Mạch bảo vệ Accu/Pin khi xả điện, đơn giản ( Low Voltage Cut OFF; Battery protector)

[hahd]

Sắp vào mùa cúp điện, cần chế quạt tận dụng bình điện xe máy cho vợ con trong mùa đói kém do kinh tế suy thoái.

Do đó cần giải quyết 2 vấn đề:

1. Xạc tự động đóng mạch khi hết điện và tự động cắt khi no điện

Tôi lắp bộ xạc tự động cắt điện theo địa chỉ (hạn dòng bằng biến áp công suất nhỏ):
Simple Automatic Lead Acid Battery Charger | Circuit Diagram

2. Tự động cắt tải khỏi accu khi hết điện (Rất quan trọng, tránh "chai" accu do nội trở tăng đột ngột):

Là dân ngoại đạo, nên sau khi xem và lắp thử một số mạch Auto Cut OFF phức tạp và không thành công tôi quyết định bỏ cuộc đua bán dẫn.

Phát hiện ra Relay có điện thế đóng cắt chênh lệch nhau khá lớn (7.2V/2V với Relay YL-202H-DC12V 730 Ohm bán ở chợ) tôi làm đại ra mạch sau và thành công.

Mạch này có dòng tiêu thụ cực nhỏ, <3mA, dòng cắt tất nhiên bằng 0
Tổng giá thành linh kiện dưới 20 nghìn, lắp trong vòng 30ph.

• Theo nguyên lý trên, có thể lắp cho dòng tải lớn tùy ý bằng cách thay relay phù hợp hoặc thêm chuỗi relay mở rộng.
• Có thể dùng cho điện thế accu cao bằng cách thêm điện trở hạn dòng vào công tắc bật mở (ON)
• Có thể dùng được cho pin Li-ion (Điện thế cắt 3V), dùng Relay 5V có điện thế đóng/cắt là 3.3V/0.7V,

Mạch này chưa tiện khi dùng cho thiết bị có công tắc đóng/cắt thông thường, và tôi sẽ đưa lên trong phần tiếp theo

[hoangnganvn]

Mạch của bạn phải đóng cắt bằng tay à?

[hahd]

Mạch của bạn phải đóng cắt bằng tay à?

Mạch này cho quạt và đèn mà, phải có công tắc tắt bật chứ.

Đây là mạch số 2, để chế cho quạt, đèn xạc... bán sẵn bên ngoài, chèn vào giữa công tắc và motor quạt.
*Hầu hết quạt xạc bán sẵn dùng bình accu 6V, nên cần phải dùng relay 5V, tăng giá trị tụ C1, giảm trở TR1, nếu bác nào thử ra thông số thì gửi kết quả lên dùm

Dòng cắt 0.25mA trong hình dưới.
Đính kèm ảnh đã ráp OK

Tụ dẫn C1, tôi đã thử 10uF chạy không đủ kích relay, nên phải dùng 22uF trở lên, nhưng nếu dùng tụ lớn quá, thì thời gian xả qua R2 lâu-> Thời gian giữa tắt và lần bật tiếp theo dài.

[hahd]

1._Nguyên lý hoạt động mạch bảo vệ số 1:

Khi sử dụng: nhấn công tắc bấm ON.

Điện từ accu chạy thẳng qua cuộn dây relay, relay kích hoạt.
Nguồn điện âm sẽ cấp cho tải qua COM1-NO1.
Tiếp điểm COM2-NO2 nối mạch.
Khi ngừng bấm ON, dòng điện cấp cho relay thông qua trở TR1.
Khi điện áp tụt xuống dưới ~10.7V (TR1~4.7K), điện áp qua cuộn dây Relay xuống dưới 2V, Relay sẽ nhả.

Khi muốn tắt thiết bị, bấm OFF

Ngắn mạch 2 đầu cuộn dây relay,
Relay không có áp, nhả tiếp điểm và cắt điện (COM2 ngừng tiếp NO1)

2._Nguyên lý hoạt động mạch bảo vệ số 2:

Khi sử dụng: Bật công tắc chuyển mạch.

Điện từ accu chảy qua cuộn dây relay thông qua quá trình nạp cho tụ C1, relay kích hoạt.
Nguồn điện âm sẽ cấp cho tải qua COM1-NO1.
Tiếp điểm COM2-NO2 sẽ nối mạch.
Khi tụ C1 no điện, dòng điện cấp cho relay chảy qua trở TR1.
Khi điện áp tụt xuống dưới ~10.7V (TR1~2.7K), điện áp qua cuộn dây Relay xuống dưới 2V, Relay sẽ nhả.
Mạch điện ở trạng thái "treo" do tụ C1 no điện, ngưng dẫn cho đến khi tắt công tắc (nhằm khôi phục trạng thái "sạch" ban đầu)

Khi tắt công tắc, không có nguồn duy trì,

Relay nhả tiếp điểm, cắt điện (COM2 ngừng tiếp NO1).
Do COM1 chuyển tiếp sang NC1, tụ C1 sẽ xả điện qua R2 và sẵn sàng cho lần bật tiếp theo

Điểm hạn chế:

Do sử dụng công tắc chuyển mạch có sẵn của thiết bị, sau khi thiết bị tự động cắt, người dùng cần nhấn chuyển công tắc về vị trí tắt rồi bật lại thì thiết bị mới hoạt động.
Hoặc phải thêm vào công tắc bấm "reset" cách này quá phức tạp

Tương tự, có thế sử dụng relay để tự động các quá trình, ví dụ: bộ lưu điện, đèn năng lượng mặt trời. Trong các mạch kiểu này, thao tác bật điện của người dùng sẽ thay bằng việc relay sẽ nhả về vị trí ON khi mất điện,và dẫn nguồn từ accu qua tải... Những cái này có nhiều người làm rồi, nhờ các bác bổ sung thêm nhé
Các bác xem, nếu mạch có gì hay dở, góp ý dùm, hy vọng mọi người giảm bớt tiền chi cho thay bình điện (he he, các bác bán bình điện đừng chém nhé ...)

[hoangtam741]

Ưu điểm : Mạch đơn giản, dễ làm, độ linh động cao phù hợp nhiều mức nguồn.
Nhược điểm: Mạch mang tính chất cơ khí nhiều nên hoạt động không chính xác, khi xả gần cạn bình (rơ le gần ngắt), nếu có rung động (vỗ nhẹ) là rơ le ngắt luôn.

[hahd]

Cảm ơn bác Hoàng Tâm đã góp ý
Đúng là khi gần tắt, tôi làm rơi thì relay nhả. Cho nên môi trường chấn động sẽ có điện áp cắt không chính xác.
Dựa theo nguyên tắc mạch xạc accu ở trên, tôi thay C1061 bằng TL431 tạo ra mạch có điện áp cắt chính xác. Mạch hoàn toàn tự động đóng cắt khi đủ hoặc hết điện. (Cảm ơn bác hoangnganvn hỏi câu trên để tôi nghĩ cách cải tiến tiếp)
Mô phỏng bằng Proteus cho ra kết quả:
- Dòng khi cắt (dưới điện áp qui định~10.8V): 30uA
- Dòng khi mở (đóng mạch ~11.8V): ~15mAm, nếu áp dụng mạch RC trước relay dòng có thể giảm xuống còn ~5mA
Để mua TL431/TL431A về lắp thử, sau khi chạy ổn sẽ gửi thiết kế lên.

[hahd]

Đã lắp thử mạch sau, và chạy ổn.


Nguyên lý hoạt động của mạch

1.Bật mở (Auto ON)
- Điện áp dưới 11.34V, điện áp tại chân 1 (REF) TL431 dưới mức 2.5V->Không đủ áp kích hoạt relay
- Khi điện áp tăng lên 11.34V, điện áp tại chân 1 (REF) TL431 vượt qua mức 2.5V->áp tại relay lên quá 7.3V->relay đóng.

->cấp điện cho tải
->chuyển trạng thái trở sang mức 2 [75K/(220K+18K)], áp tại chân 1 lên ~3V, áp tại relay lên 8.5V

2. Hoạt động (Auto Cut OFF)
Điện áp accu giảm dần xuống 10.72V->điện áp tại chân 1~2.5V, áp relay ~ 7,8V
Khi điện áp accu giảm tới 10.67V->điện áp tại chân 1 dưới 2.5V, áp relay giảm từ 7.7V xuống dưới Mạch trở về trạng thái ban đầu

Lưu ý:
- Khi khởi động thiết bị, điện áp accu có thể sụt xuống dưới 10.5V, tụ C1 ngoài tác dụng san phẳng xung do TL431 tạo ra, còn có tác dụng giữ relay không nhả khoảng 4s (với tụ C2=2200uF), nếu muốn thời gian này dài hơn, có thể tăng giá trị C1.
- Mua TL431 ở chợ Nhật tảo, loay hoay thử mới biết hàng anh Cẩm có chân ngược với datasheet của INFINITRUE và nhiều hãng khác. Tôi có vẽ lại chân trong ảnh chụp test board đính kèm
- Có thể thay TL431 bằng H1061 (C1061)... và thiết kế tương tự ở trên. (Bác nào nghĩ giùm nhé, tôi mỏi rồi)

Tôi không hiểu một số vấn đề, nhờ các bác giải thích giùm.
- Lắp tụ C2, sẽ tạo dao động ở điện thế (0.6-4.5V) ở cuộn dây relay khi điện áp gần mức ON (11.31-11.33V).

Bỏ tụ C2 đi, tại rely không có ngưỡng điện áp cắt, mà giảm dần đều tới 1.85V và tạo dao động nhấp nháy (relay nhảy liên tục)
Tăng giá trị C2 lên 220uF, điện áp ON lên 11.85V, tại sao mạch RC này làm ảnh hưởng, hay tụ cũng là trở, nên bị vậy.

- Khi áp accu tăng là 11.30V, áp tại relay: 0.26V; áp qua 11.31V sẽ có dao động tại chân relay từ 0.3-6V. có cách nào triệt tiêu dao động này được không

Các bác thông cảm cho câu hỏi "ngớ ngẩn" trên nhé. (dân XD mò điện tử mà )

[huik472001]

Sắp vào mùa cúp điện, cần chế quạt tận dụng bình điện xe máy cho vợ con trong mùa đói kém do kinh tế suy thoái.

Do đó cần giải quyết 2 vấn đề:

1. Xạc tự động đóng mạch khi hết điện và tự động cắt khi no điện

Tôi lắp bộ xạc tự động cắt điện theo địa chỉ (hạn dòng bằng biến áp công suất nhỏ):
Simple Automatic Lead Acid Battery Charger | Circuit Diagram

2. Tự động cắt tải khỏi accu khi hết điện (Rất quan trọng, tránh "chai" accu do nội trở tăng đột ngột):

Là dân ngoại đạo, nên sau khi xem và lắp thử một số mạch Auto Cut OFF phức tạp và không thành công tôi quyết định bỏ cuộc đua bán dẫn.

Phát hiện ra Relay có điện thế đóng cắt chênh lệch nhau khá lớn (7.2V/2V với Relay YL-202H-DC12V 730 Ohm bán ở chợ) tôi làm đại ra mạch sau và thành công.

Mạch này có dòng tiêu thụ cực nhỏ, <3mA, dòng cắt tất nhiên bằng 0
Tổng giá thành linh kiện dưới 20 nghìn, lắp trong vòng 30ph.

• Theo nguyên lý trên, có thể lắp cho dòng tải lớn tùy ý bằng cách thay relay phù hợp hoặc thêm chuỗi relay mở rộng.
• Có thể dùng cho điện thế accu cao bằng cách thêm điện trở hạn dòng vào công tắc bật mở (ON)
• Có thể dùng được cho pin Li-ion (Điện thế cắt 3V), dùng Relay 5V có điện thế đóng/cắt là 3.3V/0.7V,

Mạch này chưa tiện khi dùng cho thiết bị có công tắc đóng/cắt thông thường, và tôi sẽ đưa lên trong phần tiếp theo

cái mạch này của bác mà ấn liền lúc cả hai sw thì .....

[hahd]

cái mạch này của bác mà ấn liền lúc cả hai sw thì .....

Bùm...
Chắc phải dùng mạch 2, 3, 4 ....như tôi vừa sửa ở trên.
Nhờ các bác xem lại và cho ý kiến.
Cảm ơn nhiều.

[hoangnam555]

Bùm...

Dùng công tắc có 2 cặp tiếp điểm,một cho mạch và một để điều khiển công tắc kia thì tránh đc trường hợp bùm....

[chjmeo23]

nếu mà mình muốn làm cho mạch 12V 15A thi thay đổi thế nào hả bạn

[hahd]

Cách 1. Nếu bạn lắp 1 cái để sử dụng, cách đơn giản nhất, đấu thêm 1 relay 12V có dòng tải >15A vào đầu ra của các mạch trên để mở rộng công suất.
Dùng cách này, bạn có thể giữ nguyên thông số linh kiện ở trên (các mạch trên tôi đã lắp và chạy tốt)
Cách 2: Bạn thay relay tôi dùng bằng relay công suất lớn hơn, nhưng phải thay các linh kiện .
-Mạch 1: thay TR1 bằng volume 2K và đặt vol kế đo áp bình, chỉnh volume sao cho khi điện thế bình xuống ~10.6V thì relay cắt điện.
- Mạch 2: Chỉnh tương tự mạch 1, nhưng thay TR1=VOL2k, R2=3K3 (mạch này tôi gõ nhầm 4k7 thành 47k), thay C1=680uF
- Mạch 3: Thay đổi 1 mớ các trị số , C và R , cái này thử hơi mệt nên nếu bạn muốn tối ưu phải mất công thôi
Túm lại, nếu bạn không chuyên thì đấu relay mở rộng là hay nhất.

À, nếu dùng mạch 3, dòng tải lớn , bạn nhớ tăng trị số C1 lên nhé (tránh sụt áp kéo dài ngắt relay)

[chjmeo23]

mình k thấy con relay YL-202H-DC12V ở trong proteus của mình với cái LOAD là đèn hả bạn. mình mới vào nghề nên hơi gà mong bạn giúp đỡ nhiều.

[hahd]

Tên RELAY này là tôi ghi để mọi người tìm đúng loại tôi đã thử.

Bạn có thể dùng bất kỳ loại nào và chỉnh thông số nội trở (Ohm) và điện áp đóng cắt (Vol) tương ứng

LOAD tức là tải (đèn)

Bạn định làm mạch in hả?

[chjmeo23]

uk. mình đang định làm mạch in. mình đang thử đóng cắt bằng bán dẫn xem thế nào.hi