با ما همراه باشید

باتری و پاوربانک

منبع تغذیه سوئیچینگ چیست؟ ساخت مدار SMPS

منتشر شده

در

تکامل الکترونیکی باعث شده است از واحد های منبع تغذیه سوئیچینگ به جای منبع تغذیه های خطی استفاده کنیم، اما چرا؟

منابع تغذیه خطی (PSU های ساده)، قابل اعتماد و بدون نویز با تنظیم خوب هستند، پس چرا باید از نوع دیگری از منابع تغذیه استفاده کنیم؟ دو دلیل اصلی وجود دارد و هر دو به هزینه مربوط می شوند. اول اینکه منابع تغذیه خطی به ترانسفورماتورهای بزرگ و گران قیمت نیاز دارند. دوم اینکه ترانزیستور تنظیم کننده گرمای زیادی تولید می کند که نیاز به هیت سینک های بزرگ و گران قیمت دارد. به عنوان مثال، یک منبع تغذیه متغیر 50 ولتی که برای خروجی 5 ولت در 2 آمپر تنظیم شده است، ممکن است (50 ولت – 5 ولت) * 2A = 90 وات گرما برای دفع داشته باشد.

منبع تغذیه حالت سوئیچ (SMPS) تقریباً هر دوی این مشکلات را برطرف می کند، اما مدار پیچیده تر می شود.

نحوه کار منبع تغذیه سوئیچینگ

برای یادگیری آردوینو (برنامه نویسی، ساخت ربات، ارتباط با اندروید) روی دوره آموزش آردوینو کلیک کنید.
برای یادگیری کامل الکترونیک روی دوره آموزش الکترونیک کلیک کنید.

در بلوک دیاگرام بالا، برق مستقیماً بدون استفاده از ترانسفورماتور به بلوک اول تغذیه می شود. البته دیودها و خازن هایی که در اینجا استفاده می شوند باید توانایی کار در این حد را داشته باشند. توجه داشته باشید که برق DC نیز می تواند در اینجا تغذیه شود، برای مثال در مبدل 12 ولت به 5 ولت DC به DC. جریان برق ورودی AC بعد از این مرحله یک جریان DC تصحیح شده با ولتاژ بالا است.

بلوک بعدی مبدل فرکانس بالا است، یک مدار چاپر (chopper) یک دستگاه برق مانند ماسفت را با فرکانس چند کیلوهرتز روشن و خاموش می کند. این یک ترانسفورماتور فرکانس بالا است که DC ورودی را به یک موج مربعی تبدیل می کند.

مرحله بعدی یک بار دیگر این مشکل را اصلاح می کند و ریپل و نویز را فیلتر می کند. آخرین بلوک، مدار کنترل، جایی است که جادو اتفاق می افتد!! این یک مدار بازخوردی است که چاپر ماسفت را کنترل می کند.

مدار کنترل دارای یک تقسیم/ضرب کننده ولتاژ است که ولتاژ خروجی را حس می کند. از آنجایی که ما آن را به مدار چاپر که با صدها ولت کار می کند، برمی گردانیم، معمولاً باید با یک اپتوکوپلر ایزوله شود. یک سیگنال مرجع وجود دارد که توسط یک دیود مرجع ثابت یا تریمپات تولید می شود. آمپر خطا این دو ولتاژ را مقایسه می کند و نوسانگر PWM (مدولاسیون عرض پالس) که ماسفت را کنترل می کند، تنظیم می کند.

حالا تمامی واحد ها را در یک مدار قرار میدهیم. بلوک دیاگرام عملکردی زیر نگاه بهتر و دقیق تری به قسمت های منبع تغذیه سوئیچینگ ارائه می دهد.

هرگز روی دستگاه های ولتاژ بالا کار نکنید، مگر اینکه کاملاً آموزش دیده باشید و برای این کار صلاحیت داشته باشید.

مدار منبع تغذیه سوئیچینگ

در زیر یک منبع تغذیه با حالت سوئیچ ساده و در عین حال کارآمد نشان داده شده است. قلب این مدار رگولاتور سوئیچینگ TNY267 است. این آی سی ژنراتور PWM، سوئیچ چاپر ماسفت، آمپر خطا و مدار کنترل را انجام می دهد.

خروجی نهایی این مدار 12 ولت است و می تواند جریان الکتریکی 1 آمپر را ارائه دهد:

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید
  • Vin یک کانکتور برق AC 100-300 ولت است.
  • MOV یک وریستور اکسید فلزی است که برای محافظت از مدار در برابر ضربه های ولتاژ بالا استفاده می شود.
  • D3 یک یکسو کننده پل تمام موج است و خروجی DC به خازن C2 ارائه می شود. با ورودی 220 ولت متناوب، این 220 ولت * 1.4 = 308 ولت DC است، پس مراقب باشید!
  • D2 یک دیود سرکوب کننده گذرا 180 ولتی است که EMF را کنترل می کند.
  • TNY267 در حدود 132 کیلوهرتز کار می کند.
  • دیود D1 (شاتکی) روی ثانویه جریان متناوب 132 کیلوهرتز را اصلاح می کند و خازن C1 ریپل را صاف می کند.
  • خازن C3 خازن بای پس مورد نیاز است.
  • مقاومت‌های R1، R2 و دیود D5 یک مدار بازخوردی به TNY267 از طریق یک اپتوایزولاتور فراهم می‌کنند تا از جداسازی الکتریکی از شبکه در همه نقاط اطمینان حاصل کنند.
  • اولیه ترانزیستور T1 برابر 157 تن و ثانویه 14 تن است.
  • ترانسفورماتور فریت نوع E19 با هسته مرکزی حدود 4.5×4.5 میلی متر است.

قطعات مدار فوق دارای ولتاژ AC و DC بسیار بالایی هستند. کاملاً مطمئن شوید که قطعاتی که استفاده می‌کنید دارای مشخصات ایمن برای کنترل چنین ولتاژهایی هستند.

اکنون، ما می دانیم که منبع تغذیه حالت سوئیچ چقدر می تواند کارآمدتر باشد، اما پیچیده تر است و برای قابلیت اطمینان به قطعات با کیفیت نیاز دارد. از خواندن متشکریم و اگر در مورد چیزی سوالی دارید، حتماً نظر خود را در زیر بنویسید!

ادامه مطلب
برای افزودن دیدگاه کلیک کنید

یک پاسخ بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

باتری و پاوربانک

باتری چیست؟ معرفی انواع باتری و کاربرد آن ها

منتشر شده

در

توسط

باتری چیست؟

باتری مجموعه ای از یک یا چند سلول است که با واکنش های شیمیایی جریان الکترون ها را در مدار ایجاد می کنند. تحقیقات زیادی در زمینه پیشرفت باتری ها تا کنون انجام شده است برای اینکه آن ها بهترین عملکرد را داشته باشند. دلیل استفاده از باتری ها ذخیره انرژی الکتریکی است. در گذشته انرژی به مقدار خوبی تولید می شد، اما نیاز بود تا در هنگام کم شدن تولید برق یا برای دستگاه های مستقل از برق شهری، منبعی جداگانه درنظر گرفته شود. لازم به ذکر است که فقط جریان DC را می توان در باتری ها ذخیره کرد (جریان AC را نمی توان ذخیره کرد).

سلول های باتری معمولاً از سه جزء اصلی تشکیل می شوند:

  1. آند (الکترود منفی)
  2. کاتد (الکترود مثبت)
  3. الکترولیت ها

آند یک الکترود منفی است که الکترون ها را به مدار خارجی که باتری به آن متصل است می فرستد. هنگامی که باتری ها متصل می شوند، الکترون ها به طور طبیعی سعی میکنند دوباره توزیع شوند اما الکترولیت از این کار جلوگیری می کند. بنابراین هنگامی که یک باتری به مدار الکتریکی متصل میشود، مسیر مشخصی برای حرکت الکترون ها از آند به کاتد فراهم میکند و از این طریق اتصال باتری به مدار صورت می گیرد.

با تغییر آرایش و مواد مورد استفاده برای ساخت آند، کاتد و الکترولیت می توانیم به انواع مختلف ساختار شیمیایی باتری دست یابیم که ما را قادر می سازد انواع مختلف باتری ها را طراحی کنیم. در این مقاله شما با انواع مختلف باتری ها و کاربرد های آن ها آشنا خواهید شد.

انواع باتری ها

باتری ها را می توان به طور کلی در دسته ها و انواع مختلفی با توجه به ترکیب شیمیایی، اندازه، شکل و کاربرد ها طبقه بندی کرد. اما در کل همه این ها در دو نوع اصلی باتری وجود دارند.

  1. باتری های اولیه (یکبار مصرف)
  2. باتری های ثانویه (قابل شارژ)

بیایید نگاه عمیق تری بیندازیم تا تفاوت های عمده بین باتری اولیه و باتری ثانویه را درک کنیم.

باتری های یکبار مصرف

باتری های اولیه باتری هایی هستند که پس از تخلیه نمی توان آن ها را دوباره شارژ کرد. باتری های اولیه از سلول های الکتروشیمیایی ساخته شده اند که واکنش الکتروشیمیایی آن ها قابل برگشت نیست.

باتری های یکبار مصرف

باتری های اولیه به اشکال مختلفی از باتری های سکه ای تا باتری های AA وجود دارند. آن ها معمولاً در کاربرد های مستقل که عمل شارژ کردن غیرممکن است استفاده می شوند. نمونه خوبی از آن در تجهیزات نظامی و تجهیزات برقی مجهز به باتری است. باتری های اولیه همیشه انرژی ویژه بالایی دارند و سیستم هایی که در آن ها استفاده می شوند همیشه به گونه ای طراحی شده اند که انرژی کمتری مصرف می کنند تا باتری تا حد ممکن دوام بیاورد.

برخی دیگر از نمونه های دستگاه هایی که از باتری های اولیه استفاده می کنند عبارتند از: ردیاب حیوانات، ساعت مچی، ریموت های کنترلی و چند مورد از اسباب بازی های کودکان.

محبوب ترین نوع باتری های اولیه، باتری های قلیایی هستند. آن ها انرژی ویژه بالایی دارند و سازگار با محیط زیست هستند، مقرون به صرفه هستند و حتی در صورت تخلیه کامل نیز نشت نمی کنند. آن ها می توانند برای چندین سال شارژ ذخیره داشته باشند، دارای سابقه ایمنی خوبی هستند و می توانند در هواپیما حمل شوند بدون اینکه تحت حمل و نقل سازمان ملل و سایر مقررات قرار بگیرند. تنها نقطه ضعف باتری های قلیایی جریان بار پایین است که استفاده از آن را به دستگاه هایی با جریان پایین مانند ریموت، چراغ قوه و دستگاه های سرگرمی قابل حمل محدود می کند.

باتری های قابل شارژ

باتری های ثانویه باتری هایی با سلول های الکتروشیمیایی هستند که با اعمال ولتاژ مشخصی به باتری در جهت معکوس، می توان واکنش های شیمیایی آن ها را معکوس کرد. همچنین به عنوان باتری های قابل شارژ، باتری های ثانویه بر خلاف باتری های اولیه می توانند پس از مصرف انرژی باتری، دوباره شارژ شوند.

آن ها معمولاً در کاربرد های تخلیه زیاد و سایر دستگاه هایی استفاده می شوند که استفاده از باتری هایی که یکبار شارژ می شوند بسیار گران خواهد بود یا غیرممکن است. باتری های ثانویه با ظرفیت کم برای تأمین انرژی دستگاه های الکترونیکی قابل حمل مانند تلفن های همراه و سایر ابزار ها و لوازم خانگی استفاده می شوند. در حالی که باتری هایی که برای کار سنگین هستند. برای تأمین انرژی وسایل نقلیه الکتریکی متنوع و سایر کاربرد های تخلیه زیاد مانند ترازیابی بار در تولید برق استفاده می شوند.

آن ها همچنین به عنوان منبع تغذیه مستقل در کنار اینورتر ها برای تأمین برق استفاده می شوند. اگرچه هزینه اولیه به دست آوردن باتری های قابل شارژ همیشه بسیار بیشتر از باتری های اولیه است اما در طولانی مدت هزینه زیادی ندارند.

باتری های ثانویه را می توان بر اساس ساختار شیمیایی آن ها به چندین نوع دیگر طبقه بندی کرد. این موضوع بسیار مهم است زیرا ساختار شیمیایی برخی از خصوصیات باتری از جمله انرژی ویژه آن، چرخه عمر، ماندگاری و قیمت ذکر شده را تعیین می کند.

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید

موارد زیر انواع مختلف باتری های قابل شارژ است که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند.

  1. یون لیتیوم (Li-ion)
  2. نیکل کادمیوم (Ni-Cd)
  3. هیدرید فلز نیکل (Ni-MH)
  4. سرب اسید

باتری نیکل کادمیوم

باتری نیکل-کادمیوم (باتری NiCd یا باتری NiCad) نوعی باتری قابل شارژ است که با استفاده از هیدروکسید اکسید نیکل و کادمیوم فلزی به عنوان الکترود تولید می شود. باتری های Ni-Cd در حفظ ولتاژ و نگه داشتن شارژ هنگامی که استفاده ای از آن نمی شود بسیار عالی عمل می کنند. با این حال، باتری های NI-Cd، به راحتی قربانی اثر “حافظه” خواهند شد. وقتی یک باتری نیمه شارژ، شارژ می شود و ظرفیت آینده باتری را کاهش می دهد.

باتری نیکل کادمیوم

در مقایسه با انواع دیگر باتری های قابل شارژ، باتری های Ni-Cd چرخه عمر و عملکرد مناسبی را در دمای پایین با ظرفیت مناسب ارائه می دهند اما مهمترین مزیت آن ها توانایی ارائه ظرفیت کامل نامی خود با سرعت تخلیه بالا است. آن ها در اندازه های مختلف از جمله اندازه های مورد استفاده برای باتری های قلیایی در دسترس هستند، باتری های AAA تا Ni-Cd به صورت تکی یا در بسته های دو یا چندتایی وجود دارند. بسته های کوچک در دستگاه های قابل حمل، وسایل الکترونیکی و اسباب بازی ها مورد استفاده قرار می گیرند. در حالی که بزرگتر ها در باتری های هواپیما، وسایل نقلیه الکتریکی و منبع تغذیه آماده به کار کاربرد دارند.

برخی از خصوصیات باتری های نیکل-کادمیوم در زیر ذکر شده است.

  • انرژی ویژه: 40-60W-h / kg
  • چگالی انرژی: 50-150 W-h / L
  • توان ویژه: 150 وات بر کیلوگرم
  • راندمان شارژ / تخلیه: 70-90٪
  • سرعت تخلیه از خود: 10٪ در ماه
  • دوام یا چرخه عمر: 2000 سیکل

باتری نیکل هیدریدفلز

باتری نیکل هیدرید فلز (Ni-MH) نوع دیگری از ساختار شیمیایی است که برای باتری های قابل شارژ استفاده می شود. واکنش شیمیایی در الکترود مثبت این باتری مانند باتری نیکل کادمیوم (NiCd) است. هر دو نوع باتری از همان هیدروکسید اکسید نیکل (NiOOH) استفاده می کنند. با این حال، الکترود های منفی موجود در نیکل- هیدرید فلز از آلیاژ جذب کننده هیدروژن به جای کادمیوم در باتری های نیکل کادمیوم استفاده می کنند.

باتری نیکل هیدریدفلز

باتری های NiMH به دلیل ظرفیت بالا و چگالی انرژی، در دستگاه های تخلیه زیاد کاربرد دارند. یک باتری NiMH دو تا سه برابر ظرفیت یک باتری نیکل کادمیوم دارد و چگالی انرژی آن همانند یک باتری لیتیوم یون است. برخلاف ساختار شیمیایی نیکل کادمیوم، باتری هایی که دارای ساختار شیمیایی NiMH هستند در برابر اثر “حافظه”حساس نیستند.

در زیر برخی از خصوصیات باتری های ساخته شده بر اساس ساختار شیمیایی نیکل هیدرید فلز وجود دارد.

  • انرژی ویژه: 60-120 وات ساعت بر کیلوگرم
  • چگالی انرژی: 140-300 Wh / L
  • توان ویژه: 250-1000 وات بر کیلوگرم
  • راندمان شارژ / تخلیه: 66٪ – 92٪
  • سرعت تخلیه از خود: 1.3-2.9٪ / در دمای 20 درجه سانتیگراد
  • دوام یا چرخه عمر : 180 -2000

باتری های لیتیوم یون

باتری های لیتیوم یون یکی از محبوب ترین انواع باتری های قابل شارژ هستند. انواع مختلفی از باتری های لیتیوم وجود دارد، اما در میان آن ها باتری های لیتیوم یونی بیشترین استفاده را دارند. این باتری های لیتیومی را می توانید در شکل های مختلف در بین وسایل نقلیه الکتریکی و دیگر ابزار های قابل حمل، مشاهده کنید. آن ها در وسایل قابل حمل مختلفی از جمله تلفن های همراه، دستگاه های هوشمند و چندین وسیله دیگر که در خانه استفاده می شوند وجود دارند. آن ها همچنین به دلیل سبک بودن دارای کاربرد هایی در کاربرد های هوافضا و سربازی هستند.

باتری های لیتیوم یون

باتری های لیتیوم یون نوعی باتری قابل شارژ هستند که در آن یون های لیتیوم از الکترود منفی در هنگام تخلیه به الکترود مثبت انتقال می یابند و هنگام شارژ شدن باتری دوباره به سمت الکترود منفی حرکت می کنند. در باتری های لیتیوم یون، در مقایسه با لیتیوم فلزی که جزو باتری های لیتیوم غیر قابل شارژ هستند، از ترکیب لیتیوم محلول به عنوان یک ماده الکترود استفاده می شود.

باتری های لیتیوم یونی به طور کلی دارای چگالی انرژی بالا، اثر حافظه کم یا بدون اثر و تخلیه کم در مقایسه با سایر انواع باتری هستند. اساس شیمیایی آنها با توجه عملکرد و هزینه، در موارد استفاده متفاوت تغییر می کند. به عنوان مثال، باتری های لیتیوم یون مورد استفاده در دستگاه های الکترونیکی دستی معمولاً بر پایه اکسید کبالت لیتیوم (LiCoO2) هستند که در هنگام خسارت، چگالی انرژی بالا و ایمنی کم را ایجاد می کنند. در حالی که باتری های لیتیوم یون بر پایه فسفات آهن لیتیوم که چگالی انرژی کمتری ارائه می دهند. بخاطر کاهش احتمال وقوع حوادث ناگوار، ایمن تر هستند و به طور گسترده ای در تأمین انرژی ابزار های الکتریکی و تجهیزات پزشکی استفاده می شود. باتری های لیتیوم یون در برابر باتری های لیتیوم گوگرد، عملکرد بهتری را نسبت به وزن ارائه میدهند.

برخی از مشخصات باتری های لیتیوم یون در زیر ذکر شده است.

  • انرژی ویژه: 100:256 وات ساعت بر کیلوگرم
  • چگالی انرژی: 250: 693 W-h / L
  • توان ویژه: 250: 340 وات بر کیلوگرم
  • درصد شارژ / تخلیه: 80-90٪
  • دوام یا چرخه عمر: 400: 1200 سیکل
  • ولتاژ نامی باتری: NMC 3.6 / 3.85V

باتری های اسید سرب

باتری های اسید سرب کم هزینه هستند و برای کاربرد های سنگین میتوانند بسیار با اطمینان عمل کنند. آن ها معمولاً بسیار بزرگ هستند. به دلیل وزنشان، همیشه در کاربرد های غیر قابل حمل مانند ذخیره انرژی پنل خورشیدی، احتراق خودرو و چراغ های آن، توان برقی پشتیبان و ترازیابی بار در تولید یا توزیع برق استفاده می شوند.

اسید سرب قدیمی ترین نوع باتری قابل شارژ است و هنوز هم در دنیای امروز بسیار مهم و کاربردی است. باتری های اسید سرب نسبت انرژی به حجم و انرژی به وزن بسیار کمی دارند اما نسبت وزن به وزن زیادی دارند و در نتیجه در صورت لزوم می توانند جریان های موجی زیادی را تأمین کنند. این ویژگی ها در کنار هزینه کم آن، باتری ها را برای استفاده در کاربرد های با جریان بالا مانند برق رسانی به موتورهای استارتر اتومبیل و ذخیره سازی در منابع تغذیه برق پشتیبان قابل استفاده می کند. اگر می خواهید در مورد انواع مختلف باتری های اسید سرب، ساخت و کاربرد های آن بیشتر بدانید، می توانید مقاله مربوط به باتری اسید سرب را بررسی کنید.

باتری های اسید سرب

هر یک از این باتری ها دارای یک بهترین حالت برای خود است و تصویر زیر برای کمک به انتخاب بین آن هاست.

انتخاب باتری مناسب

انتخاب باتری مناسب

یكی از مشكلات اصلی مانع از انقلاب های فناوری مانند اینترنت اشیاء، توان باتری است. عمر باتری در موفقیت دستگاه هایی كه به عمر طولانی باتری نیاز دارند تأثیر می گذارد و حتی اگر چندین روش مدیریت انرژی برای طولانی تر شدن عمر باتری در نظر گرفته شود. برای رسیدن به نتیجه مطلوب باید باتری سازگار انتخاب شود.

در زیر برخی از فاکتور ها وجود دارد که باید هنگام انتخاب نوع مناسب باتری برای پروژه خود در نظر بگیرید.

  1. چگالی انرژی: چگالی انرژی کل مقدار انرژی است که می تواند در واحد جرم یا حجم ذخیره شود. این مشخص می کند که دستگاه شما تا قبل از اینکه به شارژ مجدد نیاز داشته باشد، چه مدت روشن می ماند.
  2. چگالی توان: حداکثر سرعت تخلیه انرژی در واحد جرم یا حجم می باشد. توان پایین: لپ تاپ، آی پد و توان بالا: ابزار قدرت.
  3. ایمنی: دمایی که دستگاه شما در آن کار می کند مهم است. در دماهای بالا، برخی از اجزای باتری خراب شده و می توانند تحت واکنش گرمازا قرار بگیرند. دمای بالا به طور کلی عملکرد اکثر باتری ها را کاهش می دهد.
  4. دوام چرخه عمر: پایداری چگالی انرژی و چگالی توان باتری با چرخه تکرارشونده (شارژ و تخلیه) برای عمر طولانی باتری اکثر کاربرد ها مورد نیاز است.
  5. قیمت: هزینه بخش مهمی از هرگونه تصمیم گیری مهندسی است. مهم است که هزینه انتخاب باتری شما متناسب با عملکرد آن باشد و هزینه کلی پروژه را به طور غیر عادی افزایش ندهد.

ادامه مطلب

باتری و پاوربانک

مدار شارژر باتری چیست؟ معرفی انواع شارژر های باتری

منتشر شده

در

توسط

انواع مختلفی از باتری ها وجود دارد که ممکن است با آن ها آشنا شده باشید. هر یک از آن ها ساختار شیمیایی داخلی متفاوتی دارند و به روش های متفاوتی شارژ می شوند. بنابراین در این آموزش، نگاهی دقیق تر به شارژر برای هر نوع از باتری ها (فقط شارژر ها و نه مواد شیمیایی داخلی باتری) می اندازیم و مدار های شارژر باتری را به شما معرفی می کنیم.

از نظر ایمنی، مراقب باشید باتری ها را بیش از حد شارژ یا شارژ معکوس نکنید زیرا آن ها می توانند گرم شوند و حتی آتش بگیرند یا منفجر شوند.

اما قبل از اینکه عمیقاً به آن بپردازیم، بیایید دو چیز را بیاد بیاوریم: (1)ولتاژ ثابت: که ولتاژ منبع تغذیه ثابت است و باتری تصمیم می گیرد که چه مقدار جریان بکشد (اگر باتری بسیار صاف است و می خواهد جریان زیادی بکشد، منبع تغذیه این را محدود می کند)؛ و (2) جریان ثابت: که شارژر جریان ثابتی را از طریق باتری نگه می دارد حتی وقتی ولتاژ سلول باتری با کنترل ولتاژ بین آن ها افزایش یابد.

حال، بیایید سراغ شارژر های باتری برویم.

باتری سرب اسید مهر و موم شده (SLA)

زمانی که فضای کافی دارید باتری های اسید سرب یا SLA ها عالی هستند و یکی از بهترین ویژگی های آن ها توانایی حفظ شارژ در قفسه برای مدت طولانی است. SLA ها به طور کلی از یک منبع ولتاژ ثابت شارژ می شوند. این به این معنی است که شارژر در ولتاژ خاصی تنظیم می شود که در طول چرخه بدون تغییر باقی می ماند و به باتری اجازه می دهد تا در ابتدا جریان زیادی بخواهد که با شارژ شدن آن خاموش می شود. برای جلوگیری از خرابی و گرم شدن بیش از حد، جریان اولیه باید محدود شود.

یک طرف SLA معمولاً یک محدوده ولتاژ را برای شارژ کردن آهسته در نظر میگیرد، که در آن باتری به طور دائم شارژ می شود، مانند UPS و در یک محدوده تناوبی باتری برداشته می شود، استفاده شده و دوباره شارژ می شود.

در تصویر زیر، شارژ اولیه (حد مجاز) نشان داده شده است. در یک شارژر ساده، مقدار تناوبی باید مانند این مقدار کنترل شود. SLA پس از رسیدن به ظرفیت، بیش از حد شارژ می شود. شارژ را می توان با یک PSU رو میزی محدود کننده جریان انجام داد. فقط ولتاژ را روی مقداری که استفاده می کنید تنظیم کنید و حد جریان را روی مقدار مشخص شده در باتری تنظیم کنید.

در زیر یک شارژر SLA نشان داده شده است که در صورت شارژ کامل باتری به طور خودکار مقدار را تغییر می دهد و نمای جانبی باتری SLA با میزان شارژ و نمای داخل شارژر هم نشان داده شده است.

 

نیکل کادمیوم (NICD) و نیکل هیدرید فلز (NIMH)

من این ها را با هم بسته ام زیرا نیاز های مشابهی برای شارژ دارند.

نیکل کادمیوم ها در دو دهه گذشته بسیار محبوب بوده اند اما به تدریج به دلیل اثرات حافظه با نیکل هیدرید فلز (NiMH) جایگزین شدند. این ها هم کمی به حافظه گرایش دارند اما به آن شدت نیستند.

هردو توانایی برای شارژ را همانقدر که شما می خواهید عرضه می کنند. هر دو با یک جریان ثابت شارژ می شوند و اگر زیر C / 10 بمانید، می توانید آن ها را برای مدت نامحدود شارژ کنید. (C ظرفیت باتری است که در کنار باتری مشخص شده است، به عنوان مثال، برای 2700mAH مقدار C / 10 برابر 270mA است).

در زیر دو گزینه نشان داده شده است. در سمت چپ یک شارژر ترانزیستوری قرار دارد (این گزینه خوبی است زیرا به راحتی می توانید آن را تا ولتاژ ها و جریان های بالاتر با مولفه های مناسب مقیاس بندی کنید). در سمت راست همان چیزی است که با استفاده از رگولاتور قابل تنظیم LM317 به عنوان منبع جریان ثابت شکل می گیرد. در هر دو مثال، آن ها را برای یک بسته باتری 12 ولت و میزان شارژ 50 میلی آمپر طراحی کرده ایم.

 

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید

D1 ، D2 و R2 یک افت ولتاژ ثابت 1.2V را در بیس ایجاد می کنند، زیرا ولتاژ بیس-امیتر همیشه 0.6 ولت است. این به این معنی است که R1 همیشه 0.6 تا 1.2 ولت خواهد داشت. بنابراین با انتخاب صحیح R1، یک منبع جریان ثابت قابل برنامه ریزی داریم. در این حالت:

R = V / I = 0.6 / 50mA = 12Ω

در نسخه LM317، آی سی یک ولتاژ 1.25 ولت مرجع را بین Vadj و Vout ایجاد می کند، بنابراین R3  برای 1.25 ولت در 50 میلی آمپر برابر می شود با:

R = V / I = 1.25/ 50mA = 25Ω

هنگام شارژ، ولتاژ سلول ها تا 1.7 ولت است. بنابراین، برای یک بسته 12 ولت، این 20 ولت است. به همین دلیل منبع تغذیه بالاتری یعنی 24 ولت را انتخاب می کنیم.

باتری لیتیوم پلیمر

باتری های لیتیوم پلیمر (LiPo) در مدل های RC، لپ تاپ ها و پاوربانک ها محبوب هستند زیرا دارای ولتاژ ترمینال بالاتر (3.7 ولت) و ظرفیت بزرگی می باشند. نکته منفی آن ها این است که نیاز به شارژ دقیق و کنترل شده دارند. تراشه TP4056 می تواند به راحتی و حتی بهتر با ماژول TP4065 این کار را انجام دهد. این را می توان از یک PSU 4 تا 8 ولت یا 5 ولت در یک پورت USB هدایت کرد. وقتی باتری به 4.8 ولت رسید، کاملاً شارژ شده است، ماژول این مورد را برای شما تشخیص می دهد و LED سبز آن را روشن می کند.

آی سی 4056 ES در شارژر لیتیوم پلیمر چهار مرحله شارژ متوالی باتری را در اختیار شما قرار می دهد. پس از اتصال باتری لیتیوم پلیمر کاملا خالی شده به ماژول، ابتدا مرحله پیش شارژ را انجام می دهد. در طی این مرحله، جریان بر روی 10٪ از حداکثر جریان شارژ آن تنظیم می شود. مرحله بعد، یک مرحله شارژ جریان ثابت است که ولتاژ به شدت افزایش می یابد تا زمانی که به یک مرحله ولتاژ ثابت برسد. سرانجام، جریان شروع به کم شدن می کند و وقتی به 10٪ از حداکثر جریان شارژ می رسد، به پایان مرحله رسیده و LED قرمز خاموش می شود و سبز روشن می شود.

در زیر TP4056 نشان داده شده است:

نسخه های مختلفی از ماژول وجود دارد و احتمالاً نسخه شما متفاوت است.

این ماژول همچنین دارای پین های OUT برای اتصال مدار شما است و همچنین از تخلیه بیش از حد جلوگیری می کند.

پین های 5 ولت یا رابط های USB (هشدار: میزان شارژ پیش فرض 1A است و برخی از پورت های USB نمی توانند این را تأمین کنند) و باتری را به ترمینال های باتری متصل کنید. به یاد داشته باشید که نباید باتری های لیتیوم پلیمر را به صورت سری قرار دهید. اگر برای هر یک ماژول TP4056 جداگانه داشته باشید بهتر است.

برای تغییر جریان شارژ به مقاومت R3 نگاه کنید. در برخی موارد مقاومت R4 بیان کننده این مقدار است و یک مقاومت 1.2k خواهد بود. 2 سیم را برداشته و لحیم کنید. اکنون یک مقاومت طبق جدول در میان این ها اضافه کنید تا میزان شارژ خود را تنظیم کنید.

اگرچه ساخت شارژر خیلی پیچیده نیست، اما همیشه بخاطر بسپارید که برای محافظت از باتری نهایت دقت خود را بکار گیرید.

 

ادامه مطلب

باتری و پاوربانک

پاور بانک چگونه کار می‌کند ؟

منتشر شده

در

توسط

پاوربانک‌ها درواقع باطری های خاصی هستند که در یک مدار خاص با شارژ الکتریکی مشخص ، فشرده شده‌اند.

آن‌ها به شما اجازه می‌دهند که انرژی الکتریکی را ذخیره کنید و درزمان لازم ازانرژی موجودبرای شارژ موبایل یا تبلت استفاده نماید.

امروزه استفاده ازپاوربانک تقریبا به امری معمول تبدیل شده است وبه عنوان امری ضروری برای استفاده کنندگان موبایل وتبلت وپخش کننده‌های پرتال شناخته شده است.

پاوربانکها برای تمام دستگاههایی که دارای پورت یو اس بی(USB) باشندقابل استفاده است،بطورمثال: اسپیکرهای پرتابل،سیستمهای GPS ، پلیرهای MP3 ،تلفن های هوشمندوتبلتها میتوانندبا پاوربانک‌ها شارژ شوند.بطورخلاصه هردستگاهی که به کمک پورت USB شارژ می‌کنید را میتوانید با پاوربانک شارژ نمایید.

فقط نکته مهم اینست که فراموش نکنید پاوربانک را نیز شارژ نمایید.

 اجزای پاور بانک چیست؟

بطورمعمول هرپاوربانک باید یک مینی سوکت یو اس بی (Mini USB) ورودی جهت شارژخود داشته باشد تا انرژی الکتریکی جهت ذخیره درخود را دریافت کند، این انرژی از یک پورت یواس بی (USB) که به برق یا کامپیوتر شخصی متصل است تامین می‌شود.این ارتباطات از طریق یک کابل که برای تمام پاوربانک‌ها تعبیه شده است انجام می‌پذیرد.درواقع هرپاور بانک دارای یک مینی پورت یو اس بی و یک پورت یو اس بی می‌باشند،البته ممکن است بعضی مدل‌های دیگرپورت‌های اضافی دیگری هم داشته باشند اما اولا وجود این دو پورت درهر پاوربانکی ضروری است.

ظرفیت‌های پاوربانک

ظرفیت پاوربانک درواقع به میزان توانایی پاوربانک در ذخیره انرژی الکتریکی درمقیاس میلی آمپر را گویند.بنابرظرفیت پاوربانک‌ها میتوان دستگهای متفاوتی را با آن‌ها شارژ کرد، طور مثال یک پاوربانک ۱۵۰۰ میلی آمپر جهت شارژ یک موبایل هوشمند با صفحه ای متوسط مناسب هستند ولی اگر برای شارژ دستگاههایی با مصرف الکتریکی بالاتر مانند تبلتها و گوشی های هوشمند بزرگ مورد استفاده قرار گیرند،نیاز به شارژ چندباره دارند.

جهت شارژ دستگاه‌های که نیاز به میلی آمپر بیشتری جهت شارژ کامل دارند بایستی از ظرفیتهای بالاتر پاوربانک نظیر ۸۰۰۰ ،۱۰۰۰۰ یا ۱۲۰۰۰ میلی آمپر ساعت یا بیشتر استفاده کرد

چه مدت یک پاوربانک قابل استفاده است؟

این سوالی است ذهن بسیاری از کاربران پاوربانک را همواره به خود مشغول کرده است،جهت پاسخ دادن به این سوال توجه و پاسخ به دوسوال مهم حائزاهمیت است:

۱-   تعداد دفعات شارژ و تخلیه شارژدریک پاوربانک که این امربر روی مدت زمان قابل استفاده بودن یاLifetime آن تاثیرگذاراست.

۲- مدت زمان نگه داری شارژ توسط پاوربانک درزمان عدم استفاده ازآن.

البته مدل پاوربانک نیز در پاسخ سوالات بالا نیز تاثیرگذاراست.

یک پاوربانک خوب بایستی شارژ موجود در خودرا حدود ۳ تا ۶ ماه بدون کم شدن نگه دارد اما برای پاوربانک‌های بی کیفیت این زمان به کمتراز۴ تا ۶ هفته کاهش پیدا می‌کند.انتخاب باشماست که بسته به نیازی که دارید خرید کنید اگر نیاز شما این است که شارژ پاوربانک شما بایستی زمان بسیار طولانی تخلیه نشود بایستی هزینه بالاتری پرداخت کنید وازظرفیت و مدل‌های بالاتری استفاده نمایید ولی اگر امکان شارژ در فواصل کوتاه را دارید واین مقوله برایتان ضرورتی ندارد می‌توانید از همان نمونه های با ظرفیت پایین‌تراستفاده کنید.

نکته مهم : دراینجا یک نکته مهم درباره حفظ شارژ پاوربانک‌ها ، شرایط و درجه حرارت محیط نگهداری آنها می‌باشد.این مقوله برروی کیفیت پاوربانک‌ها تاثثیرمستقیم دارد، بطورمثال اگرشما زمان زیادی پاوربانک را درون ماشین ودردرجه حرارت بالا قراردهید مطمئنا بر روی پاوربانک تاثیر منفی خواهد داشت و باعث تخلیه شارژ درون آن و صدمه به آن میشود

ادامه مطلب

برترین ها