Circuito indicador de falla de carga de la batería

Circuito indicador de falla de carga de la batería

El artículo explica un circuito indicador de estado de la batería que también se puede utilizar como circuito indicador de falla de carga de la batería. La idea fue solicitada por el Sr. Faizan.

El diseño

La idea que aquí se presenta se ocupa de todos los parámetros necesarios para cargar una batería de forma ideal y segura.

En referencia al circuito indicador de falla de carga de la batería que se muestra, el diseño puede entenderse con la ayuda de los siguientes puntos:



El IC LM3915, que es un controlador de pantalla LED de puntos / barras, forma el módulo indicador de carga principal del circuito. El pin 5 es la entrada de detección, el voltaje de la batería en aumento se detecta en este pin y el IC responde produciendo una secuenciación proporcional. Iluminación LED en sus 10 salidas, como se muestra con los 10 LED conectados.

También se puede ver un IC LM317 conectado a la entrada del circuito, está cableado como un generador de corriente constante para que el circuito pueda producir indicaciones y operaciones sin errores independientemente del nivel de corriente de entrada. Rx se selecciona de forma adecuada para permitir esto correctamente.

Diagrama de circuito

Cuando se enciende la energía, el capacitor de 100uF / 25V a través del pin5 preestablecido del IC conecta a tierra momentáneamente el pin5 para que todas las salidas del IC comiencen por permanecer apagadas.

Esto es importante para asegurarse de que el TIP122 pueda iniciar el proceso de carga y que el BC557 esté inhibido de un encendido accidental debido a las sobretensiones transitorias iniciales.

Tan pronto como se cargue el 100uF, se permite que el pin 5 detecte el voltaje real que ha sido utilizado por la batería mientras se ha cargado, que normalmente debería estar entre 3 y 3,3 V para una batería de iones de litio de 3,7 V completamente descargada.

Aquí cada LED puede configurarse para indicar un incremento de 0.42V, lo que implica que la iluminación del décimo LED indica 4.2V, lo que se puede suponer que es la indicación del nivel de carga completa de la batería.

Esto también implica que durante el encendido, se deben iluminar 7 LED para indicar un nivel correcto de descarga de la batería y el proceso de carga.

Menos de 7 LED encendidos indicaría una batería muy descargada o una batería dañada que consume un exceso de corriente que el rango especificado.

Con todos los LED encendidos durante el encendido, significaría que la batería está completamente cargada o que la batería no acepta carga y está defectuosa.

En condiciones normales, alrededor de 7/8 LED deben iluminarse en el interruptor de encendido y a medida que aumenta el voltaje de la batería debido a la carga, los LED también deben secuenciarse iluminando el 8º, 9º y el 10º LED secuencialmente.

Una vez que se ilumina el décimo LED, se envía una lógica baja a la base del TIP122 que ahora está inhibida por una polarización de la base y, por lo tanto, se corta el voltaje de carga a la batería, desconectando el voltaje de carga a la batería.

La lógica baja del décimo pin también se envía a la base del BC557 que se muestra, que conduce y conecta el pin 5 del IC directamente a la fuente de 5V asegurándose de que el décimo LED se bloquee y la situación se bloquee hasta que se apague y encienda la energía. para otras acciones.

Cómo configurar el circuito

Es la parte más simple del diseño.

Inicialmente, no conecte ninguna batería en los puntos mostrados.

Aplique 4.2V precisos en la entrada.

Ahora comience a ajustar el ajuste preestablecido del pin5 de modo que los LED se enciendan secuencialmente y el décimo LED se ilumine brillantemente.

Selle la peset una vez que esto se confirme.

El circuito indicador de falla de carga de la batería está listo ahora para las indicaciones de falla de la batería propuestas y también para las indicaciones del nivel de carga.

Circuito indicador de falla de la batería usando un LED intermitente.

La siguiente actualización muestra un diseño más simple que puede usarse para indicar un mal funcionamiento de la carga de la batería a través de un LED parpadeante

Inicialmente, se puede suponer que ambas salidas del amplificador operacional están bajas, si la batería se descarga por debajo de 11 V, esto se indicará con un parpadeo rápido del LED. C1 debe estar configurado para lograr este parpadeo rápido.

Los amplificadores operacionales inferiores se configuran utilizando el pin5 preestablecido de modo que cuando la batería de 12 V conectada alcanza alrededor de 12,5 V, su pin de salida sube, una vez que esto sucede, el BC547 se activa y agrega un condensador de alto valor C2 en paralelo con C1, lo que ralentiza significativamente la frecuencia de parpadeo indica que la batería ha entrado en la siguiente fase de carga superior y también que la batería está bien y está aceptando bien la carga.

A medida que la batería continúa cargándose y adquiere un nivel de voltaje de alrededor de 14V, el opamp superior que se configura usando el pin3 preestablecido para disparar en este punto se dispara y emite un alto en el LED conectado, deteniendo su parpadeo e iluminándolo a sólido.

Una vez que esto suceda, el usuario puede asumir que la batería ha alcanzado el nivel de carga óptimo y puede retirarla del cargador.

Cómo se indica la falla de la batería

1) Si el LED parpadea rápidamente, inicialmente indicaría que la batería conectada está descargada en exceso, sin embargo, esta condición debería mejorar y el LED debería pasar a un parpadeo lento después de una hora aproximadamente, dependiendo del estado de la batería. Si esto no sucede, se puede suponer que la batería no acepta la carga debido a daños internos o cortocircuito.

2) Si el LED se ilumina de forma sólida cuando se enciende la alimentación, indicaría claramente una batería defectuosa que puede estar completamente inactiva internamente y no puede aceptar ninguna corriente.

El circuito indicador de falla de carga de la batería explicado anteriormente se puede actualizar para un corte automático de sobrecarga mediante alguna modificación, como se muestra en el siguiente diagrama:

Mientras configura los dos preajustes, asegúrese de que el enlace de 100K permanezca desconectado en el amplificador operacional superior.

Después de configurar los umbrales, el enlace de 100 k se puede volver a conectar en su posición.

El circuito no se iniciará hasta que se conecte una batería, así que asegúrese de que la batería que se va a cargar esté primero conectada y luego encendida.

Para una batería de 3,7 V, el zener de 4,7 V debe sustituirse por dos

Una pequeña investigación en profundidad muestra que en el circuito anterior C2 no tendrá una ruta de descarga a través del BC547 conectado y, por lo tanto, no ayudará a ralentizar las oscilaciones mientras el opamp inferior está en el estado activado.

La implementación correcta del concepto anterior probablemente podría realizarse utilizando un optoacoplador como se muestra en la siguiente figura.

Aquí, en lugar de apuntar al condensador C2 de determinación de frecuencia, se selecciona la contraparte de la resistencia para el control previsto de la frecuencia y la tasa de parpadeo del LED:

Esquema del indicador LED de falla parpadeante

Ahora se ve mucho mejor.




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