Akü-Şarj Devresi

[Teğmen]

Merhaba
Elektronik kartlara entegre edilecek şekilde bir akü şarj devresi tasarlanacaktır.
12 V aküyü optimum şekilde şarj edecek devre için döküman paylaşan olursa sevinirim.

[Teğmen]

Devrelerle ilgili döküman paylaşan olmamış ama
Yeni bir soru soracağım işlemci olmaksızın akünün kapasitesini nasıl hesaplayabiliriz
yani yapılmak istenen şu akü şarj devresi ne zaman sisteme girecek

[yilmaz_kk]

Battery charger ic dokümanlarını inceleyebilirsin. Örnek; http://www.linear.com/product/LTC4078

[salim ALTIN]

Merhaba.

Böyle bir hesaplamayı en kolay ve ucuz şekli ile yanlızca akünün voltajını olçerek yapabilirsin. Fakat tek ölçüm değil, örneğin 10 veya 20 saniye süresince 10 ölçüm alıp, akü voltajının ortalama değerini bulursun. Bu voltaj 10 voltun veya sen hangi değere kadar izin vereceksen o değer altına  düşüyorsa akünün şarja ihtiyacı vardır. Daha pahalısı hem akımı hem voltajı ölçmekle olur.
Yalnız bir konuyu unutmamak lazım. Bu ölçümü sistemin akü voltajından çalışırken yapman lazım. Aküden akım çekilmez iken değil.

[foseydon]

Aku kapasitesini "coloumb counter" ile ölçebilirsin.

Diğer sorun için, texas'ın web sitesinde "battery charging" şeklinde bir arama yapın istemediğiniz kadar doküman çıkacaktır. Yapacağınız uygulamaya göre batarya koruması, şarjı, ömür hesabı vs. yapan ic'ler var. Hatta smbus üstünden haberleşenleri de mevcut.

[timpati]

şarj işlemi, akü tipine göre farklılık gösterir. kuru mu, sulu mu örneğin? 12V dediğine göre Li-Ion, Li-Po, Ni-Cd, Ni-MH olmadığını varsayıyorum. Akım kapasitesi ne kadar? atıyorum, otomabillerde kullanılan sulu tip ise 80Ah mı örneğin?

[ugurer]

http://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/898800.pdf Sayfa 15'ten itibaren çeşitli devreler var lm317 ile ilgili. Hatta yanlış hatırlamıyorsam sayfa 21'de ki devre sarj doluluğuna göre dolum yapıyordu.

[Teğmen]

@timpati 12V 7ah elektronik kumanda kartlarına kurtarma sağlayacak kuru akü

[salim ALTIN]

Merhaba.
Asansör kurtarma kartında çalışacaksa;
sanırım beklemeden dolayı akünün durumu ile ilgilenmek istiyorsun..
nais in 20 amperlik bir mini rolesi var. role üzerinden aküyü bir dirence bağlarsan , 7 amperlik geçirecek şekilde bir test süreci başlatırsın. role çektirip direnç üzerinden aküyü yükler ve voltaja bakarsın. voltajın bu süre içinde davranışı sana akünün durumunu verir.
Hem uzun beklemede akü arada bir hareketlendirilmesi gerekir. bu devre bunuda sağlar.

[timpati]

yıllar önce otomatik ışıldakların (elektrik kesildiğinde kendilinden ışık vermeye başlıyorlardı, sürekli olarak prizde takılı konumdaydılar) piyasaya düşmesinden kısa bir süre sonra tamirci dükkanları bunlarla dolup taşmaya başlamıştı. çünkü aküleri şişmiş, yenilenmeleri gerekiyordu. akülerin fiyatları da (6V/4Ah kuru akü) neredeyse ışıldak fiyatına yakın diye de ışıldak sahipleri tamir masrafını karşılamak yerine onları bırakıp, ya yenilerini aldılar ya da artık kullanmaktan vazgeçtiler.

niye şiştiklerine gelince...ışıldağın şarj devresi trafodan sonra sadece bir diyot ve bir dirençten oluşuyordu, sürekli şarjda oldukları ve herhangi bir kesme elemanı olmadığı için de bir süre sonra ömürlerinin sonuna geliyorlardı.

akülerinizin ömürlerinin uzun olmasını istiyorsanız (bu, dolabilen pil/batarya grupları için de geçerli) Ah cinsinden akım kapasitesinin en fazla 1/10 değeriyle doldurmaya özen gösterin. "hızlı şarj" belki işinizi görmede belki pratiklik sağlar ama pil/batarya/akünün de bir tarafına kor. elinizdeki telefonu birkaç ayda bir yeniliyorsanız, yani para sizde "kum" gibiyse sorun yok, ardında leş bırakan avcılar gibi davranmaya devam edin.

akülerin şarja geçme ve kesme sınırı için %20'lik değer uygundur yani örneğin nominal değeri 12V olan bir akü için
12V x (20/100)=2.4V bu durumda 14.4V'a kadar çıkabilir ve 9.6V'a düşebilir demektir ama bu dağere kadar düşmüşse artık o aküden hayır gelmez, hatta şarj bile olmayabilir. o yüzden dolmaya başlama ve bitirme değerlerinizi, akım tüketimine göre belirlemelisiniz. %20 yerine %15'lik emniyet değeri daha uygundur. yani yine aynı örnekten yola çıkarsak:

12V x (15/100)=1.8V son durumda;
12V + 1.8V=13.8V'u şarjı sonlandırma voltajı.
12V  - 1.8V=10.2V'u şarja başlama voltajı olarak almanız uygundur.

[Teğmen]

@timpati
Teşekkür ederim bilgilerinden dolayı peki bir sorum daha olacak bu işlemi bir denetleyiciyle değil ama
analog olarak yapmak istiyorum bu iş için karşılaştırıcı(op-amp) dışında ne kullanabilirim

[necati]

http://batteryuniversity.com/learn/

akunuzu bulup nasıl sarj olacagına bakın

[timpati]

@timpati
... bu iş için karşılaştırıcı(op-amp) dışında ne kullanabilirim

onu açıklama anlamında mı kullandın, bilmiyorum ama yanlış kabullenmelere engel olmak adına belirtmeliyim:
opamp karşılaştırıcı (comparator) değildir. opamplar karşılaştırıcı olarak da kullanılabilir ama karşılaştırıcılar opamp gibi kullanılamazlar. (örneğin LM311 comparator, LM308 opamp'tır, ayrıntılar için verisayfalarına -datasheet- bakın)

analog bir büyüklüğü karşılaştırmak için zaten analog komponentler kullanacaksın (gerçi önceden bir ADC ile sayısal hale getirmişsen, bunu mikrokontrolörünle de yapabilirsin ya neyse, onu sayısalcılar düşünsün).

voltajdaki dalgalanmalardan bağımsız bir referans voltaj kaynağına ihtiyacın olacak. zener diyotlar bu iş için uygun, daha iyisi ise entegreleştirilmiş bir zener diyodumuz var, SMPS'lerde bolca kullanılır. adına da TL431 diyoruz. kendi 2.5Vluk gerilim referansının olması yanında ayarlı zener olarak da kullanılabilir.

belli bir akımı garantilemek adına, kullandığın gerilim kaynağının üst değerinden zener voltajını çıkararak hesapla bir seri direnç bağlarsın (kataloğuna bak). buradan aldığın net (akünün veya şarj cihazının gerilim oynamalarından tamamen bağımsız) gerilimi, bir direnç ve bir trimpot sayesinde değişken akü gerilimiyle karşılaştırırsın. sonuca göre aküyü ya şarja sokarsın ya yeterli seviyedeyse herhangi bir şey yapmazsın ya da akü gerilimi üst seviyeyi taşıyorsa şarjı kesersin.

[Teğmen]

@timpati
teşekkür ederim evet orda op-amp ı açıklama olsun diye kullandım.Yani opampın karşılaştırıı özelliğini kullandığımı
belirtmek istedim.Devre çizimlerim tamam olunca tekrar paylaşırım.Üzerine konuşuruz.

[Teğmen]

Merhaba bu konu üzerinden uzun zaman geçti ancak yoğunluktan bakamamıştım şimdi bir UPS tasarımı yapıyorum ve ve smps/aküşarj/invertor gibi devrelerle dolayısıyla güç elektroniğiyle ilgileniyorum.

voltajdaki dalgalanmalardan bağımsız bir referans voltaj kaynağına ihtiyacın olacak. zener diyotlar bu iş için uygun, daha iyisi ise entegreleştirilmiş bir zener diyodumuz var, SMPS'lerde bolca kullanılır. adına da TL431 diyoruz. kendi 2.5Vluk gerilim referansının olması yanında ayarlı zener olarak da kullanılabilir.

belli bir akımı garantilemek adına, kullandığın gerilim kaynağının üst değerinden zener voltajını çıkararak hesapla bir seri direnç bağlarsın (kataloğuna bak). buradan aldığın net (akünün veya şarj cihazının gerilim oynamalarından tamamen bağımsız) gerilimi, bir direnç ve bir trimpot sayesinde değişken akü gerilimiyle karşılaştırırsın. sonuca göre aküyü ya şarja sokarsın ya yeterli seviyedeyse herhangi bir şey yapmazsın ya da akü gerilimi üst seviyeyi taşıyorsa şarjı kesersin.

@timpati
Sizin dediğiniz entegreyi yani TL431 i dediğiniz gibi smps buck dönüştürücümde kullanıyorum.
Olay şu offline bir ups tasarlamaya çalışıyorum.Sadece kurtarma anında akülerden besleme yapılacak.Onun dışındada aküleri sürekli tam şarjlı tutmam gerekiyor.
O yüzden akü etiket değerlerine göre standby use modunda aküyü şarj etmeyi düşünüyorum.Fakat akü ilk başta veya deşarj olduğunda ilk olarak cycle use değerinde yani 14.2 gibi bir değerde şarj etmem gerektiğini yazmış arkadaşlar.Sonrasında ise akü dolduğunda standby use moduna geçebileceğimi söylemişler.


Şimdi sorularım şunlar:
1.Bu devreyi tamamen analog yapacağım yani entegre kullanabilirim ama MCU olmayacak.Bu olayı karşılaştırıcılarla mı yapmalıyım?
2.Başta 14.2-14.4 gibi bir değerle başlayıp dolunca 13.5 gibi değerlere düşmek zorunda mıyım?Hep 13.5 ile şarj etsem?
3.Bir arkadaş aküyü standby use yani 13.V civarlarında tutarsan şarjı kesmene gerek yok sürekli şarjda durabilir demiş?Doğru mudur?
4.Akü dolunca besleme devresini kesip sonra,kurtarma anında boşalırsa(Hepsi veya yarısı veya bir miktarı)tekrar nasıl aktif hale getirebilirim?


Şimdilik bunlar soru cevaba göre konu genişleyecektir.