Testkrets för exakt batterikapacitet - Testning av reservtid

Den exakta testkrets för batterikapacitet som förklaras i följande artikel kan användas för att testa den maximala säkerhetskopieringskapaciteten för alla uppladdningsbara batterier i realtid.

Av Timothy John

Grundläggande koncept

Kretsen fungerar genom att praktiskt taget ladda ur ett fulladdat batteri under test genom konstant ström tills dess spänning når det djupa urladdningsvärdet.

Vid denna punkt kretsen stängs av automatiskt batteriet från strömförsörjningen, medan en ansluten kvartsklocka ger den förflutna tiden som batteriet hade gjort backup. Denna förflutna tid på klockan informerar användaren om batteriets exakta kapacitet med avseende på den inställda urladdningsströmmen.

Låt oss nu lära oss det detaljerade arbetet med den föreslagna etsterkretsen med batterikapacitet med hjälp av följande punkter:

Design med tillstånd: Elektor Electronics

Main Stages of the Circuit

Med hänvisning till ovanstående schema över batteritidstestaren kan designen delas in i tre steg:

• Konstant strömutmatningssteg med IC1b
• Djup urladdning Klipp av scenen med IC1a
• Extern 1,5 V kvartsklocka leveransavstängning

En enda IC-LM358 med dubbla förstärkare används för att implementera båda, den konstanta urladdningen och den djupa urladdningsprocessen.

Båda op-förstärkarna från IC är konfigurerade som kompartorer.

Komparatorns förstärkare IC1b fungerar som en exakt styrenhet för konstant urladdning för batteriet.

Hur batteriets urladdning med konstant ström fungerar

Dummyutmatningsbelastningen i form av motstånd R8 till R17 är ansluten mellan MOSFET-källterminalen och jordledningen.

Beroende på den föredragna urladdningsströmmen genereras ett ekvivalent spänningsfall över dessa parallella motståndsbanker.

Detta spänningsfall noteras och exakt samma potential justeras på den icke-inverterande ingången till IC1b op amp, genom den förinställda P1.

Nu så länge spänningsfallet över motstånden ligger under detta inställda värde fortsätter op-förstärkarens utgång att förbli hög och MOSFET förblir påslagen och laddar ur batteriet vid den önskade konstanta strömhastigheten.

Om vi ​​antar att strömmen tenderar att öka av någon anledning, ökar emellertid spänningsfallet över motståndsbanken, vilket gör att potentialen vid den inverterande stiftet 2 på IC1b går över den icke-inverterande stiftet 3. Detta vänder direkt utmatningen från op-förstärkaren till 0V och stänger av MOSFET.

När MOSFET är avstängd sjunker också spänningen över motståndet omedelbart och op-förstärkaren slår PÅ MOSFET igen, och denna PÅ / AV-cykel fortsätter i snabb takt, vilket säkerställer att den konstanta urladdningen bibehålls perfekt vid den förutbestämda nivå.

Hur man beräknar de konstanta strömresistorerna

Den parallella motståndsbank som är ansluten vid MOSFET T1s källterminal bestämmer batteriets konstanta urladdningsbelastning.

Detta imiterar den faktiska belastning och urladdningshastighet som batteriet kan utsättas för under sitt vanliga arbete.

Om en blybatteri används, då vet vi att dess ideala urladdningshastighet bör vara 10% av Ah-värdet. Förutsatt att vi har ett 50 Ah batteri, bör urladdningshastigheten vara 5 ampere. Batteriet kan också laddas ur i högre takt, men det kan allvarligt påverka batteriets livslängd negativt, och därför blir en 5 amp den perfekta preferensen.

Nu, för en 5 A ström måste vi ställa in motståndsvärdet så att det utvecklas kan vara cirka 0,5 V över sig själv som svar på 5 A strömmen.

Detta kan snabbt utvärderas genom Ohms lag:

R = V / I = 0,5 / 5 = 0,1 ohm

Eftersom det finns 10 motstånd parallellt blir värdet för varje motstånd 0,1 x 10 = 1 Ohm.

Effekt kan beräknas som 0,5 x 5 = 2. 5 watt

Eftersom 10 motstånd är parallella kan wattförmågan för varje motstånd vara = 2,5 / 10 = 0,25 watt eller helt enkelt 1/4 watt. För att säkerställa en exakt bearbetning kan emellertid effekten ökas till 1/2 watt för varje motstånd.

Hur man ställer in gränsvärdet för djuputsläpp

Den djupa urladdningsavbrottet som bestämmer den lägsta spänningströskeln för batteribackupen hanteras av op amp IC1a.

Den kan ställas in på följande sätt:

Låt oss anta att den lägsta urladdningsnivån för ett 12 V blybatteri är 10 V. Den förinställda P2 är inställd så att spänningen över K1-kontakten ger exakt 10 V.

Detta innebär att inverteringsstift 2 på op-förstärkaren nu är inställd på en exakt 10 V-referens.

Nu i början kommer batterispänningen att vara över denna 10 V-nivå, vilket gör att den icke-inverterande stiftet pin3 är högre än stiftet 2. På grund av detta kommer IC1a-utgången att vara hög, vilket gör att reläet kan slås PÅ.

Detta skulle i sin tur göra det möjligt för batterispänningen att nå MOSFET för urladdningsprocessen.

Slutligen, när batteriet laddas ur under 10 V-märket, blir pin3-potentialen för IC1a högre än pin2, vilket gör att dess utgång blir noll och reläet stängs av. Batteriet klipps av och stoppas från att laddas ur ytterligare.

Hur man mäter förfluten backuptid

För att få en visuell mätning av batterikapaciteten i termer av den tid det tar för batteriet att nå full urladdningsnivå, är det viktigt att ha en tidsindikator som visar den förflutna tiden från början tills batteriet har nått den djupa urladdningen nivå.

Detta kan enkelt implementeras genom att ansluta en vanlig kvarts väggklocka med dess 1,5 V batteri tog bort.

Först avlägsnas 1,5 V-batteriet från klockan, sedan kopplas batteripolerna till K4-anslutningspunkterna med rätt polaritet.

Därefter justeras klockan till 12 0 klocka.

När kretsen initieras ansluter det andra paret av reläkontakterna 1,5 V DC från korsningen mellan R7 / D2 och klockan.

Detta driver kvartsklockan så att den kan visa den förflutna tiden för batteriets urladdningsprocess.

Slutligen, när batteriet är urladdat djupt, växlar reläet och kopplar bort strömmen till klockan. Tiden på klockan fryser och registrerar den exakta batterikapaciteten eller batteriets verkliga backuptid.

Testförfarande

När monteringen av batteriets kapacitetstestare är klar måste du ansluta följande tillbehör till de olika kontakterna från K1 till K4.

K1 bör anslutas med en voltmeter för att ställa in djupurladdningsspänningsnivån genom P2-justering.

K2 kan anslutas med en amperemätare för att kontrollera batteriets konstanta urladdning, även om detta är valfritt. Om en amperemätare inte används på K2, se till att lägga till en trådlänk över K2-punkterna.

Batteriet som testas ska anslutas över K3 med korrekt polaritet.

Slutligen bör en kvartsklockas batteripol anslutas över K4 som förklarats i föregående avsnitt.

När ovanstående poster väl har integrerats på lämpligt sätt och förinställningarna P1 / P2 är inställda enligt föregående förklaring kan omkopplaren S1 tryckas in för att initiera testprocessen för batterikapacitet.

Om en amperemätare är ansluten börjar den omedelbart visa den exakta urladdningen av konstant ström som inställd av MOSFET-källmotstånden och kvartsklockan börjar spela in batteriets förflutna tid.