آٹو کٹ آف کے ساتھ اوپی ایم پی بیٹری چارجر سرکٹ

پوسٹ میں دو اوپیمپ آئی سی 741 اور ایل ایم 358 پر مبنی آٹو کٹ بیٹری چارجر سرکٹس پر تبادلہ خیال کیا گیا ہے جو نہ صرف اس کی خصوصیات کے مطابق درست ہیں بلکہ اس کی اعلی / کم کٹ آف حد کی حدود کو پریشانی سے آزاد اور فوری طور پر ترتیب دینے کی بھی اجازت دیتا ہے۔

اس خیال کی درخواست مسٹر ممدوح نے کی تھی۔

سرکٹ کے مقاصد اور تقاضے

1. جیسے ہی میں بیرونی طاقت کو خود بخود مربوط کرتا ہوں ، اس دوران میں بیٹری کو چارج کرنے سے یہ بیٹری منقطع ہوجائے گی اور نظام کی فراہمی ہوجائے گی۔
2. اوور چارجنگ پروٹیکشن (جو مذکورہ بالا ڈیزائن میں شامل ہے)۔
3. بیٹری کم اور مکمل چارج کرنے کے اشارے (جو مذکورہ بالا ڈیزائن میں شامل ہیں)۔
4. اس کے علاوہ ، میں نہیں جانتا کہ اس سے چارج کرنے کے لئے میری بیٹری میں مطلوبہ وولٹیج کا تعین کرنے میں کس طرح مدد کرنے کا فارمولا ہے (بیٹری پرانے لیپ ٹاپ سے نکالی جائے گی۔ مجموعی طور پر 22 وی ہوگی جس میں 6 اے پی ایس کی بوجھ نہیں ہوگی)
5. مزید یہ کہ ، میں یہ بتانے کے لئے فارمولہ نہیں جانتا ہوں کہ میری بیٹری کتنی دیر تک چلے گی ، اور وقت کا حساب کیسے لگائیں اگر میں چاہتا ہوں کہ بیٹری مجھ سے دو گھنٹے جاری رہے۔
6. نیز ، سی پی یو فین سسٹم کے ذریعہ بھی فراہم کیا جائے گا۔ دھیما کے آپشن کو شامل کرنا بھی بہت اچھا ہوگا ، میرا اصلی منصوبہ یہ تھا کہ 26-30 وی کے درمیان مختلف ہوں اس سے کہیں زیادہ ضرورت نہیں ہے۔

سرکٹ ڈایاگرام

نوٹ: براہ کرم 10K سیریز میں 1N4148 ، 1K کے ساتھ تبدیل کریں

ڈیزائن

اپنے تمام پچھلے بیٹری چارجر کنٹرولر سرکٹس میں ، میں نے مکمل چارج آٹو کٹ آف پر عمل درآمد کرنے کے لئے ایک ہی افپ کا استعمال کیا ہے ، اور منسلک بیٹری کے لئے کم سطح کے چارجنگ سوئچ کو چالو کرنے کے لئے ایک ہسٹرییسس ریزسٹر کو لگایا ہے۔

البتہ اس ہیسٹریسس ریزسٹر کا حساب لگانا صحیح طور پر کم سطح کی بحالی کے حصول کے لئے تھوڑا سا مشکل ہوجاتا ہے اور اس کے لئے کچھ آزمائشی اور غلطی کی کوشش کی ضرورت ہوتی ہے جو وقت لگتا ہے۔

مندرجہ بالا مجوزہ اوپیمپ کم بیٹری چارجر کنٹرولر سرکٹ میں دو اوپامپ موازنہ ایک کے بجائے شامل کیے گئے ہیں جو سیٹ اپ کے طریقہ کار کو آسان بناتا ہے اور صارف کو طویل طریقہ کار سے آزاد کرتا ہے۔

اعداد و شمار کا حوالہ دیتے ہوئے ہم دیکھ سکتے ہیں کہ بیٹری وولٹیج کو سینسنگ کرنے اور مطلوبہ کٹ آف کارروائیوں کے لئے تقابلی کے طور پر تشکیل پانے والے دو اوپیمپ دیکھ سکتے ہیں۔

بیٹری s 12V بیٹری ہے یہ فرض کرتے ہوئے ، نچلی A2 اوپیمپ کا 10K پیش سیٹ اس طرح سے طے ہوا ہے کہ جب بیٹری کا وولٹیج صرف 11V نشان (نچلے مادہ کی دہلیز) کو پار کرتا ہے تو اس کا آؤٹ پٹ پن # 7 زیادہ منطق ہوجاتا ہے ، جبکہ اوپری A1 اوپام کا پیش سیٹ اس طرح سے ایڈجسٹ کیا جاتا ہے جب اس کی پیداوار زیادہ ہوجائے گی جب بیٹری کا وولٹیج اونچی کٹ دہلیز کو چھوتا ہے تو ، 14.3V پر کہیں۔

لہذا 11V پر ، A1 آؤٹ پٹ مثبت ہو جاتا ہے لیکن 1N4148 ڈایڈڈ کی موجودگی کی وجہ سے یہ مثبت غیر موثر رہتا ہے اور اسے ٹرانجسٹر کی بنیاد تک جانے سے روک دیا جاتا ہے۔

بیٹری چارج کرتی رہتی ہے ، جب تک کہ 14.3V تک نہ پہنچ جائے جب اوپری اوپامپ ریلے کو چالو کردیتی ہے ، اور بیٹری کو چارج کرنے کی فراہمی کو روکتی ہے۔

پن 1 # اور A1 کے پن # 3 پر رائے کے ریسٹرز کو شامل کرنے کی وجہ سے صورتحال فوری طور پر پیچھے ہٹ گئی ہے۔ بیٹری کی فراہمی مکمل طور پر منقطع ہونے کے بعد ریلے اس پوزیشن میں بند ہوجاتا ہے۔

بیٹری اب منسلک بوجھ کے ذریعہ آہستہ آہستہ خارج ہونے لگتی ہے جب تک کہ جب وہ A2 آؤٹ پٹ منفی یا صفر جانے پر مجبور ہوجائے تو 11V پر اپنی نچلی سطح کی دہلیز کی سطح تک نہ پہنچ جائے۔ اب اس کے آؤٹ پٹ میں ڈایڈ آگے کا متعصب ہو جاتا ہے اور A1 کے اشارے والے پنوں کے مابین لچنگ فیڈ بیک سگنل کو گراؤنڈ کرکے جلدی سے لیچ ٹوٹ جاتا ہے۔

اس کارروائی کے ساتھ ہی ریلے کو فوری طور پر غیر فعال کردیا جاتا ہے اور اسے اپنی ابتدائی N / C پوزیشن پر بحال کردیا جاتا ہے اور چارج کرنٹ ایک بار پھر بیٹری کی طرف بہنا شروع ہوتا ہے۔

اس اوپیمپ لو لو بیٹری چارجر سرکٹ کا استعمال ڈی سی یو پی ایس سرکٹ کے طور پر بھی کیا جاسکتا ہے بغیر اس کی موجودگی یا عدم موجودگی سے قطع نظر بوجھ کی مسلسل فراہمی کو یقینی بنانے اور اس کے استعمال کے ذریعے بلا تعطل فراہمی حاصل کرنے کے لئے۔

ان پٹ چارجنگ کی فراہمی کو باقاعدہ بجلی کی فراہمی جیسے ایل ایم 338 مستقل موجودہ متغیر مستقل وولٹیج سرکٹ سے بیرونی طور پر حاصل کیا جاسکتا ہے۔

پیش سیٹیں کیسے مرتب کریں

• ابتدائی طور پر 1K / 1N4148 آراء A1 op amp سے منقطع رکھیں۔
• A1 پیش سیٹ سلائیڈر کو زمینی سطح پر لے جائیں ، اور A2 پیش سیٹ سلائیڈر کو مثبت سطح پر لے جائیں۔
• متغیر بجلی کی فراہمی کے ذریعے ، 14.2 V لگائیں جو 'بیٹری' پوائنٹس کے پار 12 V بیٹری کے لئے مکمل چارج لیول ہے۔
• آپ کو ریلے کو چالو کرنے کا پتہ چل جائے گا۔
• اب آہستہ آہستہ A1 پیش سیٹ کو مثبت رخ کی طرف لے جائیں جب تک کہ ریلے صرف غیر فعال ہوجائے۔
• اس سے پورا چارج کٹ جاتا ہے۔
• اب ، 1k / 1N4148 کو دوبارہ مربوط کریں تاکہ A1 اس پوزیشن میں ریلے کو لیچ کرے۔
• اب آہستہ آہستہ متغیر فراہمی کو بیٹری کی نچلی خارج ہونے والی حد کی طرف ایڈجسٹ کریں ، آپ کو پائے گا کہ مذکورہ بالا تاثرات کے جواب کی وجہ سے ریلے بدستور بند ہی رہتا ہے۔
• بجلی کی فراہمی کو نیچے بیٹری خارج ہونے والے دہلیز کی سطح تک ایڈجسٹ کریں۔
• اس کے بعد ، A2 پیش سیٹ کو گراؤنڈ سائیڈ کی طرف بڑھنا شروع کریں ، یہاں تک کہ اس میں A2 آؤٹ پٹ صفر ہوجائے ، جس سے A1 لیچ ٹوٹ جاتا ہے ، اور ریلے پر واپس چارجنگ موڈ میں سوئچ ہوجاتا ہے۔
• بس ، سرکٹ اب مکمل طور پر سیٹ ہے ، اس پوزیشن میں پریسٹس سیل کردیں۔

درخواست میں دیگر اضافی سوالوں کے جوابات ذیل میں دیئے گئے ہیں:

مکمل چارج کٹ آف حد کا حساب لگانے کا فارمولا یہ ہے:

بیٹری وولٹیج کی درجہ بندی + 20٪ ، مثال کے طور پر 12V کا 20٪ 2.4 ہے ، لہذا 12 + 2.4 = 14.4V 12V بیٹری کے لئے مکمل چارج کٹ وولٹیج ہے

بیٹری کے بیک اپ ٹائم کو جاننے کے لئے درج ذیل فارمولے کا استعمال کیا جاسکتا ہے ، جو آپ کو بیٹری بیک اپ کا وقت بتاتا ہے۔

بیک اپ = 0.7 (آہ / بوجھ موجودہ)

دو آپٹ امپ کا استعمال کرتے ہوئے خودکار اوور / انڈر چارج کٹ آف بیٹری چارجر سرکٹ بنانے کا ایک اور متبادل ڈیزائن ، ذیل میں دیکھا جاسکتا ہے۔

یہ کیسے کام کرتا ہے

فرض کریں کہ وہاں کوئی بیٹری نہیں جڑی ہے ، ریلے سے رابطہ N / C کی پوزیشن پر ہے۔ لہذا جب بجلی کو بند کیا جاتا ہے تو ، اوپیپ سرکٹ طاقت سے قاصر ہوتا ہے اور غیر فعال رہتا ہے۔

اب ، فرض کیج a کہ ایک خارج ہونے والی بیٹری اشارے والے نقطہ میں جڑی ہوئی ہے ، بیٹری کے ذریعہ اوپی امپ سرکٹ چلتی ہے۔ چونکہ بیٹری خارج ہونے والی سطح پر ہے ، لہذا یہ اوپری امپ میں (-) ان پٹ پر کم صلاحیت پیدا کرتی ہے ، جو (+) پن سے کم ہوسکتی ہے۔

اس کی وجہ سے ، اوپری اوپی اے ایم پی پیداوار زیادہ ہوجاتی ہے۔ ٹرانجسٹر اور ریلے چالو ہوجاتے ہیں ، اور ریلے کے رابطے N / C سے N / O میں منتقل ہوجاتے ہیں۔ اب یہ بیٹری کو ان پٹ بجلی کی فراہمی کے ساتھ جوڑتا ہے ، اور اس کا چارج ہونا شروع ہوجاتا ہے۔

ایک بار جب بیٹری مکمل طور پر چارج ہوجاتی ہے تو ، اپر اوپی امپ کی (-) پن میں موجود صلاحیت اس کے (+) ان پٹ سے زیادہ ہوجاتی ہے ، جس کی وجہ سے اوپری اوپی شاخ کا آؤٹ پٹ کم ہوجاتا ہے۔ یہ فوری طور پر ٹرانجسٹر اور ریلے کو بند کردیتی ہے۔

بیٹری چارجنگ سپلائی سے منقطع ہوگئی ہے۔

(+) بھر میں 1N4148 ڈایڈڈ اور اوپری اوپی امپ لیچس کی آؤٹ پٹ تاکہ بیٹری گرنے لگے تو بھی اس کا ریلے کونشن پر کوئی اثر نہیں پڑتا ہے۔

تاہم ، فرض کیجئے کہ بیٹری چارجر ٹرمینلز سے نہیں ہٹائی گئی ہے ، اور اس کے ساتھ ایک بوجھ اس سے منسلک ہے تاکہ اس سے خارج ہونا شروع ہوجائے۔

جب بیٹری مطلوبہ نچلی سطح سے نیچے خارج ہوتی ہے تو ، نچلی سطح کے پمپ (-) میں موجود امکانی اس کے (+) ان پٹ پن سے کم ہوجاتی ہے۔ اس سے فوری طور پر لوئر اوپی امپ کی پیداوار زیادہ ہوجاتی ہے ، جو اوپری اوپی امپ کے پن 3 سے ٹکرا جاتا ہے۔ فوری طور پر لیچ توڑ دیتا ہے ، اور چارجنگ کے عمل کو دوبارہ شروع کرنے کے لئے ٹرانجسٹر اور ریلے کو سوئچ کرتا ہے۔

پی سی بی ڈیزائن

موجودہ کنٹرول اسٹیج کا اضافہ

مندرجہ بالا دونوں طرح کے ڈیزائن کو موزفائٹ پر مبنی موجودہ کنٹرول ماڈیول شامل کرکے موجودہ کنٹرول کے ساتھ اپ گریڈ کیا جاسکتا ہے:

R2 = 0.6 / موجودہ چارج کرنا

ریورس پولٹریٹی پروٹیکٹر شامل کرنا

بیٹری کے مثبت ٹرمینل کے ساتھ سیریز میں ڈایڈڈ شامل کرکے ایک ریورس پولریٹی تحفظ مندرجہ بالا ڈیزائن میں شامل کیا جاسکتا ہے۔ کیتھوڈ بیٹری مثبت ٹرمینل میں جائے گا ، اور آپڈ امپی مثبت لائن میں انوڈ آئے گا۔

براہ کرم یقینی بنائیں کہ اس پورے ڈایڈڈ میں ایک 100 اوہم ریزٹر سے رابطہ قائم کریں ، ورنہ سرکٹ چارج کرنے کا عمل شروع نہیں کرے گا۔

ریلے کو ہٹانا

پہلے اوپیام پر مبنی بیٹری چارجر ڈیزائن میں ، ممکن ہے کہ ریلے کو ختم کیا جا solid اور ٹھوس ریاست ٹرانجسٹروں کے ذریعہ چارج کرنے کا عمل چلائیں ، جیسا کہ مندرجہ ذیل آراگرام میں دکھایا گیا ہے:

سرکٹ کس طرح کام کرتا ہے

• آئیے فرض کیجئے کہ A2 پیش سیٹ 10 V تھریشولڈ پر ایڈجسٹ کیا گیا ہے ، اور A1 پیش سیٹ کو 14 V حد سے ایڈجسٹ کیا گیا ہے۔
• فرض کریں کہ ہم ایسی بیٹری مربوط کرتے ہیں جو 11 V کے انٹرمیڈیٹ مرحلے پر خارج ہوجاتی ہے۔
• پن 1 پیش سیٹ کی ترتیب کے مطابق ، A1 کا یہ وولٹیج پن 2 اس کی پن 3 حوالہ صلاحیت سے کم ہوگا۔
• اس کی وجہ سے A1 کی آؤٹ پٹ پن 1 زیادہ ہوگی ، جس سے ٹرانجسٹر BC547 اور TIP32 کو چالو کیا جائے گا۔
• ٹرمینل وولٹیج 14 V تک پہنچنے تک بیٹری اب TIP32 کے ذریعے چارج کرنا شروع کردے گی۔
• اوپری پیش سیٹ کی ترتیب کے مطابق 14 V میں ، A1 کا پن 2 اس کے پن 3 سے زیادہ چلا جائے گا ، جس کی وجہ سے پیداوار کم ہوجائے گا۔
• یہ فوری طور پر ٹرانجسٹروں کو بند کردے گا ، اور چارج کرنے کا عمل روک دے گا۔
• مذکورہ کارروائی A1 op amp کو 1k / 1N4148 کے ذریعے بھی لچک دے گی تاکہ اگر بیٹری وولٹیج 13 V کی ایس سی کی سطح پر بھی آجائے تو ، A1 پن1 آؤٹ پٹ کو کم رکھیں گے۔
• اگلا ، جب بیٹری آؤٹ پٹ بوجھ کے ذریعے خارج ہونے لگتی ہے ، اس کی ٹرمینل وولٹیج ڈراپ ہونے لگتی ہے ، یہاں تک کہ یہ 9.9 V پر گر جاتی ہے۔
• اس سطح پر ، نچلے پیش سیٹ کی ترتیب کے مطابق ، A2 کا پن 5 اپنے پن 6 سے نیچے گرے گا ، جس کی وجہ سے اس کی پیداوار پن 7 کم ہوجائے گی۔
• A2 کے پن 7 پر یہ کم A1 کے پن 2 کو تقریبا 0 V پر کھینچ لے گا ، جیسے کہ اب A1 کا پن 3 اپنے پن 2 سے زیادہ ہوجاتا ہے۔
• اس سے A1 لمچ فورا break ٹوٹ جائے گا ، اور A1 کی پیداوار ایک بار پھر بلند ہوجائے گی ، جس سے ٹرانجسٹر کو آن سوئچ کرنے اور چارج کرنے کا عمل شروع ہوگا۔
• جب بیٹری 14 V تک پہنچ جاتی ہے تو ، عمل سائیکل کو دوبارہ دوبارہ دہرائے گا