ఆటో కట్ ఆఫ్‌తో ఆప్ ఆంప్ బ్యాటరీ ఛార్జర్ సర్క్యూట్

పోస్ట్ రెండు ఓపాంప్ ఐసి 741 మరియు ఎల్ఎమ్ 358 ఆధారిత ఆటో కట్ ఆఫ్ బ్యాటరీ ఛార్జర్ సర్క్యూట్లను చర్చిస్తుంది, ఇవి దాని లక్షణాలతో ఖచ్చితమైనవి కావు, కానీ ఇబ్బంది లేకుండా మరియు అధిక / తక్కువ కట్-ఆఫ్ థ్రెషోల్డ్ పరిమితులను త్వరగా ఏర్పాటు చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

ఈ ఆలోచనను మిస్టర్ మమ్‌దౌ అభ్యర్థించారు.

సర్క్యూట్ లక్ష్యాలు మరియు అవసరాలు

1. నేను బాహ్య శక్తిని స్వయంచాలకంగా కనెక్ట్ చేసిన వెంటనే అది బ్యాటరీని డిస్‌కనెక్ట్ చేస్తుంది మరియు సిస్టమ్‌ను సరఫరా చేస్తుంది, అదే సమయంలో బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేస్తుంది.
2. ఓవర్‌ఛార్జింగ్ రక్షణ (పై డిజైన్‌లో ఇది ఉంది).
3. బ్యాటరీ తక్కువ మరియు పూర్తి ఛార్జింగ్ సూచనలు (పై డిజైన్‌లో ఇవి ఉన్నాయి).
4. ఛార్జ్ చేయడానికి నా బ్యాటరీ అంతటా అవసరమైన వోల్టేజ్‌ను ఎలా నిర్ణయించాలో సహాయపడే ఫార్ములా ఏమిటో నాకు తెలియదు (బ్యాటరీ పాత ల్యాప్‌టాప్‌ల నుండి తీయబడుతుంది. మొత్తం 22 వి 6 ఎపిఎమ్‌లతో లోడ్ లేకుండా ఉంటుంది)
5. ఇంకా, నా బ్యాటరీ ఎంతసేపు ఉంటుందో సూచించే సూత్రం నాకు తెలియదు మరియు బ్యాటరీ నాకు రెండు గంటలు ఉండాలని కోరుకుంటే సమయాన్ని ఎలా లెక్కించాలి.
6. అలాగే, సిపియు ఫ్యాన్ కూడా సిస్టమ్ ద్వారా సరఫరా చేయబడుతుంది. మసకబారిన ఎంపికను జోడించడం చాలా గొప్పది, నా అసలు ప్రణాళిక 26-30 v మధ్య మారుతూ ఉంటుంది, దాని కంటే ఎక్కువ అవసరం లేదు.

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

గమనిక: దయచేసి 10K సిరీస్‌లోని 1N4148 తో 1K తో భర్తీ చేయండి

డిజైన్

నా మునుపటి బ్యాటరీ ఛార్జర్ కంట్రోలర్ సర్క్యూట్లలో, పూర్తి ఛార్జ్ ఆటో కట్-ఆఫ్‌ను అమలు చేయడానికి నేను ఒకే ఒపాంప్‌ను ఉపయోగించాను మరియు కనెక్ట్ చేయబడిన బ్యాటరీ కోసం తక్కువ స్థాయి ఛార్జింగ్ స్విచ్‌ను ప్రారంభించడానికి హిస్టెరిసిస్ రెసిస్టర్‌ను ఉపయోగించాను.

అయితే ఈ హిస్టెరిసిస్ రెసిస్టర్‌ను లెక్కిస్తోంది ఖచ్చితమైన తక్కువ స్థాయి పునరుద్ధరణ సాధించడానికి సరిగ్గా కొంచెం కష్టమవుతుంది మరియు కొంత సమయం మరియు ట్రయల్ మరియు లోపం ప్రయత్నం అవసరం.

పైన ప్రతిపాదించిన ఓపాంప్ తక్కువ హై బ్యాటరీ ఛార్జర్ కంట్రోలర్ సర్క్యూట్లో రెండు ఓపాంప్ కంపారిటర్ ఒకటిగా చేర్చబడింది, ఇది సెటప్ విధానాలను సరళీకృతం చేస్తుంది మరియు దీర్ఘ విధానాల నుండి వినియోగదారుని ఉపశమనం చేస్తుంది.

ఫిగర్ను ప్రస్తావిస్తూ, బ్యాటరీ వోల్టేజ్‌ను సెన్సింగ్ చేయడానికి మరియు అవసరమైన కట్-ఆఫ్ ఆపరేషన్ల కోసం రెండు ఓపాంప్‌లను కంపారిటర్లుగా కాన్ఫిగర్ చేయడాన్ని మనం చూడవచ్చు.

బ్యాటరీ s 12V బ్యాటరీ అని uming హిస్తే, తక్కువ A2 ఒపాంప్ యొక్క 10K ప్రీసెట్ సెట్ చేయబడింది, బ్యాటరీ వోల్టేజ్ కేవలం 11V మార్క్ (తక్కువ ఉత్సర్గ త్రెషోల్డ్) ను దాటినప్పుడు దాని అవుట్పుట్ పిన్ # 7 అధిక లాజిక్ అవుతుంది, అయితే ఎగువ A1 ఒపాంప్ యొక్క ప్రీసెట్ సర్దుబాటు చేయబడుతుంది బ్యాటరీ వోల్టేజ్ అధిక కట్ ఆఫ్ థ్రెషోల్డ్‌ను తాకినప్పుడు దాని అవుట్పుట్ ఎక్కువగా ఉంటుంది, 14.3 వి వద్ద చెప్పండి.

అందువల్ల 11V వద్ద, A1 అవుట్పుట్ సానుకూలంగా ఉంటుంది, అయితే 1N4148 డయోడ్ ఉండటం వల్ల ఈ పాజిటివ్ అసమర్థంగా ఉంటుంది మరియు ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క స్థావరానికి మరింత వెళ్ళకుండా నిరోధించబడుతుంది.

ఎగువ ఓపాంప్ రిలేను సక్రియం చేసినప్పుడు 14.3V కి చేరుకునే వరకు బ్యాటరీ ఛార్జ్ చేస్తూనే ఉంటుంది మరియు బ్యాటరీకి ఛార్జింగ్ సరఫరాను ఆపివేస్తుంది.

A1 యొక్క పిన్ # 1 మరియు పిన్ # 3 అంతటా ఫీడ్‌బ్యాక్ రెసిస్టర్‌లను చేర్చడం వల్ల పరిస్థితి తక్షణమే లాచ్ అవుతుంది. బ్యాటరీ కోసం సరఫరా పూర్తిగా కత్తిరించడంతో రిలే ఈ స్థితిలో లాక్ అవుతుంది.

A2 అవుట్పుట్ ప్రతికూలంగా లేదా సున్నాకి వెళ్ళవలసి వచ్చినప్పుడు 11V వద్ద తక్కువ ఉత్సర్గ ప్రవేశ స్థాయికి చేరుకునే వరకు బ్యాటరీ ఇప్పుడు కనెక్ట్ చేయబడిన లోడ్ ద్వారా నెమ్మదిగా విడుదల చేయడం ప్రారంభిస్తుంది. ఇప్పుడు దాని అవుట్పుట్ వద్ద డయోడ్ ముందుకు పక్షపాతంగా మారుతుంది మరియు A1 యొక్క సూచించిన పిన్స్ మధ్య లాచింగ్ ఫీడ్బ్యాక్ సిగ్నల్ను గ్రౌండింగ్ చేయడం ద్వారా గొళ్ళెం త్వరగా విచ్ఛిన్నమవుతుంది.

ఈ చర్యతో రిలే తక్షణమే నిష్క్రియం చేయబడి దాని ప్రారంభ N / C స్థానానికి పునరుద్ధరించబడుతుంది మరియు ఛార్జింగ్ కరెంట్ మళ్ళీ బ్యాటరీ వైపు ప్రవహించడం ప్రారంభిస్తుంది.

ఈ ఓపాంప్ తక్కువ అధిక బ్యాటరీ ఛార్జర్ సర్క్యూట్‌ను DC యుపిఎస్ సర్క్యూట్‌గా ఉపయోగించవచ్చు, మెయిన్స్ ఉనికి లేదా లేకపోవడంతో సంబంధం లేకుండా లోడ్ కోసం నిరంతర సరఫరాను నిర్ధారించడానికి మరియు దాని వినియోగం ద్వారా నిరంతరాయమైన సరఫరాను పొందటానికి.

ఇన్పుట్ ఛార్జింగ్ సరఫరాను బాహ్యంగా LM338 స్థిరమైన ప్రస్తుత వేరియబుల్ స్థిరమైన వోల్టేజ్ సర్క్యూట్ వంటి నియంత్రిత విద్యుత్ సరఫరా నుండి పొందవచ్చు.

ప్రీసెట్లు ఎలా సెట్ చేయాలి

• ప్రారంభంలో 1k / 1N4148 ఫీడ్‌బ్యాక్‌ను A1 op amp నుండి డిస్‌కనెక్ట్ చేయండి.
• A1 ప్రీసెట్ స్లైడర్‌ను భూస్థాయికి తరలించి, A2 ప్రీసెట్ స్లైడర్‌ను సానుకూల స్థాయికి తరలించండి.
• వేరియబుల్ విద్యుత్ సరఫరా ద్వారా, 14.2 V ను వర్తించండి, ఇది 'బ్యాటరీ' పాయింట్లలో 12 V బ్యాటరీకి పూర్తి ఛార్జ్ స్థాయి.
• మీరు రిలే యాక్టివేట్ అవుతారు.
• రిలే నిష్క్రియం అయ్యే వరకు ఇప్పుడు నెమ్మదిగా A1 ప్రీసెట్‌ను పాజిటివ్ వైపు వైపుకు తరలించండి.
• ఇది పూర్తి ఛార్జ్ కత్తిరించబడుతుంది.
• ఇప్పుడు, 1k / 1N4148 ను తిరిగి కనెక్ట్ చేయండి, తద్వారా A1 రిలేను ఆ స్థానంలో ఉంచుతుంది.
• ఇప్పుడు నెమ్మదిగా బ్యాటరీ యొక్క తక్కువ ఉత్సర్గ పరిమితి వైపు వేరియబుల్ సరఫరాను సర్దుబాటు చేయండి, పైన పేర్కొన్న ఫీడ్‌బ్యాక్ ప్రతిస్పందన కారణంగా రిలే స్విచ్ ఆఫ్‌లో కొనసాగుతుందని మీరు కనుగొంటారు.
• తక్కువ బ్యాటరీ ఉత్సర్గ ప్రవేశ స్థాయికి విద్యుత్ సరఫరాను సర్దుబాటు చేయండి.
• దీని తరువాత, A2 ప్రీసెట్‌ను గ్రౌండ్ సైడ్ వైపుకు తరలించడం ప్రారంభించండి, ఇది A2 అవుట్‌పుట్‌ను సున్నాకి మారుస్తుంది, ఇది A1 గొళ్ళెంను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది మరియు రిలేను తిరిగి ఛార్జింగ్ మోడ్‌కు మారుస్తుంది.
• అంతే, సర్క్యూట్ ఇప్పుడు పూర్తిగా సెట్ చేయబడింది, ఈ స్థానంలో ప్రీసెట్లు ముద్ర వేయండి.

అభ్యర్థనలోని ఇతర అదనపు ప్రశ్నలకు సమాధానాలు క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి:

పూర్తి ఛార్జ్ కట్ ఆఫ్ పరిమితిని లెక్కించడానికి ఫార్ములా:

బ్యాటరీ వోల్టేజ్ రేటింగ్ + 20%, ఉదాహరణకు 12V లో 20% 2.4, కాబట్టి 12 + 2.4 = 14.4 వి అనేది 12 వి బ్యాటరీకి పూర్తి ఛార్జ్ కట్ ఆఫ్ వోల్టేజ్

బ్యాటరీ బ్యాకప్ సమయాన్ని తెలుసుకోవడానికి ఈ క్రింది ఫార్ములాను ఉపయోగించవచ్చు, ఇది మీకు సుమారుగా బ్యాటరీ బ్యాకప్ సమయాన్ని ఇస్తుంది.

బ్యాకప్ = 0.7 (ఆహ్ / లోడ్ కరెంట్)

రెండు ఆప్ ఆంప్స్‌ని ఉపయోగించి ఆటోమేటిక్ ఓవర్ / అండర్ ఛార్జ్ కట్-ఆఫ్ బ్యాటరీ ఛార్జర్ సర్క్యూట్ తయారీకి మరో ప్రత్యామ్నాయ డిజైన్ క్రింద చూడవచ్చు:

అది ఎలా పని చేస్తుంది

బ్యాటరీ కనెక్ట్ కాలేదని uming హిస్తే, రిలే పరిచయం N / C స్థానంలో ఉంది. అందువల్ల శక్తిని ఆన్ చేసినప్పుడు, op amp సర్క్యూట్ శక్తిని పొందలేకపోతుంది మరియు క్రియారహితంగా ఉంటుంది.

ఇప్పుడు, డిశ్చార్జ్ చేయబడిన బ్యాటరీ సూచించిన పాయింట్ అంతటా అనుసంధానించబడిందని అనుకుందాం, op amp సర్క్యూట్ బ్యాటరీ ద్వారా శక్తిని పొందుతుంది. బ్యాటరీ ఉత్సర్గ స్థాయిలో ఉన్నందున, ఇది ఎగువ op amp యొక్క (-) ఇన్పుట్ వద్ద తక్కువ సామర్థ్యాన్ని సృష్టిస్తుంది, ఇది (+) పిన్ కంటే తక్కువగా ఉండవచ్చు.

ఈ కారణంగా, ఎగువ op amp అవుట్పుట్ అధికంగా ఉంటుంది. ట్రాన్సిస్టర్ మరియు రిలే సక్రియం చేస్తాయి మరియు రిలే పరిచయాలు N / C నుండి N / O కి కదులుతాయి. ఇది ఇప్పుడు బ్యాటరీని ఇన్‌పుట్ విద్యుత్ సరఫరాతో కలుపుతుంది మరియు ఇది ఛార్జింగ్ ప్రారంభమవుతుంది.

బ్యాటరీ పూర్తిగా ఛార్జ్ అయిన తర్వాత, ఎగువ op amp యొక్క (-) పిన్ వద్ద సంభావ్యత దాని (+) ఇన్పుట్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, దీనివల్ల ఎగువ op amp యొక్క అవుట్పుట్ పిన్ తక్కువగా ఉంటుంది. ఇది తక్షణమే ట్రాన్సిస్టర్ మరియు రిలేను ఆఫ్ చేస్తుంది.

ఛార్జింగ్ సరఫరా నుండి బ్యాటరీ ఇప్పుడు డిస్‌కనెక్ట్ చేయబడింది.

(+) అంతటా 1N4148 డయోడ్ మరియు ఎగువ ఆప్ ఆంప్ లాచెస్ యొక్క అవుట్పుట్ తద్వారా బ్యాటరీ పడిపోవటం ప్రారంభించినా రిలే కోనిషన్ మీద ఎటువంటి ప్రభావం ఉండదు.

అయినప్పటికీ, ఛార్జర్ టెర్మినల్స్ నుండి బ్యాటరీ తొలగించబడదని అనుకుందాం, మరియు ఒక లోడ్ దానికి అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, తద్వారా అది ఉత్సర్గ ప్రారంభమవుతుంది.

బ్యాటరీ కావలసిన దిగువ స్థాయి కంటే తక్కువగా విడుదల చేసినప్పుడు, దిగువ op amp యొక్క పిన్ (-) వద్ద సంభావ్యత దాని (+) ఇన్పుట్ పిన్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ఇది తక్షణమే దిగువ op amp యొక్క అవుట్పుట్ అధికంగా ఉండటానికి కారణమవుతుంది, ఇది ఎగువ op amp యొక్క పిన్ 3 ని తాకుతుంది. తక్షణమే గొళ్ళెంను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది మరియు ఛార్జింగ్ విధానాన్ని మళ్లీ ప్రారంభించడానికి ట్రాన్సిస్టర్ మరియు రిలేను ఆన్ చేస్తుంది.

పిసిబి డిజైన్

ప్రస్తుత నియంత్రణ దశను కలుపుతోంది

క్రింద చూపిన విధంగా, పైన పేర్కొన్న రెండు డిజైన్లను మోస్ఫెట్ ఆధారిత ప్రస్తుత నియంత్రణ మాడ్యూల్‌ను జోడించడం ద్వారా ప్రస్తుత నియంత్రణతో అప్‌గ్రేడ్ చేయవచ్చు:

R2 = 0.6 / ఛార్జింగ్ కరెంట్

రివర్స్ ధ్రువణత రక్షకుడిని కలుపుతోంది

బ్యాటరీ యొక్క సానుకూల టెర్మినల్‌తో సిరీస్‌లో డయోడ్‌ను జోడించడం ద్వారా పై డిజైన్లకు రివర్స్ ధ్రువణత రక్షణను చేర్చవచ్చు. కాథోడ్ బ్యాటరీ పాజిటివ్ టెర్మినల్‌కు వెళుతుంది మరియు యానోడ్ ఆప్ ఆంప్ పాజిటివ్ లైన్‌కు వెళుతుంది.

దయచేసి ఈ డయోడ్‌లో 100 ఓం రెసిస్టర్‌ను కనెక్ట్ చేశారని నిర్ధారించుకోండి, లేకపోతే సర్క్యూట్ ఛార్జింగ్ విధానాన్ని ప్రారంభించదు.

రిలేను తొలగిస్తోంది

మొదటి ఓపాంప్ ఆధారిత బ్యాటరీ ఛార్జర్ రూపకల్పనలో, కింది రేఖాచిత్రంలో చూపిన విధంగా రిలేను తొలగించి, ఘన స్థితి ట్రాన్సిస్టర్‌ల ద్వారా ఛార్జింగ్ విధానాన్ని ఆపరేట్ చేయడం సాధ్యమవుతుంది:

సర్క్యూట్ ఎలా పనిచేస్తుంది

• A2 ప్రీసెట్ 10 V థ్రెషోల్డ్ వద్ద సర్దుబాటు చేయబడిందని అనుకుందాం, మరియు A1 ప్రీసెట్ 14 V థ్రెషోల్డ్ వద్ద సర్దుబాటు చేయబడుతుంది.
• మేము 11 V యొక్క ఇంటర్మీడియట్ దశలో విడుదలయ్యే బ్యాటరీని కనెక్ట్ చేద్దాం.
• పిన్ 5 ప్రీసెట్ యొక్క అమరిక ప్రకారం, A1 యొక్క ఈ వోల్టేజ్ పిన్ 2 దాని పిన్ 3 రిఫరెన్స్ సంభావ్యత కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.
• ఇది A1 యొక్క అవుట్పుట్ పిన్ 1 ఎక్కువగా ఉండటానికి కారణమవుతుంది, ట్రాన్సిస్టర్ BC547 మరియు TIP32 ను ఆన్ చేస్తుంది.
• టెర్మినల్ వోల్టేజ్ 14 V కి చేరుకునే వరకు బ్యాటరీ ఇప్పుడు TIP32 ద్వారా ఛార్జింగ్ ప్రారంభమవుతుంది.
• 14 V వద్ద, ఎగువ ప్రీసెట్ యొక్క అమరిక ప్రకారం, A1 యొక్క పిన్ 2 దాని పిన్ 3 కన్నా ఎక్కువగా ఉంటుంది, దీని వలన అవుట్పుట్ తక్కువగా మారుతుంది.
• ఇది తక్షణమే ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఆపివేస్తుంది మరియు ఛార్జింగ్ విధానాన్ని ఆపివేస్తుంది.
• పై చర్య 1k / 1N4148 ద్వారా A1 op amp ని కూడా లాచ్ చేస్తుంది, తద్వారా బ్యాటరీ వోల్టేజ్ 13 V యొక్క SoC స్థాయికి పడిపోయినప్పటికీ, A1 పిన్ 1 అవుట్‌పుట్‌ను తక్కువగా ఉంచుతుంది.
• తరువాత, బ్యాటరీ అవుట్పుట్ లోడ్ ద్వారా ఉత్సర్గ ప్రారంభించినప్పుడు, దాని టెర్మినల్ వోల్టేజ్ పడిపోవటం ప్రారంభమవుతుంది, అది 9.9 V కి పడిపోయే వరకు.
• ఈ స్థాయిలో, దిగువ ప్రీసెట్ యొక్క అమరిక ప్రకారం, A2 యొక్క పిన్ 5 దాని పిన్ 6 కన్నా దిగువకు పడిపోతుంది, దీని ఫలితంగా దాని అవుట్పుట్ పిన్ 7 తక్కువగా మారుతుంది.
• A2 యొక్క పిన్ 7 వద్ద ఉన్న ఈ తక్కువ A1 యొక్క పిన్ 2 ను దాదాపు 0 V కి లాగుతుంది, అంటే ఇప్పుడు A1 యొక్క పిన్ 3 దాని పిన్ 2 కన్నా ఎక్కువగా ఉంటుంది.
• ఇది వెంటనే A1 గొళ్ళెంను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది మరియు A1 యొక్క అవుట్పుట్ మరోసారి అధికంగా మారుతుంది, ట్రాన్సిస్టర్ ఆన్ చేసి ఛార్జింగ్ ప్రక్రియను ప్రారంభిస్తుంది.
• బ్యాటరీ 14 V కి చేరుకున్నప్పుడు, ఈ ప్రక్రియ మళ్లీ చక్రం పునరావృతమవుతుంది