İlginç Bir Akü Şarj Devresi Yaptım

[seron]

İnternet ortamında ya da hazır satılan şarj devreleri genellikle akü şarj etmek için yeterlidir. Ancak şarj eğrisi tam olarak olması gerektiği gibi değildir.

Olması gereken şarj miktarı şöyledir:

Başlangıçta akü boş kabul edilirse, tampon şarj akımıyla başlayarak akü voltajının belli bir seviyeye kadar gelmesi beklenir.

Belli bir seviyeden sonra normal şarj ya da hızlı şarj akımı uygulanarak akü voltajının dolu seviyesine erişmesi beklenir.

Akü dolu seviyesine erişirken şarj akımı hızla düşürülür, sonunda kesilir ya da tampon şarj akımına eşitlenir.

Ancak amatör şekilde kurduğumuz şarj devreleri bu şekilde çalışmamaktadır; şarj akım grafiği aşağıdaki gibidir:



Şekilde de görüldüğü gibi şarj akımı doruk seviyede başlayıp akü dolarken giderek düşmektedir.  Aslında tam tersi olması gerekiyordu.

Ben de oturup bu sorunu nasıl düzeltebileceğimi düşündüm ve aşağıdaki şarj devresini çizdim:



Bu şarj devresi, kendi akımını kendisi kontrol etmektedir. Şarj akımı kısıtlaması, transistörlü bir devre tarafından otomatik olarak gerçekleştirilir. Çıkıştaki gerilim bölücüden referans alan optokupl elemanı, akü voltajı yükseldikçe şarj akımını arttırır. Bu, şarj akımının başlangıçta düşük, şarj esnasında ise yüksek olmasına neden olur. Şarj bitiminde ise zener diyodu kırılır ve hem çıkış sabitlenir, hem de akım sınırlama devresi stop eder.

Şarj grafiği aşağıdaki gibidir:



Bu, tam istediğimiz şarj şeklidir. Grafikte, başlangıçta şarj akımının çok zayıf olduğu görülmektedir. Ancak akünün voltajı arttıkça şarj akımı düşeceği yerde ya giderek artar, ya da sabit tutulur (test gerekli). Bu da şarj süreci boyunca ideal akım sağlanması anlamına gelir. Şarj sonunda akü dolduğunda ise zenerin kırılma süresince şarj akımının ani düşüşe geçtiği, akü voltajının sabit kaldığı görülüyor.

Her türlü eleştiri ve öneriye açığım.

@asma bu devreyi çok sevecek, tam bir bulmaca

İyi çalışmalar dilerim.

[asma]

Bulmaca güzel , fikir güzel.
Ufak dokunuşlar düşünüyorum ama çok karışır işler. Sadeleştirmek için henüz çözümüm yok.
LED indikatör olmamış. Yokmuş gibi incelemeye çalışırım.

Bu arada sn Bülent İpekkan'ın elektordan derlediği bir devre var.
Onu bir incele. (o da bulmaca gibi)

https://320volt.com/forum/aku-pil-sarj/aku-sarj/

...takip...

[seron]

Çok teşekkürler. O devreyi gördüm cidden profesyonel tasarlanmış.

Evet, LED indikatör olmamış sonradan farkettim. Yanılarak transistörün tam iletime gideceğini tahayyül etmişim.

Vakit oldukça biraz daha kurcalarım. Gönderdiğin devreye de baktım. Benim bahsettiğim mantıkla çalışıyor. Gerekirse KiCAD ile çizerim.

[seron]

Flood için kusura bakmayın. Bir yenilik nedeniyle ayrı ileti gönderiyorum.

-Şarj indikatörü sorununu giderdim. Bu kez ortak anotlu dual LED kullanılacak. Sorun kalmadı.

-Ayrıca akımı kontrol eden BD243'ü susturacak olan BC547'nin emiterini şaseye verdim.




Bu iletiyi kaç defa değiştirdim ama kimse farketmedi.   Resim güncellenmiştir.

[seron]

seron, yepyeni bir tasarımla karşınızda sayın seyirciler.

Bu kez devre, bir OPAMP sayesinde daha kesin ve kararlı çalışacaktır.

İzahat-ül elektronikıyye:

Fennin bu mübarek mucizesi ile aküleriniz, sıhhatle doldurulacaktır. Garp medeniyeti ve Rusya'daki elektronik mütehassısları, hayretten parmaklarını ısırıyor olacaklar, aziz seyirciler!

Bu devre, inşaasındaki mahsus tanzim sayesinde, bataryaları üç ayrı merhalede doldurur. Birinci merhalede aküye ellide bir'lik doldurma akımı tatbik eder. İkinci merhalede normal doldurma akımı tatbik eder. Üçüncü merhalede ise çıkış gerilimini 13,5Volt'a müsaviyete getirerek doldurmayı durdurur, tampon doldurmaya geçer. Bataryanın cihazdan ilişiği kesilene kadar sıhhatli surette muhafaza eder.

Bu hal ile aküleriniz harap olmadan doldurulur, ömürleri uzar.

Ulu Cihan Padişahımız efendimiz Sultan Süleyman Han hazretleri de bu devreyi tasdik etmiştir.

Mecmuamızın sahibi @gevv  de, devrenin neşr olunmasına sükut eylemiştir.

@asma , devreyi pek beğenerek fakat bazı noksanlar müşahede ederek, yine de ıslah etmek için itiraz etmeye mukteza görmemiştir.

@Yusuf usta , devreyi pek beğenerek,'müşkil bir vakitte ihtiyacım olur' diyerek gizlice şahsi kompüterine indirmiştir."

Şemay-ı Devre:



Devre tahririnde müşahede olunduğu üzere, merhaleleri tayin etmek için bir OPAMP'tan istifade edilmiştir. Batarya itmiyatı 10,5V derecelerindeyken cereyan miktarı ellide bir civarındadır ve batarya itmiyatı ziyadeleştikçe bu cereyan miktarı hıdmetkarane azalır. Batarya itmiyatı 12Volt derecesine geldiğinde IC-b'nin çıkışı alî olur ve cereyan miktarı normal cereyan miktarı derecesine yükselir. Bu, batarya dolana kadar idame eder. Akü itmiyatı 15,6V derecelerine vardığında, bu defa IC-a'nın çıkışı alî olur ve devrenin çıkışı 13,5Volt'a a müsaviyete gelir. Böylece cereyan kesilir, tampon cereyan merhalesi başlamış olur. Batarya aletten çekilene kadar akü sıhhatle muhafaza olunur.

Şarh neşresi aşağıdaki surette'dir:



Neşre, üç merhaleye taksim olunmuştur: Birinci merhale, zayıf şarh. İkinci merhale, normal şarh. Üçüncü merhale, tampon şarh. Müşahede olunan eğriler, şarh esnasında cereyan ve itmiyatı gösterir.

Beğendiyseniz, aleti imal edip istifade edebilirsiniz.


----------------

Hadi bakalım. Osmanlıcası olmayan bu açıklamayı anlayabilecek mi...


Selâmetle.

[mustafaaxu]

Hocam iki zeneri birleştirsek
tek xener ve 1k üzerinden versek
2n3055 teke düşürebilirsek süper olur,
akım sınırlaması 2x4001 denemedin bunu deneyeceğm
kolay gelsin

[seron]

Mustafa hocam,

İki zeneri teke düşürme fikrine itirazım yok. Ben bunu düşünememiştim güzel söylediniz.

Lakin iki transistörü teke düşüremeyiz. O iki transistörden ikincisi, normal şarj direncini yavaş şarj direncine istendiğinde paralel bağlamaya yarıyor. Esasında o kadar güçlü seçmeye gerek var mı, orasını bilmiyorum. Bence BD243 kurtarır gibi geliyor. Söz konusu araba aküsü olunca durum değişiyor.

İki diyot olayına gelince, bu temel elektronik anlatımlarında da var. Transistörlü ve diyotlu şekilde akım sınırlayıcı yapabiliyorsun. https://www.electronics-notes.com/articles/analogue_circuits/power-supply-electronics/current-limiter-circuit.php

[seron]

Değerli doslar, merhabalar.

Bir önce verdiğim devrede bir sorun var. Anlatıcam aşağıdaki devreye bakın.



Devrede, kırmızıyla belirttiğim feedback (R_histeresis) direncini koymazsam, Akü 15,6V'ye erişir ve devre şarjı keser. Ancak akü bu değerin altına düşer düşmez şarj tekrar başlar ve akü 15,6V seviyesinde tutulur ve zarar görür. Bu yüzden opamp, akü gerilimi 15,6V seviyesine gelir gelmez çıkışını HIGH yapmalı, akü 13Volt'a düşene kadar bir daha ..tü başı oynamamalıdır.

Dolayısıyla feedback direncini hesaplamaya çalışıyorum ama formülü bilmiyorum.

Yapay zeka sınıfta kaldı, iyice saçmaladı, def çalıp oynuyor.

Bilen varsa yardımcı olabilir mi?

NOT: Bana hem balığı ver, hem de balığın parabol denklemini öğret. Her ikisi de lazım.

[Yusuf usta]

hesap kitap yapılsa da çok tutmayabilir o hesaplar analog işlerde. daha doğrusu bizim buradaki mühendisin hesapları hiç tutmuyor teorik şema değil de uygulanmış devre olsaydı yüksek değer trimpotu takar hassasça ayarlar yapıştırıp bırakırdın. veya değer ölçer sabit dirence çevirirdin.

[seron]

Devreyi son kez elden geçirdim ve PCB'sini çizdim.



Zenerli gerilim devresi bire düşürüldü.

Rf direnci için değer belirtmedim. 3M3'den başlayıp aşağı doğru test ederek doğru değer bulunmalıdır.

NASIL ÇALIŞIR

Devrenin planlanan çalışma şekli şöyledir: Boş bir akü bağlandığında şarj, 50'de bir'lik akım ile başlar. Voltaj kontrollü değildir. Yani giriş voltajına yakın bir gerilim, 1/50'lik akımla uygulanır. Bu başlangıçta akü plakalarının hasar görmemesi için önemlidir.

Akü gerilimi 12Volt'u bulduğunda Q2 transistörü, LM358'in bir opampı tarafından iletime sokulur. Bu, şarj akımını bir anda 1/10'a yükseltir. Normal şarj başlamış olur.

Akü dolduğunda (15,6V) diğer opampın çıkışı yüksek olur ve 2N7000 iletime geçer. Bu, Q1'in 14V zenerden referans almasına neden olur. Böylece çıkış 13,5Volta eşitlenir. Akü, yavaş yavaş 13,5volta düşer ve bu voltajda sabitlenir. Böylece tampon şarj işlemi başlamış olur.

Eğer devre doğru çalışırsa son derece sağlıklı bir şarj işlemi uygulanmış olur.





ÖNEMLİ NOT: 0,1R 5Watt'lık direnci doğru hesaplayıp hesaplamadığımdan emin değilim. Çünkü transistörlü akım sınırlayıcı hesabına göre hesapladım. Bir sorun çıkacağını sanmıyorum.

Test etmek isteyenler için baskı şemasını BURADAN İNDİRİN: Akımını Kendi Ayarlayan OPAMPLI XY.zip

İyi çalışmalar.

[mustafaaxu]

Hocam RF değerini hesaplamak bizim için problem yaratabilir yanlış hesapta yapılabilir
Bence en mantıklı çözüm şöyle bir ifade ile çözülebilir

Histerezis ayarı çalışma hassasiyet ayarı olup ara boşluk
Bu ayar set reset değerini kullanıcı kendi çalışma ortamına göre ayarlayalı
RF 1M Ayarlı diren olabilir
Kolay gelsin

[seron]

Aslında Rf için pot koyacaktım ancak devrede hassas şekilde ayarlanması gereken iki adet pot var. Zaten bu durum sebebiyle devre çoklu imalata uygun değilken bir de Rf'yi çok turlu pot yaparsam iyice eziyet olur. Öyle olunca hesabını bilenler hesaplasın yapsın diyerek sabit direnç koydum.

[seron]

Akımını otomatik kontrol eden bir başka devre ise şöyle:



Akü boş ise, akım başlangıçta çok düşüktür (kapasitenin 50'de biri). Akü voltajı yükseldikçe şarj akımı da artmaktadır. Akü dolduğunda ise LM358'in çıkışı HIGH olur. Bu, 2N7000'in iletime, BC557'nin yalıtıma gitmesine neden olur.

2N7000'in iletime geçmesi, çıkışın 13,5Volt'a sabitlenmesine neden olur.

BC557'nin yalıtıma gitmesi de Q2'yi yalıtıma götürerek akımın bir anda çok düşmesine neden olur.

Bu iki olay, tampon şarj evresini başlatır.

GÖRSELLER:









Örnek Baskı Şemasını İndir: Akımını Kendi Ayarlayan OPAMPLI X.zip

Yorumlara açığım.

İyi çalışmalar.