ব্যাটারি ডিসচার্জ প্রোটেকশন (BMS)। ব্যাটারি সুরক্ষা ডিভাইস

স্ব-চালিত ডিভাইস তৈরি করার সময়, ব্যাটারিকে গভীর স্রাব থেকে রক্ষা করার জন্য যত্ন নেওয়া আবশ্যক। একবার মুহূর্তটি মিস করা এবং ব্যাটারিটিকে ন্যূনতম ভোল্টেজ থ্রেশহোল্ডের নীচে গভীরভাবে ডিসচার্জ করার অনুমতি দেওয়া যথেষ্ট এবং আপনার ব্যাটারি ব্যর্থ হবে, বা তার ক্ষমতার কিছু অংশ হারাবে এবং রেট করা লোড কারেন্টে কাজ করতে অক্ষম হবে৷

ব্যাটারি-ভোক্তা সার্কিট বিরতিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ স্তরের নীচে ভোল্টেজ ড্রপের ক্ষেত্রে প্রতিরোধ করার জন্য, সুরক্ষা সার্কিটগুলি ইনস্টল করা হয়, যা বেশ কয়েকটি নোড নিয়ে গঠিত:
তুলনাকারী এবং পাওয়ার সুইচ।

সুরক্ষা প্রকল্পের জন্য প্রয়োজনীয়তা:

  • কম ফুটো বর্তমান (নিজস্ব খরচ)
  • ব্যাটারির জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত স্রোতের সাথে তুলনীয় স্রোত পরিবর্তন করা

এই ব্যাটারি গভীর স্রাব সুরক্ষা সার্কিট 4 amp-ঘন্টার ক্ষমতা সহ একটি 6 ভোল্টের অ্যাসিড-জেল ব্যাটারি রক্ষা করার জন্য একত্রিত করা হয়েছিল, তবে এটি ne7555 মাইক্রোসার্কিটের সরবরাহ ভোল্টেজ পর্যন্ত 12 ভোল্ট এবং উচ্চতর ব্যাটারির সাথে কাজ করার জন্যও কনফিগার করা যেতে পারে। এই বোর্ডের প্রোটোটাইপটি কিছু পত্রিকায় পাওয়া গেছে এবং কিছুটা পরিবর্তিত হয়েছে। সাধারণ জেনার ডায়োডের পরিবর্তে, একটি সামঞ্জস্যযোগ্য জেনার ডায়োড TL431 চালু করা হয়েছিল, যা আপনাকে প্রতিরোধী বিভাজক R6 / R7 এর সমন্বয়ের সাথে কাটঅফ ভোল্টেজ (লোড অফ) সামঞ্জস্য করতে দেয়। 555 টাইমার মাইক্রোসার্কিটের 3য় লেগ থেকে, সিগন্যালটি এলইডি আলোকিত করতে শুরু করে না, তবে এনপিএন ট্রানজিস্টর খুলতে শুরু করে, যার ফলে পাওয়ার সুইচ এন-চ্যানেল ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর খোলে। এই ট্রানজিস্টরের বৈশিষ্ট্যগুলিতে আপনার মনোযোগ দিন, এটিকে প্রত্যাশিত লোড স্রোতের সাথে কাজ করার জন্য ডিজাইন করা আবশ্যক এবং আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিবরণ হল গেট খোলার ভোল্টেজ।আপনি যদি একটি 6 ভোল্ট ব্যাটারির জন্য একটি সার্কিট পরিকল্পনা করছেন, তাহলে আপনার 5 ভোল্ট এন-চ্যানেল লজিক লেভেল মসফেটের খোলার ভোল্টেজ সহ একটি ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর প্রয়োজন। 10-20 ভোল্টের খোলার ভোল্টেজ সহ "সাধারণ শক্তি" উদ্দেশ্যে ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরগুলি আপনার জন্য উপযুক্ত হবে না, যেহেতু 5 ভোল্টের ট্রানজিস্টরের গেট এবং উত্সের মধ্যে একটি ভোল্টেজ সহ, সেগুলি স্যাচুরেশন মোডে থাকবে না, তবে রৈখিক মোড, যা শক্তিশালী তাপ অপচয় এবং ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করবে।

আমি কিছু ঝালিয়ে নিতে চেয়েছিলাম ... নিজেকে এমন আনন্দ অস্বীকার করবেন না 🙂

নেপথ্য কাহিনী এই. আমি একটি কোয়াডকপ্টার তৈরি করছি 🙂 আমার ভালো ব্যাটারি দরকার: বড় ক্ষমতা, ভালো কারেন্ট আউটপুট, আলো। সেগুলো. লিথিয়াম-আয়ন। কয়েকটি ব্যাটারি কেনা হয়েছিল এবং সেগুলি পরীক্ষা করার সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়েছিল। ইদানীং আমি চীনে যা কিনি সবই চেক করি। পরিচিত ভাল অংশগুলি থেকে ডিভাইসটি একত্রিত করা আরও ভাল: প্রথমত, যদি এটি মৃত হয়ে আসে তবে অংশটি পুনরায় অর্ডার করার সময় আছে এবং দ্বিতীয়ত, ডিভাইসের তুলনায় টেবিলে উপাদানটি পরীক্ষা করা সহজ এবং আপনি পাবেন' কিছু ঘটলে তা নাড়িভুঁড়ি থেকে ছিঁড়ে ফেলতে হবে। প্রবেশ নিয়ন্ত্রণ ঠিক আছে!

সুতরাং, আমি আমার ব্যাটারি পরীক্ষা করে দেখি যে তারা ঘোষিত ব্যাটারির চেয়ে অনেক কম ক্ষমতা দেখায়। ঠিক আছে, এটা ঘটে যে তারা গুদামে শুয়ে আছে এবং সেগুলি (যদিও ভোল্টেজ স্বাভাবিক ছিল এবং এটি সতর্ক করা উচিত ছিল)। আমি মনে করি যে ব্যাটারি "প্রশিক্ষিত" হতে পারে, যেমন বিভিন্ন স্রাব-চার্জ চক্র চালান এবং তারপর ক্ষমতা পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে।

আমি iMax B6 চার্জারে একটি ব্যাটারি রেখেছি, যা স্বয়ংক্রিয়ভাবে ডিসচার্জ এবং চার্জ প্রক্রিয়া পরিচালনা করতে পারে। প্রক্রিয়াটি দীর্ঘ ... দ্বিতীয়টি দিয়ে কী করবেন? আহা, ভাবি! চলো, আমি পুরানো কায়দায় এটি একটি আলোর বাল্ব দিয়ে নিষ্কাশন করব! হ্যাঁ, আমি জানি যে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্রতি কক্ষে ("ব্যাঙ্ক") প্রায় 3 ভোল্টের নীচে ডিসচার্জ করা যায় না, তবে আমার কাছে একজন পরীক্ষক আছে, আমি সরাসরি ব্যালেন্সিং সংযোগকারীতে ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করব ... সাধারণভাবে, একটি খারাপ ধারণা। আমি, অবশ্যই, ঘুরিয়ে ঘুরিয়ে ব্যাটারি শূন্য করে দিয়েছি 🙁

ভাবলাম বড় কথা না। নিকেল-ক্যাডমিয়ামের অতীত অভিজ্ঞতা বলে যে একটি সম্পূর্ণ স্রাব খারাপ, তবে মারাত্মক নয়। কিন্তু না! তিনটির মধ্যে একটি উপাদানের জন্য একবার আমার ব্যাটারিটি ফুলে উঠতে এবং মারা যায় (আমাকে এটি কেটে ফেলতে হয়েছিল এবং এখন আমার একটি 2S ব্যাটারি আছে)। সেগুলো. প্রতি কক্ষে 3V এর নিচে একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি নিষ্কাশন করা কেবল অসম্ভব নয়, কিন্তু একেবারেই নয়!

সুতরাং, আমরা আরও চিন্তা করি। সব ডিভাইসে, বিশেষ করে ঘরে তৈরি ডিভাইসে এমন নিয়ামক থাকে না যা ব্যাটারিকে বিপজ্জনক স্তরে ডিসচার্জ হতে বাধা দেয়। সুতরাং আপনার এমন কিছু ডিভাইস দরকার যা ভোল্টেজ নিরীক্ষণ করবে এবং কিছু ঘটলে সতর্ক করবে। সারা বিশ্বের মডেলাররা এমন একটি নতুন ধারণার জন্য আমাকে নিয়ে হাসছে 😀

এটা কিভাবে করতে হবে? চিন্তাভাবনা কিছু ভেজা দূরত্বে প্রবাহিত হয়েছিল, উপাদান-দ্বারা-এলিমেন্ট ব্যাটারি নিয়ন্ত্রণ সহ একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের একটি সার্কিটের দিকে ... এবং তারপরে একটি ভিডিও আমার নজর কেড়েছিল, যেখানে একটি খুব সাধারণ অ্যানালগ সার্কিট প্রস্তাব করা হয়েছিল যা ভোল্টেজের সময় শক্তি বন্ধ করে দেয়। প্রদত্ত থ্রেশহোল্ডের নিচে নেমে যায়। সত্য, এটি শুধুমাত্র ব্যাটারির সামগ্রিক ভোল্টেজ নিরীক্ষণ করে এবং পৃথক "ব্যাঙ্ক" নিয়ন্ত্রণ করে না .... কিন্তু আমরা একটি ব্যালেন্সিং চার্জারে সততার সাথে আমাদের ব্যাটারি চার্জ করি, তাই কাজ করার সময়, মোট ভোল্টেজ জানা যথেষ্ট।

আমি যখন ভাবছি, চাইনিজরা অভিনয় করছে! এবং এখন তাদের মধ্যে একটি অর্ডারকৃত "রোল" (L7805) এর পরিবর্তে বিশৃঙ্খলা করেছে শক্তিশালী এমওএস ট্রানজিস্টর (এগুলিও এমওএসএফইটি)। নুউউউউ... যেহেতু অনেক কিছু একত্রিত হয়েছে - এটি একটি সোল্ডারিং আয়রন নেওয়ার সময় 🙂

হ্যাঁ, স্কিমটি ভাল। কিন্তু একটি nuance (গ) আছে। এটিতে একটি স্টার্ট বোতাম রয়েছে। সেগুলো. লোড চালু করতে, ভোল্টেজ প্রয়োগ করতে হবে এবং সংক্ষিপ্তভাবে বোতাম টিপুন। অসুবিধাজনক: একের পরিবর্তে দুটি ক্রিয়া। আমি কোন বোতাম চাই!

12v ব্যাটারিকে গভীর স্রাব এবং শর্ট সার্কিট থেকে রক্ষা করার জন্য একটি ডিভাইস যাতে লোড থেকে এর আউটপুট স্বয়ংক্রিয়ভাবে সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয়।

বৈশিষ্ট্য

যে ব্যাটারিতে শাটডাউন ঘটে তার ভোল্টেজ হল 10 ± 0.5V। (আমি ঠিক 10.5 V পেয়েছি) যখন এটি চালু থাকে তখন ব্যাটারি থেকে ডিভাইসটি যে কারেন্ট ব্যবহার করে তা 1 mA-এর বেশি নয়। বন্ধ অবস্থায় ব্যাটারি থেকে ডিভাইসের দ্বারা ব্যবহৃত বর্তমান, 10 μA এর বেশি নয়। ডিভাইসের মাধ্যমে সর্বাধিক অনুমোদিত প্রত্যক্ষ কারেন্ট হল 5A। (30 ওয়াটের বাল্ব 2.45 A - রেডিয়েটর ছাড়া মসফিট +50 ডিগ্রি (রুম +24))

ডিভাইসের মাধ্যমে সর্বাধিক অনুমোদিত স্বল্প-মেয়াদী (5 সেকেন্ড) কারেন্ট হল 10A। ডিভাইসের আউটপুটে শর্ট সার্কিটের ক্ষেত্রে বন্ধ করার সময়, - 100 µs এর বেশি নয়

ডিভাইসটি কিভাবে কাজ করেছে

নিম্নলিখিত ক্রমানুসারে ব্যাটারি এবং লোডের মধ্যে ডিভাইসটি সংযুক্ত করুন:
- তারের টার্মিনালগুলিকে সংযুক্ত করুন, পোলারিটি পর্যবেক্ষণ করে (কমলা তার + (লাল), ব্যাটারির সাথে,
- ডিভাইসের সাথে সংযোগ করুন, পোলারিটি পর্যবেক্ষণ করুন (ধনাত্মক টার্মিনালটি + চিহ্ন দিয়ে চিহ্নিত করা হয়েছে), লোড টার্মিনালগুলি।

ডিভাইসের আউটপুটে একটি ভোল্টেজ প্রদর্শিত হওয়ার জন্য, সংক্ষিপ্তভাবে নেতিবাচক ইনপুটে নেতিবাচক আউটপুট বন্ধ করা প্রয়োজন। যদি লোডটি ব্যাটারি ব্যতীত অন্য উত্স দ্বারা চালিত হয়, তবে এটি প্রয়োজনীয় নয়।

ডিভাইসটি নিম্নরূপ কাজ করে;

ব্যাটারি পাওয়ারে স্যুইচ করার সময়, লোড এটিকে সুরক্ষা ডিভাইসের ট্রিপ ভোল্টেজে (10± 0.5V) ডিসচার্জ করে। এই মানটি পৌঁছে গেলে, ডিভাইসটি ব্যাটারিটিকে লোড থেকে সংযোগ বিচ্ছিন্ন করে, এর আরও স্রাব প্রতিরোধ করে। ব্যাটারি চার্জ করার জন্য লোড সাইড থেকে ভোল্টেজ সরবরাহ করা হলে ডিভাইসটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে চালু হবে।

লোডে শর্ট সার্কিটের ক্ষেত্রে, ডিভাইসটি লোড থেকে ব্যাটারি সংযোগ বিচ্ছিন্ন করে। লোডের দিক থেকে 9.5V-এর বেশি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে এটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে চালু হবে। যদি এই ধরনের কোন ভোল্টেজ না থাকে, তাহলে ডিভাইসের আউটপুট নেতিবাচক টার্মিনাল এবং ব্যাটারি বিয়োগ সংক্ষিপ্তভাবে সেতু করা প্রয়োজন। প্রতিরোধক R3 এবং R4 থ্রেশহোল্ড সেট করে।

খুচরা যন্ত্রাংশ

1. মাউন্ট প্লেট (ঐচ্ছিক, মাউন্ট করা যেতে পারে)
2. যেকোনো ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর, A এবং B অনুযায়ী বেছে নিন। আমি RFP50N06 N-চ্যানেল 60V 50A 170 ডিগ্রি নিয়েছি
3. প্রতিরোধক 3 থেকে 10 kΩ, এবং 1 থেকে 100 kΩ
4. বাইপোলার ট্রানজিস্টর KT361G
5. জেনার ডায়োড 9.1 ভি
যোগ করুন। আপনি শুরু করতে টার্মিনাল + মিক্রিক ব্যবহার করতে পারেন। (আমি নিজে করিনি কারণ এটি অন্য ডিভাইসের অংশ হিসাবে আমার কাছে থাকবে)
6. আপনি স্পষ্টতার জন্য ইনপুট এবং আউটপুটে LED ব্যবহার করতে পারেন (একটি প্রতিরোধক নির্বাচন করুন, সমান্তরালে সোল্ডার করুন)

সোল্ডারিং আয়রন + টিন + অ্যালকোহল রোসিন + তারের কাটার + তার + মাল্টিমিটার + লোড ইত্যাদি। এবং তাই টিন-স্নট উপায়ে সোল্ডার করা। বোর্ডে বিষ দিতে চাই না। কোন বিন্যাস নেই। লোড 30 ওয়াট, বর্তমান 2.45 A, মাঠকর্মীকে +50 ডিগ্রি (রুম +24) দ্বারা উত্তপ্ত করা হয়। শীতল করার প্রয়োজন নেই।

80 ওয়াটের প্রবিভাল লোড... WAH-WAH. 120 ডিগ্রির বেশি তাপমাত্রা। ট্র্যাকগুলি লাল হতে শুরু করেছে ... আচ্ছা, আপনি জানেন আপনার একটি রেডিয়েটর দরকার, ভাল-সোল্ডার করা ট্র্যাকগুলি।

আমার ব্যাটারিটিকে গভীর স্রাব থেকে রক্ষা করার প্রয়োজন ছিল। এবং সুরক্ষা সার্কিটের প্রধান প্রয়োজনীয়তা হল যে ব্যাটারিটি ডিসচার্জ হওয়ার পরে, এটি লোড বন্ধ করে দেবে, এবং ব্যাটারি লোড ছাড়াই টার্মিনালগুলিতে সামান্য ভোল্টেজ লাভ করার পরে এটি নিজে থেকে এটি চালু করতে পারে না।

সার্কিটটি 555 তম টাইমারের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, যা একটি একক পালস জেনারেটর হিসাবে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে, যা ন্যূনতম থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজে পৌঁছানোর পরে, ট্রানজিস্টর VT1 এর গেটটি বন্ধ করে দেবে এবং লোড বন্ধ করে দেবে। সার্কিটটি সংযোগ বিচ্ছিন্ন করার পরে এবং পাওয়ার পুনরায় সংযোগ করার পরেই লোড চালু করতে সক্ষম হবে।

ফি (আয়না করার দরকার নেই):

SMD বোর্ড (আয়না প্রয়োজন):

সমস্ত SMD প্রতিরোধক হল 0805। MOSFET প্যাকেজ হল D2PAK, কিন্তু DPAKও সম্ভব।

একত্রিত করার সময়, আপনার মনোযোগ দেওয়া উচিত যে মাইক্রোসার্কিটের নীচে একটি জাম্পার রয়েছে (ডিআইপি উপাদানগুলিতে বোর্ডে) এবং প্রধান জিনিসটি এটি সম্পর্কে ভুলে যাওয়া উচিত নয়!

সার্কিটটি নিম্নরূপ কনফিগার করা হয়েছে: প্রতিরোধক R5 সার্কিট অনুসারে উপরের অবস্থানে সেট করা হয়েছে, তারপরে আমরা এটিকে একটি ভোল্টেজ সেট সহ একটি পাওয়ার উত্সের সাথে সংযুক্ত করি, যেখানে এটি লোড বন্ধ করা উচিত। উইকিপিডিয়া অনুসারে, একটি সম্পূর্ণরূপে নিষ্কাশন করা 12-ভোল্ট ব্যাটারির ভোল্টেজ 10.5 ভোল্টের সাথে মিলে যায়, এটি আমাদের লোড-অফ ভোল্টেজ হবে। এর পরে, লোড বন্ধ না হওয়া পর্যন্ত নিয়ন্ত্রক R5 ঘোরান। IRFZ44 ট্রানজিস্টরের পরিবর্তে, আপনি প্রায় যেকোন শক্তিশালী লো-ভোল্টেজ MOSFET ব্যবহার করতে পারেন, আপনাকে কেবল বিবেচনায় নিতে হবে যে এটি এমন একটি কারেন্টের জন্য ডিজাইন করা উচিত যা সর্বাধিক লোড কারেন্টের চেয়ে 2 গুণ বেশি এবং গেট ভোল্টেজ অবশ্যই এর মধ্যে থাকতে হবে। সরবরাহ ভোল্টেজ।

যদি ইচ্ছা হয়, টিউনিং প্রতিরোধকটিকে একটি ধ্রুবক দিয়ে প্রতিস্থাপিত করা যেতে পারে, যার নামমাত্র মান 240 kOhm, যখন রোধ R4 অবশ্যই 680 kOhm দিয়ে প্রতিস্থাপিত করতে হবে। TL431-এর থ্রেশহোল্ড হল 2.5 ভোল্ট।

বোর্ডের বর্তমান খরচ প্রায় 6-7 mA।