|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Pengatur cas bateri untuk sel solar. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Sumber tenaga alternatif Bekalan kuasa pelbagai peranti boleh didapati secara langsung daripada sel solar. Walau bagaimanapun, sambungan mudah sel solar seperti itu hanya mungkin jika ketiadaan cahaya matahari dan, oleh itu, bekalan kuasa secara praktikal tidak membawa kepada akibat yang tidak diingini. Dalam banyak kes, peralatan dan peralatan elektrik perlu berfungsi walaupun tanpa cahaya matahari. Untuk melakukan ini, anda perlu menyimpan tenaga suria yang dijana pada siang hari dalam bateri untuk kegunaan kemudian. Yang paling sesuai untuk tujuan ini ialah bateri asid plumbum. Bateri asid plumbum Bateri asid plumbum sebenarnya terdiri daripada beberapa sel individu yang disambungkan secara bersiri. Setiap elemen, yang menghasilkan voltan sehingga 2 V, mengandungi dua plat plumbum yang diletakkan dalam larutan asid sulfurik yang lemah. Apabila arus elektrik mengalir melalui sel, tindak balas elektrokimia boleh balik berlaku, dan tenaga elektrik disimpan di dalam sel, yang, jika perlu, boleh digunakan kemudian. Walaupun kesederhanaan yang jelas, pada hakikatnya, proses mengecas bateri agak rumit. Bateri asid plumbum ialah peranti elektrik sensitif yang mesti dikendalikan dengan berhati-hati, terutamanya semasa mengecas. Untuk menyokong perkara ini, mari kita ikuti pelbagai peringkat kitaran pengecasan biasa. Caj bateri bermula apabila voltan dikenakan pada plat sel, akibatnya arus elektrik mula mengalir melaluinya. Ia membawa kepada berlakunya tindak balas elektrokimia yang mengubah komposisi kimia plat dan elektrolit sel bateri. Kadar tindak balas ini bergantung pada magnitud arus pengecasan. Semakin besar arus, semakin cepat tindak balas berlaku. Akhirnya, caj yang dikaitkan dengan arus ini yang disimpan dalam sel untuk kegunaan kemudian. Bateri mengumpul lebih banyak cas, dan akhirnya tepu berlaku. Pada asasnya, tindak balas kimia adalah stabil atau seimbang, dan pengumpulan cas selanjutnya terhenti. Keseimbangan berlaku apabila kebanyakan ion sulfat yang diserap daripada larutan asid sulfurik oleh plat plumbum semasa kitaran nyahcas bateri kembali dari plat ke larutan. Dalam kes ini, plat sekali lagi memperoleh sifat logam dan mula berkelakuan seperti elektrod yang diletakkan dalam larutan akueus (medium yang sangat baik untuk elektrolisis). Arus pengecasan mula menguraikan air dalam elektrolit kepada komponen unsur (hidrogen dan oksigen). Proses ini boleh diperhatikan tanpa mengetahui tentang kewujudannya, dengan memerhatikan apa yang dipanggil "mendidih" bateri. Istilah ini digunakan secara salah kerana persamaan luaran gelembung gas semasa elektrolisis dengan pendidihan. Lebih tepat untuk memanggil kesan ini sebagai evolusi gas. Pengegasan bermula apabila bateri mempunyai kira-kira 70-80% daripada cas penuhnya. Jika bateri telah dicas pada kadar yang sama, gasing akan merosakkan sel bateri. Walau bagaimanapun, kadar elektrolisis yang menyebabkan keluar gas adalah berkadar dengan arus yang mengalir melalui sel. Semakin rendah arus, semakin perlahan air terurai dan semakin lemah evolusi gas. Anda boleh mengurangkan dengan ketara kesan kemusnahan gas keluar dengan mengurangkan arus pengecasan apabila tanda-tanda keluar gas keluar. Walaupun ia berhenti sepenuhnya hanya jika tiada arus, jumlah arus pengecasan boleh dikurangkan ke tahap sedemikian sehingga kualiti bateri tidak terjejas apabila cas terkumpul. Pada peringkat terakhir pengecasan, bateri dicas dengan arus, nilainya biasanya merupakan sebahagian kecil daripada arus cas awal. Arus ini mengecas bateri secara perlahan dan dengan itu menghalang evolusi gas yang sengit. Selepas bateri dicas sepenuhnya, ia boleh diputuskan sambungan daripada sumber kuasa. Oleh kerana kehadiran kekotoran dalam elektrolit dan perubahan dalam komposisi kimia plat, arus dalaman timbul dalam sel bateri, yang mengurangkan cas terkumpul dari masa ke masa. Akhirnya bateri akan nyahcas sendiri. Pengawal selia cas bateri Jelas sekali, arus yang diperlukan untuk mengecas bateri bergantung pada keadaan pengecasan sel bateri. Ini membayangkan keperluan untuk mencipta pengawal selia cas yang menilai keadaan nyahcas bateri dan, bergantung padanya, mengawal arus pengecasan. Terdapat tiga cara untuk mengecas bateri asid plumbum. Apabila mengecas daripada sel suria, kaedah yang paling sesuai ialah dengan kitaran pengecasan dua peringkat (Rajah 1).
Pertama sekali, mari kita anggap bahawa bateri telah dinyahcas sepenuhnya. Mari mulakan arus melalui unsur-unsur. Memandangkan kitaran pengecasan bateri mesti sepadan dengan tempoh penjanaan kuasa elektrik yang berguna oleh sel solar, adalah wajar bateri dicas dalam masa yang sesingkat mungkin. Mod pengecasan optimum ialah mod di mana evolusi gas akan bermula kira-kira 4 jam selepas mula mengecas bateri. Masa ini sepadan dengan keamatan tertinggi sinaran suria pada waktu siang, biasanya dalam julat 10-14 jam. Tanpa mengira perubahan bermusim dan keadaan cuaca, pada masa inilah pulangan maksimum daripada sel suria boleh dicapai. Masa pengecasan ini sepadan secara berangka dengan arus pengecasan 20 A untuk setiap 100 Ah kapasiti bateri, jika, sudah tentu, sel solar membenarkan arus sedemikian diterima. Sebagai contoh, bateri 75Ah harus dicas dengan 15A. Selepas pengecasan selama 4 jam pada kadar tetap, bateri akan mempunyai 80% daripada cas penuhnya sebelum pengegasan bermula. Langkah seterusnya ialah mengurangkan arus pengecasan ke tahap yang lebih rendah. Nilai arus ini biasanya 2-5% daripada kapasiti bateri. Untuk bateri dengan kapasiti 75 Ah diambil sebagai contoh, arus pengecasan pada peringkat akhir pengecasan boleh menjadi 1,5-3,75 A. Bergantung pada arus yang dipilih, ia akan mengambil masa 4-10 jam lagi untuk pengecasan akhir bateri. Pada kelajuan ini, ia mengambil masa lebih daripada sehari untuk mengecas bateri sepenuhnya. Walau bagaimanapun, dalam peranti kuasa lanjutan, bateri biasanya berada dalam keadaan dicas penuh pada kebanyakan masa operasi, dan nyahcas lengkapnya sangat jarang berlaku. Sandaran (pampasan) pengecasan semula bateri Selepas pengecasan akhir bateri, disyorkan untuk menambah arus cas semula rizab (pampasan) padanya. Nilai arus ini biasanya 1-2% daripada jumlah kapasiti bateri. Tahap ketiga tambahan cas bateri ini merumitkan reka bentuk pengawal selia cas. Anda boleh keluar daripada situasi ini dengan menggabungkan peringkat pengecasan kedua dan ketiga, menggunakan arus yang sama dengan arus akhir atau arus pengecasan sandaran, yang nilainya ialah 2% daripada kapasiti bateri. Akibatnya, reka bentuk pengawal selia dipermudahkan dan kebolehpercayaannya meningkat. Reka bentuk pengawal selia Untuk operasi biasa pengawal selia cas, yang memenuhi keperluan semasa pengecasan yang disenaraikan di atas, adalah perlu untuk mengetahui keadaan pengecasan bateri pada bila-bila masa. Nasib baik, bateri itu sendiri menyediakan kunci untuk menyelesaikan masalah ini: terdapat hubungan yang mantap antara jumlah cas yang disimpan dalam bateri dan voltan merentasinya. Seperti yang dapat dilihat dari rajah. 2, hubungan ini hampir selalu linear.
Kawasan pengecasan yang menarik kepada kami terletak dalam 70-80% daripada cas penuh bateri. Apabila tahap cas ini dicapai, evolusi gas bermula dan adalah perlu untuk menukar arus pengecasan. Untuk bateri 12 volt, voltan pada ketika ini ialah 12,6 V. Bateri yang dicas penuh menghasilkan voltan 13,2 V. Dengan menentukan voltan pada bateri, anda boleh melaraskan arus pengecasan. Jika voltan di bawah 12,6 V, maka sel bateri mengandungi kurang daripada 80% cas dan pengawal selia menyediakan arus pengecasan penuh. Apabila voltan pada bateri meningkat melebihi 12,6 V, adalah perlu untuk mengurangkan arus pengecasan ke paras arus pengecasan. Voltan pada bateri dipantau oleh peranti khas (pembanding), yang tidak lebih daripada penguat konvensional dengan keuntungan yang sangat tinggi. Sesungguhnya, pembanding termasuk dalam litar yang ditunjukkan dalam Rajah. 3 boleh digunakan sebagai penguat operasi.
Pembanding membandingkan dua voltan - diukur dan rujukan, dibekalkan kepada inputnya. Input penyongsangan pembanding (-) dibekalkan dengan voltan rujukan daripada diod zener D2. Voltan ini menetapkan tahap pencetus peranti. Voltan bateri dibahagikan dengan perintang R1 dan R2 supaya ia lebih kurang sama dengan voltan penstabilan diod D2. Voltan dibahagikan dengan perintang digunakan pada input bukan penyongsangan (+) pembanding daripada peluncur potensiometer untuk pelarasan halus ambang pensuisan. Jika voltan bateri berkurangan sehingga isyarat pada input bukan penyongsangan jatuh di bawah had yang ditentukan oleh diod D2, voltan negatif akan diwujudkan pada output pembanding. Jika voltan bateri meningkat melebihi voltan rujukan, keluaran pembanding akan menjadi positif. Menukar tanda voltan pada output komparator akan menyediakan peraturan yang diperlukan untuk arus pengecasan. Prinsip operasi pengawal selia caj Arus pengecasan dikawal oleh geganti elektromagnet. Relay dikawal melalui transistor QI oleh voltan keluaran pembanding. Voltan negatif pada output pembanding bermakna bateri dinyahcas dan arus pengecasan penuh diperlukan (transistor Q1 ditutup). Oleh itu, arus pengumpul adalah sifar dan geganti dimatikan. Sesentuh geganti yang biasanya tertutup mengalirkan perintang pengehad arus Rs. Apabila geganti dimatikan, perintang dikeluarkan dari litar dan arus penuh dari sel solar pergi ke bateri. Apabila keadaan cas meningkat, voltan pada bateri meningkat. Evolusi gas bermula apabila voltan mencapai 12,6 V. Pembanding, ditetapkan pada tahap ini, bertukar (positif pada output pembanding). Transistor terbuka dan arus pengumpul menghidupkan geganti. Sesentuh geganti yang menghalang perintang Rs terbuka.
Kini arus pengecasan daripada sel suria mesti mengatasi rintangan perintang pengehad. Nilai perintang ini dipilih supaya nilai arus pengecasan adalah 2% daripada kapasiti bateri. Dalam jadual dalam rajah. 4 menunjukkan nilai Rs bergantung kepada kapasiti bateri. Terdapat beberapa ketidakpastian di sekitar voltan pensuisan pembanding. Biarkan, sebagai contoh, voltan pada bateri meningkat kepada 12,6 V, melebihi ambang. Dalam keadaan biasa, ini akan menukar voltan keluaran pembanding, mengaktifkan geganti dan mengurangkan arus pengecasan. Walau bagaimanapun, voltan keluaran bateri bergantung bukan sahaja pada keadaan pengecasan, tetapi juga pada faktor lain, dan oleh itu tidak jarang untuk melihat sedikit penurunan voltan selepas mematikan arus pengecasan yang besar. Ia agak berkemungkinan, sebagai contoh, bahawa voltan turun beberapa perseratus volt (sehingga 12,55 V). Bagaimanakah skim ini akan berfungsi dalam kes ini? Jelas sekali, pembanding akan bertukar kembali dan mod semasa pengecasan tinggi akan dipulihkan. Memandangkan voltan bateri adalah sangat hampir dengan 12,6V, peningkatan mendadak dalam arus sudah pasti akan menyebabkan voltan melonjak ke tahap yang lebih tinggi daripada 12,6V. Akibatnya, geganti akan dimatikan semula. Di bawah keadaan ini, pembanding akan bertukar ke belakang dan ke belakang berhampiran voltan perjalanan. Untuk menghapuskan kesan yang tidak diingini ini, dipanggil "yaw", maklum balas positif kecil dimasukkan ke dalam penguat menggunakan perintang, mewujudkan zon mati histerisis. Dengan histerisis, pembanding memerlukan perubahan voltan yang lebih besar daripada sebelumnya untuk beroperasi. Seperti sebelum ini, pembanding akan bertukar pada 12,6 volt, tetapi untuk menetapkan semula, voltan bateri mesti turun kepada 12,5 volt. Ini menghapuskan kesan berayun. Sambungan bersiri diod D1 dalam litar pengecasan melindungi bateri atau nyahcas melalui sel solar dalam gelap (pada waktu malam). Diod ini juga menghalang pengawal selia cas daripada menarik kuasa daripada bateri. Pengawal selia dikuasakan sepenuhnya oleh sel solar. peranti penunjuk Peranti penunjuk dimasukkan ke dalam pengawal cas, direka untuk memaparkan mod operasi pengawal pada bila-bila masa. Walaupun penunjuk bukan bahagian penting peranti (pengawal selia akan berfungsi tanpanya), namun, kehadirannya meningkatkan kemudahan bekerja dengan pengawal selia. Peranti penunjuk (Rajah 3) terdiri daripada dua pembanding dan dua diod pemancar cahaya (LED). Input penyongsangan satu pembanding dan input bukan penyongsangan yang lain disambungkan kepada diod zener yang menjana voltan rujukan. Baki input pembanding disambungkan kepada output pembanding yang mengawal arus pengecasan. Pembanding atas dicetuskan dan menghidupkan LED LED1 apabila pengawal selia beroperasi dalam mod arus pengecasan tinggi. Jika pengawal selia bertukar kepada mod arus suapan, pembanding atas dimatikan, dan pembanding bawah diaktifkan dan menghidupkan LED2 LED. reka bentuk pengawal selia caj Pengatur caj dipasang pada papan litar bercetak (Rajah 5), penempatan komponen litar yang ditunjukkan dalam Rajah. 6. Perhatian khusus harus diberikan kepada penempatan elemen semikonduktor (untuk mengelakkan sambungan yang salah pada petunjuk). Litar siap diletakkan dalam mana-mana kes (sebaik-baiknya kalis air). Untuk tujuan ini, kotak plastik kecil agak sesuai. Jika kes itu legap, untuk menunjukkan mod pengendalian, gerudi lubang untuk LED dalam penutupnya. Ia juga perlu membuat lubang di sisi perumahan untuk output konduktor penyambung.
Pengawal selia yang berkuasa Pengatur yang diterangkan boleh mengawal arus pengecasan kira-kira 5 A. Nilainya dihadkan oleh sifat penyentuh geganti elektromagnet yang digunakan. Sesentuh geganti dinilai untuk arus sehingga 3 A, dan adalah wajar untuk bertanya mengapa disyorkan untuk menggunakannya sehingga 5 A. Ini boleh diberikan penjelasan berikut. Apabila sesentuh membuka litar, arka elektrik kecil biasanya berlaku di antara mereka. Arka membawa kepada fenomena yang serupa dengan kimpalan elektrik, dan takik muncul pada permukaan kenalan. Semakin besar arus yang mengalir, semakin kuat kesan arka elektrik. Untuk mengelakkan proses sedemikian dalam litar pengawal selia yang diterangkan, hubungan geganti dihalang dengan rintangan kecil. Oleh itu, sebahagian besar tenaga diserap oleh perintang, dan tidak hilang dalam arka elektrik. Oleh itu, kenalan, tanpa dimusnahkan, boleh mengawal arus yang melebihi arus undian. Sekiranya diperlukan untuk meningkatkan arus terkawal, perlu menggunakan geganti yang lebih berkuasa dalam litar, dihidupkan oleh kenalan geganti arus rendah, seperti yang ditunjukkan dalam rajah. 7.
Untuk memasang geganti kedua, lukisan PCB perlu diubah suai dengan sewajarnya. Mulakan dengan mengeluarkan pelompat pergi ke kenalan geganti. Ini memutuskan sambungan daripada perintang pengehad semasa. Sekarang gunakan pin ini untuk memacu geganti yang lebih berkuasa. Ia juga perlu menggantikan diod D1 dan perintang pembatas arus Rs dengan diod dan perintang yang mampu menahan arus tinggi. Adalah lebih masuk akal untuk meletakkan kedua-dua elemen ini dari papan berhampiran geganti, kerana ia menghilangkan lebih banyak haba daripada elemen litar sebelumnya. Sambungkan bateri dan sel solar terus ke geganti kuasa menggunakan wayar tebal, dan gunakan wayar nipis untuk kuasa litar pengawal selia daripada output positif sel solar. Pengatur Kuasa Rendah Mungkin terdapat kes sedemikian apabila tenaga elektrik bateri suria kecil tidak mencukupi walaupun untuk menghidupkan geganti. Kemudian geganti hanya boleh digantikan oleh transistor. Untuk tujuan ini, anda boleh mengeluarkan RL1 geganti dan transistor Q1 yang mengawalnya dan menyambungkan transistor pnp ke perintang Rs, dan pangkalannya ke perintang R5. Pada rajah. 8 menunjukkan litar elektrik selepas pengubahsuaian lengkap.
Apabila voltan pada output pembanding adalah positif, transistor dihidupkan dan arus pengecasan penuh mengalir ke bateri. Apabila pengawal selia bertukar untuk meningkatkan mod pengecasan, output pembanding menjadi negatif, transistor dimatikan dan arus pengecasan kini mengalir hanya melalui perintang Ra, memintas transistor. Kelebihan litar ini berbanding litar geganti ialah operasinya tidak terhad kepada 12 V. Peranti ini boleh mengawal selia pengecasan bateri yang dinilai untuk voltan 3-30 V. Sudah tentu, adalah perlu untuk menukar nilai daripada perintang dan R2 dan jenis diod D2 untuk menyatukan nilai voltan yang jatuh pada potensiometer VR1 dan rujukan pada diod zener. Arus terhad kepada kira-kira 250 mA. Papan litar bercetak itu sendiri berfungsi sebagai heatsink yang membolehkan anda mengeluarkan haba berlebihan daripada transistor yang digunakan. Pad sink haba dibentuk pada bahagian belakang papan dan tidak memerlukan sebarang penebat. Penentukuran Hanya empat sambungan perlu dibuat untuk menyambungkan pengawal selia. Dua - ke terminal positif dan negatif tatasusunan suria dan dua, masing-masing, ke terminal positif dan negatif bateri. Selepas memasang pengawal selia dalam pengecas, adalah perlu untuk menentukur litar dan, khususnya, melaraskan sensitivitinya kepada perubahan voltan supaya arus bertukar pada masa yang betul. Untuk melakukan ini, biarkan bateri dilepaskan sedikit. Kemudian peluncur potensiometer VR1 dipusingkan mengikut arah jam sehingga ia berhenti (mengikut gambar rajah, ke kedudukan atas). Kenalan geganti kemudian akan ditutup. Voltan pada bateri semasa ia dicas semula dipantau dengan voltmeter. Apabila ia mencapai 12,6 V, peluncur potensiometer VR1 berputar ke arah yang bertentangan sehingga geganti dimatikan. Ini akan sepadan dengan caj "caj semula". Malangnya, voltan pengecasan bateri juga bergantung pada suhunya. Lebih sejuk bateri, lebih banyak voltan diperlukan untuk mengecas. Ini mengubah voltan ambang di mana pengawal selia harus beroperasi. Graf dalam rajah. 9 menunjukkan voltan tindak balas sebagai fungsi suhu.
Ralat dalam menetapkan voltan perjalanan pada dasarnya boleh diabaikan. Sekiranya suhu bateri semasa pengecasan agak stabil dan positif, yang boleh dipastikan dalam satu cara atau yang lain, contohnya dengan menutupnya dengan baik, maka perubahan suhu kecil secara praktikal tidak akan menjejaskan operasi pengawal selia.
Pengarang: Byers T.
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Penderia Imej OmniVision untuk Telefon Pintar ▪ Pistol plasma - senjata NATO baharu ▪ Vaksin Coronavirus dalam bentuk tampalan ▪ Keluarga baharu DAC berbilang saluran ▪ Hadiah muzik dan matematik saling berkaitan
▪ bahagian laman web Teka-teki untuk orang dewasa dan kanak-kanak. Pemilihan artikel ▪ pasal Malang negara yang perlukan wira. Ungkapan popular ▪ artikel Di manakah pulau di tasik, kawasan melebihi tasik itu sendiri? Jawapan terperinci ▪ pasal Histerikal patut. Penjagaan kesihatan ▪ Artikel Heliostat. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik ▪ artikel Pensel dan buku. eksperimen fizikal
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini