS 수정 원하는 충전 전압을 얻기위한 회로 자체.

다음 섹션에서는 선택한 특정 배터리 충전기 장치를위한 맞춤형 전류 제어 회로 설계에 대해 설명합니다.

정전류 추가

처럼 '정전압'매개 변수 , 특정 배터리에 권장되는 충전 전류가 크게 증가하거나 변동해서는 안됩니다.

“vfd 드라이브를 작동하는 방법 ”

납축 배터리의 경우 충전 속도는 배터리의 인쇄 된 Ah (암페어 시간) 값의 약 1/10 또는 2/10이어야합니다. 즉, 배터리의 정격이 100Ah 인 경우 충전 전류 (amp) 속도는 최소 100/10 = 10A 또는 (100 x 2) / 10 = 200/10 = 최대 20A로 권장됩니다. 배터리의 건강한 상태를 유지하려면 가급적 증가하지 마십시오.

그러나 리튬 이온 또는 Lipo 배터리 기준이 완전히 다릅니다. 이러한 배터리의 경우 충전 속도는 Ah 속도만큼 높을 수 있습니다. 즉, 리튬 이온 배터리의 AH 사양이 2.2Ah이면 2.2A와 동일한 수준으로 충전 할 수 있습니다. rate 여기서 당신은 아무것도 나누거나 어떤 종류의 계산에 빠지지 않아도됩니다.

구현을 위해 정전류 다시 말해서 LM338이 유용 해지고 높은 정확도로 매개 변수를 달성하도록 구성 할 수 있습니다.

아래 주어진 회로는 전류 제어 배터리 충전기를 구현하기 위해 IC를 구성하는 방법을 보여줍니다.

확인하십시오 이 기사를 확인하십시오 우수한 맞춤형 배터리 충전기 회로를 제공합니다.

CC 및 CV 제어 배터리 충전기의 회로도

이전 섹션에서 설명했듯이 입력 주전원이 상당히 일정한 경우 오른쪽 LM338 섹션을 무시하고 아래와 같이 변압기 또는 SMPS와 함께 왼쪽 전류 제한 회로를 사용하면됩니다.

위의 설계에서 변압기 전압은 배터리 전압 수준에서 정격 화 될 수 있지만 정류 후에는 지정된 배터리 충전 전압보다 약간 높은 전압을 산출 할 수 있습니다.

부착 된 전류 제어 기능이 전압이 초과 전압을 안전한 배터리 충전 전압 수준으로 자동으로 싱크하도록하기 때문에이 문제는 무시할 수 있습니다.

R1은 제공된 지침에 따라 필요에 따라 사용자 정의 할 수 있습니다. 여기

다이오드는 충전 전류에 따라 적절한 정격이어야하며 지정된 충전 전류 수준보다 훨씬 더 높아야합니다.

배터리 충전을위한 전류 사용자 지정

위의 회로에서 참조 된 IC LM338은 최대 5A에서 처리하도록 평가되어 최대 50AH의 배터리에만 적합하지만 100AH, 200AH 또는 500AH의 순서로 훨씬 더 높은 정격 배터리를 가질 수 있습니다. .

단일 LM338로는 충분하지 않을 수있는 각각의 더 높은 전류 속도로 충전해야 할 수 있습니다.

이 문제를 해결하기 위해 다음 예제 기사에 표시된 것처럼 더 많은 IC를 병렬로 사용하여 IC를 업그레이드하거나 향상시킬 수 있습니다.

25A 충전기 회로

위의 예에서 opamp가 포함되어있어 구성이 약간 복잡해 보이지만, 약간의 땜질을 통해 모든 IC가 공통 히트 싱크 위에 장착 된 경우 전류 출력을 곱하기 위해 실제로 IC를 병렬로 직접 추가 할 수 있음을 알 수 있습니다. , 아래 다이어그램을 참조하십시오.

“폐쇄 루프 대 개방 루프 시스템 ”

원하는 전류 제한을 달성하기 위해 표시된 형식으로 원하는 수의 IC를 추가 할 수 있지만 설계에서 최적의 응답을 얻으려면 다음 두 가지가 보장되어야합니다.

모든 IC는 공통 방열판에 장착되어야하며 모든 전류 제한 저항 (R1)은 정확하게 일치하는 값으로 고정되어야합니다. 두 매개 변수는 IC간에 균일 한 열 공유를 가능하게하여 전체적으로 동일한 전류 분배를 가능하게하는 데 필요합니다. 연결된 배터리에 대한 출력.

지금까지 특정 배터리 충전기 애플리케이션에 대해 정전압 및 정전류를 사용자 정의하는 방법에 대해 배웠습니다.

그러나 자동 차단이 없으면 배터리 충전기 회로가 불완전하고 안전하지 않을 수 있습니다.

지금까지 배터리 충전 중 튜토리얼 배터리 충전기를 만드는 동안 정전압 매개 변수를 사용자 정의하는 방법을 배웠습니다. 다음 섹션에서는 연결된 배터리의 안전한 충전을 보장하기 위해 완전 충전 자동 차단을 구현하는 방법을 이해하려고합니다.

배터리 충전기에 자동 절단 0ff 추가

이 섹션에서 우리는 배터리에 자동 차단 기능을 추가하는 방법 이러한 회로에서 가장 중요한 측면 중 하나 인 충전기.

opamp 비교기를 통합하여 선택한 배터리 충전기 회로에 간단한 자동 차단 단계를 포함하고 사용자 지정할 수 있습니다.

opamp는 충전 중 배터리 전압 상승을 감지하고 전압이 배터리의 완전 충전 수준에 도달하자마자 충전 전압을 차단하도록 배치 될 수 있습니다.

지금까지이 블로그에 게시 된 대부분의 자동 배터리 충전기 회로에서이 구현을 이미 보셨을 것입니다.

이 개념은 다음 설명과 표시된 회로 GIF 시뮬레이션을 통해 완전히 이해 될 수 있습니다.

참고 : 표시된 N / C 대신 릴레이 N / O 접점을 충전 입력으로 사용하십시오. 이렇게하면 배터리가 없을 때 릴레이가 떨리지 않습니다. 이 작업을 수행하려면 입력 핀 (2 및 3)을 서로 바꿔야합니다. .

위의 시뮬레이션 효과에서 opamp가 과충전 임계 값을 감지하고 감지되는 즉시 배터리에 대한 공급을 차단하기위한 배터리 전압 센서로 구성되었음을 알 수 있습니다.

IC의 핀 (+)에서 사전 설정은 전체 배터리 전압 (여기서는 14.2V)에서 핀 # 3이 기준 전압으로 고정 된 IC의 핀 (-)보다 그늘이 더 높은 전위를 획득하도록 조정됩니다. 제너 다이오드로 4.7V.

앞서 설명한 '정전압'및 '정전류'전원은 회로에 연결되고 배터리는 릴레이의 N / C 접점을 통해 연결됩니다.

처음에는 공급 전압과 배터리가 모두 회로에서 꺼집니다.

먼저 방전 된 배터리를 회로에 연결할 수 있습니다.이 작업이 완료되는 즉시 opamp는 완전 충전 수준보다 낮은 (여기서 가정 한 10.5V) 전위를 감지하고 이로 인해 RED LED가 켜집니다. , 배터리가 완전 충전 수준 미만임을 나타냅니다.

다음으로 14.2V 입력 충전 공급 장치가 켜집니다.

이 작업이 완료 되 자마자 입력은 즉시 배터리 전압으로 떨어지고 10.5V 레벨에 도달합니다.

이제 충전 절차가 시작되고 배터리가 충전되기 시작합니다.

충전 과정에서 배터리 단자 전압이 증가함에 따라 핀 (+) 전압도 이에 따라 증가합니다.

그리고 배터리 전압이 14.3V 레벨 인 전체 입력 레벨에 도달하는 순간 핀 (+)도 비례 적으로 핀 (-) 전압보다 높은 4.8V에 도달합니다.

“디지털 전자 장치의 인코더 및 디코더 ”

이것은 즉시 opamp 출력을 높이도록 강제합니다.

이제 빨간색 LED가 꺼지고 녹색 LED가 켜지면서 전환 동작과 배터리가 완전히 충전되었음을 나타냅니다.

그러나 그 후 일어날 수있는 일은 위의 시뮬레이션에 표시되지 않습니다. 다음 설명을 통해 학습합니다.

릴레이가 트립 되 자마자 배터리 단자 전압이 빠르게 떨어지고 약간 낮은 수준으로 복원되는 경향이 있습니다. 12V 배터리는 14V 수준을 지속적으로 유지하지 않고 대략 12.8V 표시를 얻으려고 시도하기 때문입니다.

이제이 조건으로 인해 핀 (+) 전압이 다시 핀 (-)에 의해 설정된 기준 레벨 아래로 떨어지고 릴레이가 다시 꺼 지도록 프롬프트하고 충전 프로세스가 다시 시작됩니다.

릴레이의 ON / OFF 토글은 릴레이에서 원하지 않는 '딸깍'소리를 내면서 계속 순환합니다.

이를 방지하려면 회로에 히스테리시스를 추가해야합니다.

이는 아래와 같이 IC의 (+) 핀과 출력에 높은 값의 저항을 도입하여 수행됩니다.

히스테리시스 추가

위에 표시된 추가 히스테리시스 저항은 임계 값 수준에서 릴레이가 ON / OFF되는 것을 방지하고 일정 시간 동안 릴레이를 래치합니다 (배터리 전압이이 저항 값의 지속 가능한 한계 아래로 떨어질 때까지).

값이 높은 저항은 더 낮은 래칭 기간을 제공하는 반면 낮은 저항은 더 높은 히스테리시스 또는 더 높은 래칭 기간을 제공합니다.

따라서 위의 논의에서 우리는 올바르게 구성된 자동 배터리 차단 회로를 취미로하는 사람이 선호하는 배터리 충전 사양에 맞게 설계하고 사용자 지정할 수있는 방법을 이해할 수 있습니다.

이제 위의 차단 구성과 함께 정전압 / 전류 설정을 포함하여 전체 배터리 충전기 디자인이 어떻게 보이는지 살펴 보겠습니다.

전체 자습서에서 설명한대로 설정 한 후 원하는 배터리를 충전하는 데 사용할 수있는 완성 된 맞춤형 배터리 충전기 회로는 다음과 같습니다.

opamp는 IC 741이 될 수 있습니다.
사전 설정 = 10k 사전 설정
두 제너 다이오드 모두 = 4.7V, 1/2 와트 일 수 있습니다.
제너 저항기 = 10k
LED 및 트랜지스터 저항도 = 10k 일 수 있습니다.
트랜지스터 = BC547
릴레이 다이오드 = 1N4007
릴레이 = 배터리 전압과 일치하도록 선택하십시오.

위의 시설없이 배터리를 충전하는 방법

위에서 언급 한 복잡한 회로와 부품을 연결하지 않고 배터리를 충전 할 수 있는지 궁금 하신가요? 대답은 '예'입니다. 위에서 언급 한 회로와 부품이 없더라도 모든 배터리를 안전하고 최적으로 충전 할 수 있습니다.

진행하기 전에 배터리가 안전하게 충전하는 데 필요한 몇 가지 중요한 사항과 '자동 차단' '정전압'및 '정전류'매개 변수를 매우 중요하게 만드는 요소를 아는 것이 중요합니다.

이러한 기능은 배터리를 매우 효율적이고 빠르게 충전하고자 할 때 중요합니다. 이러한 경우 충전기에 위에서 제안한 많은 고급 기능이 장착되기를 원할 수 있습니다.

그러나 최적보다 약간 낮은 배터리의 완전 충전 수준을 기꺼이 받아들이고 충전이 완료 될 때까지 몇 시간 더 제공하려는 경우, 상수와 같은 권장 기능이 필요하지 않을 것입니다. 전류, 정전압 또는 자동 차단,이 모든 것을 잊을 수 있습니다.

기본적으로 배터리는 배터리의 인쇄 된 등급보다 높은 등급의 소모품으로 충전해서는 안되며 간단합니다.

즉, 배터리 정격이 12V / 7Ah라고 가정합니다. 이상적으로는 14.4V 이상의 완전 충전 속도와 7/10 이상의 전류 = 0.7A를 초과해서는 안됩니다. 이 두 가지 속도가 올바르게 유지되면 배터리를 안전하게 보관할 수 있으며 어떤 상황에서도 해를 입지 않을 것입니다.

따라서 위에서 언급 한 기준을 확인하고 복잡한 회로없이 배터리를 충전하려면 사용중인 입력 전원이 그에 따라 정격인지 확인하십시오.

예를 들어 12V / 7Ah 배터리를 충전하는 경우 정류 및 여과 후 약 14V를 생성하는 변압기를 선택하고 전류 정격은 약 0.7A입니다. 비례 적으로 다른 배터리에도 동일한 규칙이 적용될 수 있습니다.

여기서 기본 아이디어는 충전 매개 변수를 최대 허용 정격보다 약간 낮게 유지하는 것입니다. 예를 들어 12V 배터리는 인쇄 된 값보다 최대 20 % 더 많이 충전하는 것이 좋습니다. 즉, 12V = 12 + 2.4 = 14.4V보다 12 x 20 % = 2.4V 더 높습니다.

따라서이 값을 14V에서 약간 낮게 유지해야합니다. 이렇게하면 배터리가 최적의 지점까지 충전되지 않을 수 있지만 어떤 것이 든 좋을 것입니다. 사실 값을 약간 낮게 유지하면 배터리 수명이 향상되어 더 많은 충전 / 방전주기를 허용합니다. 장기적으로는.

마찬가지로 충전 전류를 인쇄 된 Ah 값의 1/10로 유지하면 배터리가 최소한의 스트레스와 손실로 충전되어 배터리 수명이 길어집니다.