正確なバッテリー容量テスター回路–バックアップタイムテスター

次の記事で説明する正確なバッテリー容量テスター回路は、充電式バッテリーの最大バックアップ容量をリアルタイムでテストするために使用できます。

ティモシー・ジョン

基本コンセプト

この回路は、テスト対象の完全に充電されたバッテリーを、その電圧が深い放電値に達するまで、定電流で実際に放電することによって機能します。

この時点で回路 自動的に遮断します 接続された水晶時計がバッテリーがバックアップを提供していた経過時間を提供している間、電源からのバッテリー。時計のこの経過時間は、設定された放電電流に対するバッテリーの正確な容量についてユーザーに通知します。

ここで、以下の点を参考にして、提案されたバッテリー容量エスター回路の詳細な動作を学びましょう。

デザイン提供：Elektor Electronics

サーキットのメインステージ

上記のバッテリバックアップタイムテスターの回路図を参照すると、設計は3つの段階に分けることができます。

• IC1bを使用した定電流放電ステージ
• IC1aを使用したディープディスチャージカットオフステージ
• 外部1.5Vクォーツ時計電源カットオフ

単一のデュアルオペアンプICLM358は、定電流放電と深放電カットオフプロセスの両方を実装するために使用されます。

ICの両方のオペアンプはコンパートメントとして構成されています。

コンパレータオペアンプIC1bは、バッテリ用の正確な定電流放電コントローラのように機能します。

定電流バッテリー放電のしくみ

抵抗R8〜R17の形のダミー放電負荷は、MOSFETのソース端子とグランドラインの間に接続されています。

優先放電電流に応じて、これらの並列抵抗バンクの両端に同等の電圧降下が発生します。

この電圧降下が記録され、IC1bオペアンプの非反転入力でプリセットP1を介してまったく同じ電位が調整されます。

ここで、抵抗の両端の電圧降下がこの設定値を下回っている限り、オペアンプの出力はハイのままであり、MOSFETはオンのままで、バッテリーを優先定電流レートで放電します。

ただし、何らかの理由で電流が増加する傾向があるとすると、抵抗バンクの両端の電圧降下も増加し、IC1bの反転ピン2の電位が非反転ピン3を超えます。これにより、オペアンプの出力が瞬時に0Vに反転し、MOSFETがオフになります。

MOSFETがオフになると、抵抗の両端の電圧も瞬時に低下し、オペアンプが再びMOSFETをオンにします。このオン/オフサイクルは高速で継続し、定電流放電が所定の値に完全に維持されるようにします。レベル。

定電流抵抗の計算方法

MOSFET T1のソース端子に接続された並列抵抗バンクは、バッテリの定電流放電負荷を決定します。

これは、バッテリーが通常の動作中に受ける可能性のある実際の負荷と放電率を模倣しています。

もし 鉛蓄電池 を使用すると、理想的な放電率はAh値の10％になるはずです。 50 Ahのバッテリーがあるとすると、放電率は5アンペアになります。バッテリーはより高いレートで放電することもできますが、それはバッテリーの寿命に深刻な悪影響を与える可能性があるため、5アンペアが理想的な設定になります。

ここで、5アンペアの電流の場合、5アンペアの電流に応答して抵抗値がそれ自体の両端で約0.5Vになるように抵抗値を設定する必要があります。

これは、オームの法則によってすばやく評価できます。

R = V / I = 0.5 / 5 = 0.1オーム

並列に10個の抵抗があるため、各抵抗の値は0.1 x 10 = 1オームになります。

ワット数は、0.5 x 5 = 2.5ワットとして計算できます。

10個の抵抗器が並列に接続されているため、各抵抗器のワット数は= 2.5 / 10 = 0.25ワット、または単に1/4ワットになります。ただし、正確な動作を保証するために、抵抗ごとにワット数を1/2ワットに増やすことができます。

ディープディスチャージカットオフの設定方法

バッテリバックアップの最低電圧しきい値を決定するディープ放電カットオフは、オペアンプIC1aによって処理されます。

次の方法で設定できます。

12V鉛蓄電池の最低放電レベルを10Vと仮定します。プリセットP2は、K1コネクタの両端の電圧が正確な10Vを生成するように設定されています。

これは、オペアンプの反転ピン2が正確な10Vリファレンスに設定されていることを意味します。

これで、最初は、バッテリ電圧がこの10 Vレベルを上回り、ピン3の非反転入力ピンがピン2よりも高くなります。これにより、IC1aの出力が高くなり、リレーをオンにすることができます。

これにより、バッテリの電圧が放電プロセスのためにMOSFETに到達できるようになります。

最後に、バッテリーが10 Vマーク未満で放電されると、IC1aのピン3の電位がピン2よりも高くなり、出力がゼロになり、リレーがオフになります。バッテリーが切断され、それ以上の放電が停止されます。

経過バックアップ時間を測定する方法

バッテリーが完全放電レベルに達するまでにかかる時間の観点からバッテリー容量を視覚的に測定するには、開始からバッテリーが完全放電に達するまでの経過時間を示す時間インジケーターを用意することが不可欠です。レベル。

これは、通常のクォーツ時計を接続することで簡単に実装できます。 1.5Vバッテリー 削除されました。

まず、時計から1.5 Vのバッテリーを取り外し、次にバッテリー端子を正しい極性でK4コネクタポイントに接続します。

次に、クロックは120クロックに調整されます。

ここで、回路が開始されると、リレー接点の2番目のペアがR7 / D2の接合部からクロックに1.5VDCを接続します。

これはクォーツ時計に電力を供給し、バッテリー放電プロセスの経過時間を表示できるようにします。

最後に、バッテリーが完全に放電されると、リレーが切り替わり、クロックへの電源が切断されます。時計の時刻がフリーズし、正確なバッテリー容量、またはバッテリーの実際のバックアップ時間を記録します。

テスト手順

バッテリー容量テスターの組み立てが完了したら、次のアクセサリをK1からK4までのさまざまなコネクタに接続する必要があります。

K1は、P2調整によって深放電電圧レベルを設定するための電圧計に接続する必要があります。

K2を電流計に接続して、バッテリーの定電流放電をチェックできますが、これはオプションです。 K2で電流計を使用しない場合は、K2ポイント間にワイヤーリンクを追加してください。

テスト対象のバッテリーは、K3の両端に正しい極性で接続する必要があります。

最後に、前のセクションで説明したように、クォーツ時計のバッテリー端子をK4の両端に接続する必要があります。

上記の項目が適切に統合され、前の説明に従ってプリセットP1 / P2が設定されると、スイッチS1を押してバッテリー容量テストプロセスを初期化できます。

電流計が接続されている場合、MOSFETソース抵抗によって設定された正確な定電流放電をすぐに表示し始め、クォーツ時計はバッテリーの経過時間を記録し始めます。