Pin NiMH được sử dụng ở khắp mọi nơi. Những loại pin này an toàn, đa năng và dễ sạc. Trong bài viết này, mình sẽ xem xét mạch sạc pin NiMH tự làm – hoạt động và tính toán của nó để chọn linh kiện phù hợp. Đây là một mạch điện tử cơ bản và khá dễ chế tạo. Mạch này sử dụng Opamp, biến áp, chip điều chỉnh điện áp LM338, Transistor, một số Điện trở và Tụ điện. Hãy tham khảo với hocwiki nhé.
Pin NiMH:
Mỗi pin NiMH được chế tạo bằng cách sử dụng các Cell NiMH riêng lẻ kết nối nối tiếp hoặc song song để cung cấp điện áp cao hơn hoặc dòng điện cao hơn ở đầu ra của nó. Một Cell NiMH có điện áp danh định khoảng 1,2V. Khi một Cell NiMH được sạc đầy, nó sẽ hiển thị 1,6V trên các cực của nó. Thông thường, pin 9V NiMH sẽ có 8 ô kết nối nối tiếp với nhau. Điều này sẽ cung cấp cho kết quả điện áp đầu ra là 1,2 x 8 = 9,6V. Để sạc pin NiMH một cách hiệu quả, điện áp sạc phải tương đương với điện áp đã sạc đầy của nó là 1,6V x 8 = 12,8V.
Ngoài ra, dòng điện sạc của pin cũng cần được xem xét cùng với điện áp sạc. An toàn khi sạc pin NiMH với một nửa dung lượng hiện tại là 0,5C. Pin mà mình sẽ sử dụng trong mạch này có công suất hiện tại 9V / 300mAH. Do đó, mình cần sạc pin với 12,6v và 150mA tương đương với 0,5C.
Mạch sạc pin 9V NiMH:
Mạch sạc pin NiMH này lấy điện từ nguồn điện 220v AC. Biến áp giảm áp dùng để đưa mức điện áp xuống 18v. Bốn điốt được bố trí trong cấu hình chỉnh lưu cầu để chuyển đổi tín hiệu AC sang tín hiệu DC. Ngoài ra, bạn có thể sử dụng bộ chỉnh lưu cầu chip. Điện áp đầu ra DC được cấp cho Tụ C1 để làm mịn tín hiệu DC . Tín hiệu DC được làm mịn đi đến IC LM338.
LM338 là một chip điều chỉnh điện áp trong đó điện áp đầu ra có thể được lập trình bằng cách sử dụng điện trở R2, R4 và R5 trong mạch trên. Công thức điều chỉnh điện áp đầu ra là
Vout = 1,25 (1 + R2 / (R4 + R5)) + IAdjR2
Sử dụng công thức này, điện áp đầu ra được đặt thành 12,8V, đây là điện áp sạc cho pin 9V NiMH. LM338 có khả năng cung cấp lên đến 5A cho tải. Việc sử dụng tản nhiệt với ổn áp LM338 là điều cần thiết.
Điện áp đầu ra sau đó được cấp cho pin thông qua một điện trở giới hạn dòng là 80 Ohms. Điện trở này giới hạn dòng ra 150mA để sạc pin một cách an toàn. Chọn một điện trở công suất cao, chẳng hạn như 10 Watts ở đây, vì nó cần phải chịu được dòng điện cao.
PHẦN CHỈ BÁO SẠC:
Opamp được sử dụng làm chỉ báo sạc để cho người dùng biết rằng pin đã được sạc đầy. Ở đây Opamp được xây dựng để hoạt động như một bộ so sánh. Một bộ chia điện áp đã được thiết lập bằng cách sử dụng R4, R5 và R6 để cấp điện áp tham chiếu đến Opamp LM301. Điện trở kết hợp của điện trở R5 và R6 cao so với R4 nên điện áp tham chiếu đặt vào đầu vào dương của Opamp đo khoảng 12,7v, gần như tương đương với điện áp pin đã sạc đầy.
Giả sử pin chưa sạc được kết nối với mạch. Khi pin được sạc thiếu điện áp tham chiếu đến cực âm của Opamp sẽ nhỏ hơn 12,7v. Trong khi tham chiếu điện áp từ mạng phân áp đến cực dương của nó sẽ bằng 12,7v. Điều này buộc đầu ra của Opamp ở trạng thái cao. Điều này giữ cho transistor PNP ở trạng thái TẮT và dòng điện chạy đến pin và sạc nó.
Khi pin bắt đầu sạc, điện áp trên pin bắt đầu tăng lên. Khi pin được sạc đầy, điện áp ở đầu cực nghịch đảo của Opamp sẽ lớn hơn đầu cuối không đảo. Do đó Opamp chuyển đầu ra của nó sang trạng thái thấp. Điều này làm cho transistor PNP BẬT.
Bây giờ dòng điện đến từ LM338 sẽ được đưa vào đầu ra Opamp vì điện áp pin gần tương đương với đầu ra LM338 và chân đầu ra Opamp cung cấp một đường dẫn đến dòng điện. Vì transistor PNP được BẬT, nó sẽ sáng đèn LED, điều này sẽ đóng vai trò như một chỉ báo để người dùng ngắt kết nối pin khỏi mạch vì pin đã hoàn thành chu kỳ sạc. Bây giờ người dùng cần ngắt kết nối pin khỏi mạch sạc.
