5 bästa 6V 4Ah automatiska batteriladdarkretsar med relä och MOSFET

Följande 5 versioner av 6 volt 4 AH batteriladdarkretsar har designats av mig och publiceras här som svar på begäran från Mr. Raja, låt oss lära oss hela konversationen.

Tekniska specifikationer

'Kära herre, vänligen lägg upp en krets för att ladda 6 volts 3,5 ah blybatteri från 12 volts batteri. Laddaren ska automatiskt sluta ladda eftersom batteriet är fulladdat.

Använd transistor istället för relä för att sluta ladda, och berätta också hur jag använder 12 volt relä för samma krets.

Förklara Vilket är säkert och tåligt antingen relä eller transistor för att avbryta laddningen. (För närvarande laddar jag mitt ovan nämnda batteri genom att helt enkelt använda LM317 med 220 ohm och 1 kilo ohm motstånd och ett par kondensatorer) Jag väntar på din artikel, tack '.

Designen

Följande krets visar en enkel automatisk 6 volt 4 till 10 AH batteriladdarkrets med hjälp av en 12 volt relä , utformad för att automatiskt stänga av strömmen till batteriet så snart fulladdningsnivån för batteriet har uppnåtts.

Hur det fungerar

Förutsatt att inget batteri är anslutet till kretsen, när strömmen slås PÅ, är reläkontakten på N / C och ingen ström kommer att kunna nå IC 741-krets .

Nu när batteriet är anslutet kommer strömförsörjningen från batteriet att aktivera kretsen, och förutsatt att batteriet är i urladdat tillstånd kommer stift nr 2 att vara lägre än stift nr 3 och orsaka en hög vid stift nr 6 på IC. Detta slår PÅ transistorrelädrivrutinen, vilket i sin tur flyttar reläkontakten från N / C till N / O som ansluter laddningen till batteriet.

Batteriet börjar nu ladda långsamt och så snart dess poler når vid 7V, stift nr 2 tenderar att bli högre än stift nr 3, vilket gör att stift nr 6 på IC: n blir låg, stänger av reläet och stänger av strömmen till batteriet.

Den befintliga lågen vid stift nr 6 kommer också att få stift nr 3 att bli permanent låg genom den länkade 1N4148-dioden, och därmed kommer systemet att spärras tills strömmen slås AV och PÅ igen.

Om du inte vill ha detta spärrarrangemang kan du mycket väl eliminera 1N4148 återkopplingsdioden.

Notera : LED-indikatoravsnittet för alla tre följande diagram har nyligen modifierats efter en praktisk testning och bekräftelse

Krets 1

ANSLUT EN 10uF ÖVER PIN2 OCH PIN4, SÅ ATT OP-UTGÅNGSUTGÅNGEN BÖRJAR ALLTID MED EN 'HÖG' PÅ STRÖMBRYTARE PÅ

Följande krets visar en enkel automatisk 6 volt 4 AH batteriladdarkrets utan att använda ett relä, snarare direkt genom en transistor, du kan också byta ut BJT med en mosfet för att möjliggöra laddning med hög Ah-nivå.

PCB-design för ovanstående krets

PCB-layoutdesignen bidrog av en av de ivriga följare av denna webbplats, Mr. Jack009

Krets 2

ANSLUT EN 10uF ÖVER PIN2 OCH PIN4, SÅ ATT OP-UTGÅNGSUTGÅNGEN BÖRJAR ALLTID MED EN 'HÖG' PÅ STRÖMBRYTARE PÅ

Uppdatering:

Ovanstående transistoriserade 6V-laddarkrets har ett misstag. Vid fulladdningsnivån så snart batterinegativet är avstängt av TIP122, är detta negativt från batteriet också avstängt för IC 741-kretsen.

Detta innebär att IC 741 nu inte kan övervaka urladdningsprocessen för batteriet och kommer inte att kunna återställa batteriladdningen när batteriet når den nedre urladdningströskeln?

För att rätta till detta måste vi se till att batteriets negativa endast är avstängd från matningsledningen och inte från IC 741-kretsledningen vid fulladdningsnivån.

Följande krets korrigerar detta fel och ser till att IC741 kan övervaka och hålla koll på batteriets hälsa kontinuerligt under alla omständigheter.

ANSLUT EN 10uF ÖVER PIN2 OCH PIN4, SÅ ATT OP-UTGÅNGSUTGÅNGEN BÖRJAR ALLTID MED EN 'HÖG' PÅ STRÖMBRYTARE PÅ

Hur man ställer in kretsen

Till att börja med ska du hålla pin6-återkopplingsmotståndet frånkopplat och utan att ansluta något batteri justera R2 för att få exakt 7,2 V vid utgången från LM317 (över katoden 1N5408 och jordlinjen) för att driva IC 741-kretsen.

Nu är det bara att spela med 10k-förinställningen och identifiera en position där de RÖDA / GRÖNA lysdioderna bara vänder / floppar eller byter eller byter mellan deras belysning.

Denna position inom den förinställda justeringen kan betraktas som avstängning eller tröskelpunkt.

Justera den försiktigt till en punkt där den RÖDA lysdioden i den första kretsen bara tänds ...... men för den andra kretsen bör det vara den gröna lysdioden som ska tändas.

Avstängningspunkten är nu inställd för kretsen, försegla förinställningen i detta läge och återanslut pin6-motståndet över de visade punkterna.

Din krets är nu inställd för att ladda 6V 4 AH-batterier eller andra liknande batterier med en automatisk avstängningsfunktion så snart eller varje gång batteriet blir fulladdat vid ovanstående inställda 7.2V.

Båda ovanstående kretsar kommer att fungera lika bra, men den övre kretsen kan ändras för att hantera höga strömmar även upp till 100 och 200 AH bara genom att modifiera IC och relä. Den nedre kretsen kan göras att göra detta endast upp till en viss gräns, kan vara upp till 30 A eller så.

Den andra kretsen ovanifrån byggdes framgångsrikt och testades av Dipto som är en ivrig läsare av den här bloggen, de inlämnade bilderna av 6V-solcellsladdarens prototyp kan bevittnas nedan:

Lägga till en aktuell kontroll:

En automatisk strömregulator funktionen kan läggas till med ovan visade mönster genom att helt enkelt införa en BC547-krets som visas i följande diagram:

Krets 3

ANSLUT EN 10uF ÖVER PIN2 OCH PIN4, SÅ ATT OP-UTGÅNGSUTGÅNGEN BÖRJAR ALLTID MED EN 'HÖG' PÅ STRÖMBRYTARE PÅ

Det aktuella avkänningsmotståndet kan beräknas med hjälp av den enkla Ohms lagformeln:

Rx = 0,6 / Max laddningsström

Här hänvisar 0.6V till utlösningsspänningen på vänster sida BC547-transistor medan maximal laddningsström betyder maximal säker laddning för batteriet, vilket kan vara 400 mA för ett 4AH blybatteri.

Därför löser vi ovanstående formel oss:

Rx = 0,6 / 0,4 = 1,5 ohm.

Watt = 0,6 x 0,4 = 0,24 watt eller 1/4 watt

Genom att lägga till detta motstånd säkerställs att laddningshastigheten är fullständigt kontrollerad och att den aldrig överskrids den angivna gränsen för säker laddningsström.

Testrapport Videoklipp:

Följande videoklipp visar testningen av ovanstående automatiska laddarkrets i realtid. Eftersom jag inte hade ett 6V-batteri testade jag designen på ett 12V-batteri, vilket inte gör någon skillnad, och allt handlar om att ställa in förinställningen därefter för 6V eller ett 12V-batteri enligt användarens önskemål. Ovan visade kretskonfiguration ändrades inte på något sätt.

Kretsen var inställd på att avbrytas vid 13.46V, vilket valdes som full laddningsavstängningsnivå. Detta gjordes för att spara tid eftersom det faktiska rekommenderade värdet på 14,3V kunde ha tagit mycket tid, därför att jag snabbt valde 13,46V som hög avskärningströskel för att göra det snabbt.

En punkt att notera är dock att återkopplingsmotståndet inte användes här, och aktivering av den lägre tröskeln implementerades automatiskt vid 12,77V av kretsen, enligt IC 741: s naturliga hysteresegenskap.

6V laddningsdesign # 2

Här är en annan enkel men ändå korrekt automatisk, reglerad 6V blybatteriladdarkrets som stänger av strömmen till batteriet så snart batteriet når full laddning. En upplyst lysdiod vid utgången visar batteriets fulladdade tillstånd.

Hur det fungerar

CIRCUIT DIAGRAM kan förstås med följande punkter:

I grund och botten sker spänningsreglering och reglering av den mångsidiga arbetshästen IC LM 338.

En ingångs DC-matningsspänning i intervallet 30 appliceras på IC-ingången. Spänningen kan härledas från ett transformator-, brygg- och kondensatornätverk.

Värdet på R2 är inställt för att få den erforderliga utspänningen, beroende på batterispänningen som ska laddas.

Om ett 6 volts batteri behöver laddas, väljs R2 för att producera en spänning på cirka 7 volt vid utgången, för ett 12 volts batteri blir det 14 volt och för ett 24 volts batteri görs inställningen på cirka 28 volt.

Ovanstående inställningar tar hand om spänningen som måste appliceras på batteriet under laddning, men utlösningsspänningen eller spänningen som kretsen ska brytas in ställs in genom att justera 10 K-potten eller förinställningen.

10K-förinställningen är associerad med kretsen som involverar IC 741 som i grunden är konfigurerad som en komparator.

IC 741: s inverterande ingång kläms fast vid en fast referensspänning på 6 via ett 10K-motstånd.

Med hänvisning till denna spänning ställs utlösningspunkten in via 10 K-förinställningen ansluten över IC: s icke-inverterande ingång.

Utgången från IC LM 338 går till batteriet positivt för laddning. Denna spänning fungerar också som avkänning såväl som driftspänning för IC 741.

Enligt inställningen av 10 K förinställd när batterispänningen under laddningsprocessen når eller passerar tröskeln, blir utgången från IC 741 hög.

Spänningen passerar genom lysdioden och når basen på transistorn som i sin tur leder och stänger av IC LM 338.

Tillförseln till batteriet avbryts omedelbart.

Den upplysta lysdioden indikerar laddat tillstånd för det anslutna batteriet.

Krets # 4

Denna automatiska batteriladdarkrets kan användas för att ladda alla blybatterier eller SMF-batterier med spänningar mellan 3 och 24 volt.

Ovanstående krets hittades inte så tillfredsställande av några av läsarna, så jag har modifierat ovanstående krets för en bättre och garanterad funktion. Se den modifierade designen i nedanstående figur.

PCB-design för ovan slutförda 6V, 12V, 24V automatisk batteriladdarkrets

Solar 6V batteriladdarkrets med överströmsskydd

Hittills har vi lärt oss hur man gör en enkel 6V batteriladdarkrets med överströmsskydd med nätingång. I följande diskussion kommer vi att försöka förstå hur samma skulle kunna konfigureras i kombination med en solpanel och även med en AC / DC-adapteringång.

Kretsen inkluderar också en indikatorfunktion för batteristatus i fyra steg, ett överströmsstyrningssteg, automatisk avstängning för laddning och batteriladdning, samt ett separat laddningsuttag för mobiltelefoner. Idén begärdes av Bhushan Trivedi.

Tekniska specifikationer

Hälsningar, jag litar på att du mår bra. Jag är Bhushan och arbetar för närvarande på ett hobbyprojekt. Jag är mycket imponerad av den kunskap du delar på din blogg och hoppades om du skulle vilja vägleda mig lite med mitt projekt.

Mitt projekt handlar om att ladda ett 6V 4,5 Ah förseglat batteri med nät och solpanel.

Detta batteri ger ström till led-lampor och en laddningspunkt för mobiltelefoner. Egentligen kommer batteriet att förvaras i en låda. och box kommer att ha två ingångar för batteriladdning. Dessa två ingångar är solceller (9V) och växelström (230V) för laddning av 6V-batteriet.

Det kommer inte att ske någon automatisk övergång. Det är som att användaren har ett alternativ att antingen ladda batteriet från solenergi eller nät. men båda inmatningsalternativen ska vara tillgängliga.

Till exempel, om batteriet inte kan laddas från en solpanel på en regnig dag eller av någon anledning, bör nätladdningen göras.

Så jag letar efter ett alternativ för båda ingångarna till batteriet. Ingenting automatiskt här Indikatorlampan för batterinivå ska indikera rött gult och grönt på batterinivån.

Automatisk avstängning av batteriet efter att spänningen går ner vissa gränser för att säkerställa lång batteritid. Jag bifogar ett kort problemmeddelande längs detta e-postmeddelande för din referens.

Jag letar efter en krets för arrangemanget som visas i den. Jag vill gärna höra från dig om detta

Vänliga Hälsningar,

Bhushan

Den 5: e designen

Den erforderliga 6V-batteriladdarkretsen kan ses i diagrammet nedan.

Med hänvisning till diagrammet kan de olika stegen förstås med hjälp av följande punkter:

IC LM317, som är en standardspänningsregulator IC, är konfigurerad att producera en fast 7V-utgång bestämd av motstånden 120 ohm och 560 ohm.

BC547-transistorn och dess basmotstånd på 1 ohm säkerställer att laddningsströmmen till 6V / 4,5AH-batteriet aldrig överskrider det optimala 500mA-märket.

Utgången från LM317-scenen är direkt ansluten till 6V-batteriet för den avsedda laddningen av batteriet.

Ingången till denna IC kan väljas via en SPDT-omkopplare, antingen från den givna solpanelen eller från en AC / DC-adapterenhet, beroende på om solpanelen producerar tillräcklig spänning eller inte, vilket kan övervakas via en voltmeter ansluten över utgången stift på LM317 IC.

De fyra opamperna från IC LM324 som är en quad opamp i ett paket är anslutna som spänningskomparatorer och ger visuella indikationer för de olika spänningsnivåerna när som helst, under laddningsprocessen eller under urladdningsprocessen genom den anslutna LEd-panelen eller någon annan belastning.

Alla inverteringsingångarna på opampsna fastspänns till en fast referens på 3V genom relevant zenerdiod.

De icke-inverterande ingångarna på opamperna är individuellt anslutna till förinställningar som är lämpligt inställda för att svara på relevanta spänningsnivåer genom att göra deras utgångar höga sekventiellt.

Indikationerna för detsamma kan övervakas via de anslutna färgade lysdioderna.

Den gula lysdioden som är associerad med A2 kan ställas in för att indikera lågspänningsgränsen. När denna lysdiod stängs av (vit tänds) förhindras transistorn TIP122 från att leda och bryter strömmen till lasten, vilket säkerställer att batteriet aldrig får urladdas till farliga oåterhämtningsbara gränser.

A4-lysdioden anger batteriets övre fulladdningsnivå .... denna utgång kan matas till basen på LM317-transistorn för att bryta laddningsspänningen till batteriet och förhindra överladdning (valfritt).

Observera att eftersom A2 / A4 inte innehåller hysteres kan det leda till svängningar vid gränsvärdena, vilket inte nödvändigtvis är ett problem eller påverkar batteriets prestanda eller livslängd.

Krets 5

Lägger till en automatisk avstängning på full laddning av batteri

Det modifierade diagrammet med överladdning kan automatiskt klippas ut genom att ansluta A4-utdata till BC547.

Men nu kommer den nuvarande begränsningsmotståndsformeln att vara följande:

R = 0,6 + 0,6 / max laddningsström

Feedback från Mr. Bhushan

Tack så mycket för ditt fortsatta stöd och ovanstående kretskonstruktioner.

Jag har några mindre ändringar i designen nu, som jag vill be dig att införliva i kretsdesignen. Jag vill uttrycka att kostnaden för PCB och komponenter är ett stort problem, men jag förstår att kvalitet också är mycket viktigt.

Därför ber jag dig att hitta en fin balans mellan prestanda och kostnad för denna krets. Så till att börja med har vi den här Lådan, där 6V 4,5 Ah SMF blybatteri och kretskortet också kommer att finnas.

6V 4,5 Ah-batteriet laddas antingen genom följande alternativ från en enda ingång:

a) En 230 V växelström till 9 V likströmsadapter (jag vill fortsätta med en 1 amp-laddare, dina åsikter?) ”ELLER”

b) En solcellsmodul på 3-5 watt (max spänning: 9 V (nominellt 6V), maxström: 0,4 till 0,5 ampere)

Blockdiagram

Batteriet kan laddas med endast en strömförsörjning åt gången och kommer därför bara att ha en ingång på vänster sida av lådan.

För den tid då detta batteri laddas kommer det att finnas ett litet rött LED-ljus som lyser på teckensnittsytan på lådan (Batteriladdningsindikator i diagram) Nu, vid denna tidpunkt, bör systemet också ha en batterinivåindikator (Batteri nivåindikator i diagram)

Jag vill ha tre nivåer av indikationer för batteriets tillstånd. Dessa tabeller anger öppen kretsspänning. Nu med den mycket lilla elektroniska kunskapen jag har antar jag att detta är perfekt spänning och inte de faktiska förhållandena, eller hur?

Jag tror att jag lämnar det åt dig att bestämma och använda eventuella korrigeringsfaktorer om det behövs för beräkningar.

Jag vill ha följande indikatornivåer:

1. Laddningsnivå 100% till 65% = Liten grön lysdiod lyser (gul och röd lysdiod släckt)
2. Laddningsnivå 40% till 65% = Liten gul lysdiod lyser (Grön och röd lysdiod släckt)
3. Laddningsnivå 20% till 40% = Liten röd lysdiod lyser (grön och gul lysdiod släckt)
4. Vid 20% laddningsnivå kopplas batteriet från och slutar leverera uteffekt.

På utgångssidan nu (höger sidovy i diagram)

Systemet kommer att leverera ström till följande applikationer:

a) 1 Watt, 6V DC LED-lampa - 3 nej

b) En utgång för mobiltelefonladdning Jag vill ha en funktion här. Som du ser har likströmsbelastningarna som är anslutna till batteriet relativt mindre watt. (bara en mobiltelefon och tre 1 watt LED-lampor). Nu ska funktionen som ska läggas till i kretsen fungera som en säkring (jag menar inte en verklig säkring här).

Antag att om en CFL-lampa är ansluten här eller någon annan applikation med högre wattvärde, bör strömförsörjningen vara avstängd. Om den totala effekten som dras överstiger 7,5 watt DC ansluten till detta system, bör systemet stänga av strömmen och bör endast återupptas när belastningen är under 7,5 watt.

Jag vill i grund och botten se till att detta system inte missbrukas eller dras för mycket energi från och därmed skadar batteriet.

Det här är bara en idé. Jag förstår dock att detta potentiellt kan öka kretsens komplexitet och kostnad. Jag kommer att leta efter din rekommendation om huruvida den här funktionen ska inkluderas eller nej eftersom vi redan stänger av batteriet när laddningstillståndet når 20%.

Jag hoppas att du tycker att det här projektet är spännande att arbeta med. Jag ser fram emot att få dina mycket uppskattade insatser om detta.

Jag tackar dig för all din hjälp fram till nu och i förväg för ditt utökade samarbete om detta.

Vänliga Hälsningar,

Bhushan.

Designen

Här är en kort förklaring av de olika stegen som ingår i den föreslagna 6V batteriladdarkretsen med överströmsskydd:

Vänster sida LM317 är ansvarig för att producera en fast 7,6V laddningsspänning över dess utgångsstift och jord för batteriet, som sjunker till cirka 7V via D3 för att bli en optimal nivå för batteriet.

Denna spänning bestäms av det tillhörande 610 ohm-motståndet, detta värde kan reduceras eller ökas för att ändra utspänningen proportionellt vid behov.

Det tillhörande 1 ohm-motståndet och BC547 begränsar laddningsströmmen till cirka 600mA säkert för batteriet.

Opamps A1 --- A4 är alla identiska och fungerar som spänningsjämförare. Enligt reglerna om spänningen vid deras pin3 överstiger nivån vid pin2, blir motsvarande utgångar höga eller på matningsnivån ..... och vice versa.

De tillhörande förinställningarna kan ställas in för att möjliggöra för opamperna att känna av vilken önskad nivå som helst vid deras pin3 och få deras motsvarande utgångar att bli höga (som förklarats ovan), så att A1-förinställningen ställs in så att dess utgång blir hög vid 5V (laddningsnivå 20% 40%) .... A2-förinställning är inställd på att svara med en uteffekt hög vid 5,5 V (laddningsnivå 40% till 65%), medan A3 utlöses med en hög uteffekt vid 6,5 V (80%), och slutligen larmar A4 ägare med den blå lysdioden på batterinivå som når 7.2V-märket (100% laddat).

Vid denna tidpunkt måste ingångseffekten stängas av manuellt eftersom du inte krävde en automatisk åtgärd.

När ingången är avstängd upprätthåller 6v-batterinivån ovanstående positioner för opamperna, medan utgången från A2 säkerställer att TIP122 leder de relevanta belastningarna förenade med batteriet och fungerar.

LM317-steget till höger är ett aktuellt regulatorsteg som har riggats för att begränsa utgångsförbrukningens förbrukning till 1,2 ampere eller cirka 7 watt enligt kraven. Motståndet på 0,75 ohm kan varieras för att ändra begränsningsnivåerna.

Nästa 7805 IC-steg är en separat inkludering som genererar en lämplig spännings- / strömnivå för laddning av vanliga mobiltelefoner.

Nu när strömmen förbrukas börjar batterinivån sjunka i motsatt riktning, vilket indikeras av relevanta lysdioder ...

Blå är den första som stänger av och lyser upp den gröna LEd, som stängs av under 6,5 V och lyser upp den gula LEd som stängs av vid 5,9 V och ser till att TIP122 inte längre leder och belastningarna stängs av ....

Men här kan tillståndet svänga ett ögonblick tills spänningen äntligen når under 5,5 V och lyser upp den vita LEd och larmar användaren för en ingångsströmbrytare och påbörjar laddningsproceduren.

Ovanstående koncept kan förbättras ytterligare genom att lägga till en automatisk full laddningsavstängningsanläggning, som visas nedan: