دائرة اختبار سعة البطارية الدقيقة - اختبار وقت النسخ الاحتياطي

يمكن استخدام دائرة اختبار سعة البطارية الدقيقة الموضحة في المقالة التالية لاختبار السعة الاحتياطية القصوى لأي بطارية قابلة لإعادة الشحن في الوقت الفعلي.

بواسطة تيموثي جون

مبدأ اساسي

تعمل الدائرة عن طريق تفريغ بطارية مشحونة بالكامل عمليًا قيد الاختبار من خلال تيار مستمر ، حتى يصل جهدها إلى قيمة التفريغ العميق.

في هذه المرحلة الدائرة يقطع تلقائيا البطارية من الإمداد ، بينما توفر ساعة الكوارتز المتصلة الوقت المنقضي الذي كانت البطارية توفر النسخ الاحتياطي له. يُعلم هذا الوقت المنقضي على مدار الساعة المستخدم بشأن السعة الدقيقة للبطارية فيما يتعلق بتيار التفريغ المحدد.

الآن دعنا نتعرف على العمل التفصيلي لدائرة etster لسعة البطارية المقترحة بمساعدة النقاط التالية:

تصميم: إلكتور إلكترونيكس

المراحل الرئيسية للدائرة

بالإشارة إلى المخطط أعلاه لاختبار وقت النسخ الاحتياطي للبطارية ، يمكن تقسيم التصميم إلى 3 مراحل:

• مرحلة التفريغ الحالية الثابتة باستخدام IC1b
• مرحلة قطع التفريغ العميق باستخدام IC1a
• قطع إمداد ساعة كوارتز خارجي 1.5 فولت

يتم استخدام مضخم ثنائي القطب IC LM358 منفرد لتنفيذ كلا من التفريغ الحالي المستمر وعملية قطع التفريغ العميق.

تم تكوين كلا الأمبيرات المرجع من IC كمبرمجين.

يعمل المقارن op amp IC1b مثل جهاز تحكم دقيق لتفريغ التيار المستمر للبطارية.

كيف يعمل تفريغ البطارية الحالية الثابتة

يتم توصيل حمل التفريغ الوهمي على شكل مقاومات R8 إلى R17 بين محطة مصدر MOSFET والخط الأرضي.

اعتمادًا على تيار التفريغ المفضل ، يتم إنشاء انخفاض مكافئ في الجهد عبر بنك المقاوم الموازي.

يُلاحظ انخفاض الجهد هذا ، ويتم ضبط نفس الجهد بالضبط على الإدخال غير المقلوب لمضخم الصوت IC1b ، من خلال الإعداد المسبق P1.

الآن طالما أن انخفاض الجهد عبر المقاومات أقل من هذه القيمة المحددة ، يستمر خرج المرجع أمبير في البقاء مرتفعًا ، وتظل MOSFET في وضع التشغيل ، وتفريغ البطارية بمعدل التيار الثابت المفضل.

ومع ذلك ، إذا افترضنا أن التيار يميل إلى الزيادة لسبب ما ، فإن انخفاض الجهد عبر بنك المقاوم يزيد أيضًا مما يتسبب في إمكانية الانتقال عند الطرف 2 المقلوب من IC1b فوق الدبوس غير المقلوب 3. يؤدي هذا على الفور إلى قلب خرج المرجع إلى 0 فولت وإيقاف تشغيل MOSFET.

عندما يتم إيقاف تشغيل MOSFET ، ينخفض ​​الجهد عبر المقاوم أيضًا على الفور ، ويتم تشغيل op amp على MOSFET مرة أخرى ، وتستمر دورة التشغيل / الإيقاف هذه بمعدل سريع ، مما يضمن الحفاظ على تفريغ التيار المستمر تمامًا عند المحدد مسبقًا مستوى.

كيفية حساب المقاومات الحالية الثابتة

يحدد بنك المقاوم الموازي المتصل عند الطرف المصدر لـ MOSFET T1 حمل التفريغ الحالي المستمر للبطارية.

هذا يقلد الحمل الفعلي ومعدل التفريغ الذي قد تتعرض له البطارية أثناء عملها العادي.

اذا كان بطارية الرصاص الحمضية يتم استخدامه ، ثم نعلم أن معدل التفريغ المثالي يجب أن يكون 10٪ من قيمته آه. بافتراض أن لدينا بطارية 50 آه ، يجب أن يكون معدل التفريغ 5 أمبير. يمكن تفريغ البطارية بمعدلات أعلى أيضًا ، ولكن قد يؤثر ذلك بشكل خطير على عمر البطارية سلبًا ، وبالتالي يصبح 5 أمبير هو التفضيل المثالي.

الآن ، بالنسبة لتيار 5 أمبير ، يجب أن نضبط قيمة المقاوم بحيث يمكن أن تكون حوالي 0.5 فولت عبر نفسه استجابة لتيار 5 أمبير.

يمكن تقييم ذلك بسرعة من خلال قانون أوم:

R = V / I = 0.5 / 5 = 0.1 أوم

نظرًا لوجود 10 مقاومات على التوازي ، تصبح قيمة كل مقاوم 0.1 × 10 = 1 أوم.

يمكن حساب القوة الكهربائية على أنها 0.5 × 5 = 2. 5 واط

نظرًا لأن 10 مقاومات متوازية ، يمكن أن تكون القوة الكهربائية لكل مقاوم = 2.5 / 10 = 0.25 واط أو 1/4 واط فقط. ومع ذلك ، لضمان عمل دقيق ، يمكن زيادة القوة الكهربائية إلى 1/2 واط لكل مقاوم.

كيفية إعداد قطع التفريغ العميق

يتم التعامل مع قطع التفريغ العميق الذي يقرر أدنى حد للجهد لنسخة احتياطية للبطارية بواسطة op amp IC1a.

يمكن ضبطه بالطريقة التالية:

لنفترض أن أقل مستوى تفريغ لبطارية حمض الرصاص 12 فولت هو 10 فولت. تم ضبط الإعداد المسبق P2 بحيث ينتج الجهد عبر موصل K1 دقة 10 فولت.

هذا يعني أن عكس pin2 من المرجع تم ضبطه الآن على مرجع دقيق 10 V.

الآن ، في البداية ، سيكون جهد البطارية أعلى من مستوى 10 فولت ، مما يتسبب في أن يكون دبوس الإدخال غير المقلوب للدبوس 3 أعلى من الدبوس 2. ونتيجة لذلك ، سيكون خرج IC1a مرتفعًا ، مما يسمح بتبديل المرحل في وضع التشغيل.

سيسمح هذا بدوره للبطارية بالوصول إلى MOSFET لعملية التفريغ.

أخيرًا ، عندما يتم تفريغ البطارية أقل من علامة 10 فولت ، تصبح إمكانات pin3 الخاصة بـ IC1a أعلى من pin2 ، مما يتسبب في أن يصبح خرجها صفراً ويتم إيقاف تشغيل المرحل. تم قطع البطارية وإيقافها عن مزيد من التفريغ.

كيفية قياس الوقت المنقضي للنسخ الاحتياطي

للحصول على قياس مرئي لسعة البطارية من حيث الوقت الذي تستغرقه البطارية للوصول إلى مستوى التفريغ الكامل ، من الضروري وجود مؤشر زمني يوضح الوقت المنقضي من البداية ، حتى تصل البطارية إلى التفريغ العميق مستوى.

يمكن تنفيذ ذلك ببساطة عن طريق توصيل أي ساعة حائط عادية من الكوارتز بها بطارية 1.5 فولت إزالة.

أولاً ، تتم إزالة بطارية 1.5 فولت من الساعة ، ثم يتم توصيل أطراف البطارية بنقاط موصل K4 ، مع قطبية صحيحة.

بعد ذلك ، يتم رفع الساعة إلى 12 0 ساعة.

الآن ، عند بدء الدائرة ، يقوم الزوج الثاني من جهات اتصال الترحيل بتوصيل 1.5 فولت تيار مستمر من تقاطع R7 / D2 إلى الساعة.

يعمل هذا على تشغيل ساعة الكوارتز بحيث يمكنها إظهار الوقت المنقضي لعملية تفريغ البطارية.

أخيرًا ، عندما يتم تفريغ البطارية بعمق ، يقوم التتابع بالتبديل وفصل الطاقة عن الساعة. يتجمد الوقت على مدار الساعة ويسجل سعة البطارية الدقيقة ، أو وقت النسخ الاحتياطي الحقيقي للبطارية.

إجراء اختبار

بمجرد الانتهاء من تجميع جهاز اختبار سعة البطارية ، ستحتاج إلى توصيل الملحقات التالية بالموصلات المختلفة من K1 إلى K4.

يجب توصيل K1 بمقياس الفولتميتر لتحديد مستوى جهد التفريغ العميق من خلال ضبط P2.

يمكن توصيل K2 بمقياس التيار للتحقق من التفريغ الحالي المستمر للبطارية ، على الرغم من أن هذا اختياري. إذا لم يتم استخدام مقياس التيار الكهربائي في K2 ، فتأكد من إضافة رابط سلكي عبر نقاط K2.

يجب توصيل البطارية قيد الاختبار عبر K3 بقطبية صحيحة.

أخيرًا ، يجب توصيل أطراف بطارية ساعة الكوارتز عبر K4 كما هو موضح في القسم السابق.

بمجرد دمج العناصر المذكورة أعلاه بشكل مناسب ، وإعداد الإعدادات المسبقة P1 / P2 وفقًا للشرح السابق ، قد يتم الضغط على المفتاح S1 لتهيئة عملية اختبار سعة البطارية.

إذا تم توصيل مقياس التيار الكهربائي ، فسيبدأ فورًا في إظهار التفريغ الدقيق للتيار الثابت كما هو محدد بواسطة مقاومات مصدر MOSFET ، وستبدأ ساعة الكوارتز في تسجيل الوقت المنقضي للبطارية.