NiMH रिचार्जेबल बैटरी के एक ही पैक से तीन अलग-अलग वोल्टेज की आपूर्ति करें


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मेरे पास एक बैटरी पैक है जिसे मैं अपनी सभी बैटरी चालित घटकों के लिए एक कम्यूटिंग साइकिल पर एक स्रोत के रूप में उपयोग करना चाहूंगा।

मेरे पैक में श्रृंखला में वायर्ड 10 (1.2) सेल शामिल हैं:

{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]}  
|                                                  |
└--------------------- 12 V -----------------------┘

मुद्दा यह है कि मेरे कुछ उपकरण (2) एए बैटरी के साथ काम करते हैं, कुछ ले (4), और कुछ को 12 वी की आवश्यकता होती है। मैं क्या करना चाहूंगा:

  • व्यक्तिगत बैटरी की आवश्यकता को समाप्त करने और रिचार्जिंग को आसान बनाने के लिए सभी उपकरणों को एक से एक सामान्य पैक में तार दें
  • कंपन और मौसम के लिए प्रतिरोधी एक मजबूत डिजाइन का उपयोग करें
  • कम एम्परेज घटकों के लिए उपयुक्त डिज़ाइन का उपयोग करें
  • लगभग 100% दक्षता पर सभी घटकों की आपूर्ति
  • सेवा के लिए आसान (यानी समय-समय पर खराब कोशिकाओं को पहचानना और बदलना)

मेरे द्वारा खोजे जा रहे सभी शोधों से, दो सामान्य समाधान प्रतीत होते हैं:

1) क्रमशः 6 वी और 3 वी तक वोल्टेज लाने के लिए ऑफ-द-शेल्फ इलेक्ट्रॉनिक डीसी-टू-डीसी कन्वर्टर्स जोड़ें, और रूपांतरण अक्षमता को स्वीकार करें।

2) तीन सर्किट बनाने के लिए विशिष्ट बिंदुओं पर श्रृंखला को विभाजित करें।

{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]} 
|         |              |                         |
└- 2.4 V -┘              |                         |
|                        |                         |
└-------- 6 V -----------┘                         |
|                                                  |
└--------------------- 12 V -----------------------┘

3) एक तीसरा विकल्प सिर्फ अतिरिक्त वजन के साथ जीना है। प्रत्येक घटक को अलग और स्वतंत्र रूप से पावर करें, और आवश्यकतानुसार बैटरी को रिचार्ज / बदलें।

इनमें से प्रत्येक विकल्प के अपने नुकसान हैं। लेकिन # 2 सबसे आशाजनक लगता है। सबसे स्पष्ट समस्या यह है कि लोड को असमान रूप से पैक में कोशिकाओं के बीच वितरित किया जाता है। अगर मैं इससे उबर सका, तो मुझे लगता है कि हमारे पास एक जीत समाधान है।

तो मेरा सवाल ये है:

क्या यह संभव है - स्मार्ट वायरिंग और न्यूनतम इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करना - NiMH रिचार्जेबल बैटरी के एक ही पैक से तीन अलग-अलग वोल्टेज की आपूर्ति करना?

टिप्पणियाँ, सुझाव और विचार सभी की सराहना की जाती है।


मेरा अब तक का सबसे अच्छा अनुमान निम्नलिखित है:

  • टाइमर का संयोजन और आवश्यक रूप से एक डबल-पोल, पांच-थ्रो स्विच बनाने के लिए जो प्रत्येक मिनट या तो प्रत्येक जोड़ी कोशिकाओं के माध्यम से चक्र होगा, 2.4 वी की एक स्थिर धारा प्रदान करेगा।
  • टाइमर का संयोजन और आवश्यक रूप से एक डबल-पोल, डबल-थ्रो स्विच बनाने के लिए जो हर मिनट या तो कोशिकाओं के आधे हिस्से के माध्यम से चक्र होगा, 6v की एक स्थिर धारा प्रदान करता है।
  • सभी 12 वी डिवाइस को सामान्य की तरह पैक से जोड़ना

दुर्भाग्य से, मैं रिले पर फंस गया हूं, और तीन स्वतंत्र सर्किट बनाए रखते हुए रिले को यात्रा करने के लिए टाइमर को कैसे कनेक्ट किया जाए। मैं चीजों को कॉम्पैक्ट रखना चाहूंगा। बैटरी पैक के अलावा शोबॉक्स-आकार के सर्किट बोर्ड का होना व्यावहारिक नहीं है। आदर्श रूप से मैं सब कुछ पेलिकन 1010 वॉटरप्रूफ केस में पैक करना चाहूंगा ।

पहले मुझे लगा कि मैं सिर्फ डायोड का उपयोग कर सकता हूं और एक महान बड़े द्रव्यमान में सब कुछ कनेक्ट कर सकता हूं, लेकिन मैंने कुछ पहले परीक्षण के बाद उस विकल्प को छोड़ दिया। ऐसा प्रतीत होता है कि डायोड भयानक रूप से गर्म हो रहे थे, निश्चित रूप से इसका मतलब है कि वे बहुत सारी ऊर्जा को नष्ट कर रहे थे जो कि घटकों में जाना चाहिए था।

एक अन्य विकल्प मैंने माना है कि एक जेनर डायोड वोल्टेज नियामक है। यह कम एम्परेज एप्लिकेशन और न्यूनतम इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ अच्छी तरह से जोड़ेगा, लेकिन दुर्भाग्य से यह रूपांतरण अक्षमता से भी ग्रस्त है।

रिकॉर्ड के लिए, मेरे घटक हैं:

+---------------------------+---------+--------------+-------+  
| component                 | voltage | usage        | draw  |  
+---------------------------+---------+--------------+-------+  
| tail light                | 3V      | night time   |  25mA |  
| headlight                 | 6V      | night time   | 250mA |  
| cycling computer          | 3V      | always       |   1mA |  
| turn signals (automotive) | 12V     | intermittent |  55mA |  
+---------------------------+---------+--------------+-------+  

अच्छी खबर यह है कि चूंकि ये सभी उपकरण बैटरी संचालित हैं, इसलिए वे बैटरी रसायन विज्ञान के सामान्य वोल्टेज में उतार-चढ़ाव को सहन करते हैं।

भविष्य की योजना:
6v हब-डायनेमो रिचार्जिंग सिस्टम


मुझे आश्चर्य है कि आप पूंछ और टर्न सिग्नल के लिए 6 वी लाइट का उपयोग क्यों नहीं करते हैं। यह डिजाइन को बहुत सरल करेगा।
वोवेन

मैं अपनी पूंछ की रोशनी से बहुत खुश हूं, केट्ये टीएल-एलडी 1100 यह असाधारण रूप से मजबूत है, और अब तक मुझे बाजार पर सबसे अच्छा मिला है। दुर्भाग्य से, मुझे कोई साइकिल टर्न सिग्नल सिस्टम नहीं मिला है जिसे 6v रेट किया गया है, इसलिए मुझे अपना बनाना होगा। मजबूत भागों का उपयोग करने के बाद मैं सबसे अच्छा एलईडी-ऑटोमोटिव रिले ईपी -34 और ट्रक मार्कर लाइट पा सकता हूं । दोनों ने 12v रेटिंग दी।
लेफ्टीमॉस

अपने दम पर एलईडी लाइट बनाना और आपके द्वारा चुने गए बाड़ों में स्थापित करना इतना मुश्किल नहीं है। आपके द्वारा बनाए जा सकने वाले सरल फ्लैशिंग सर्किट भी हैं (उदाहरण के लिए ICM7555 CMOS टाइमर आईसी के साथ सिर्फ तीन भाग)।
वॉनियम

मैंने पाया कि ट्रक मार्कर लाइटों को वर्तमान सीमित प्रतिरोधों के स्थान पर रेटेड वोल्टेज को बदलना बहुत आसान हो सकता है। बोर्ड पर दो एलईडी और दो प्रतिरोधक हैं, इसलिए ऐसा लगता है कि वे 12 वी (दक्षता के 20% के साथ) के साथ श्रृंखला अवरोधक के साथ एकल एलईडी को शक्ति देते हैं।
वॉनियम

इन विशेष मार्कर रोशनी का एक और लाभ यह है कि वे अल्ट्रासोनिक रूप से सील (वेदरप्रूफ) हैं। वे बहुत हल्के भी होते हैं, जिससे कंपन तनाव कम हो जाता है। मैंने उन्हें कांटे और सीट-स्टॉप पर चढ़ा दिया है, इसलिए उन्हें परवाह किए बिना सजा मिलती है कि मैं चिकनी सड़कों पर हूं या किसी न किसी तरह। मैं उन्हें खोलने के लिए अनिच्छुक हूं क्योंकि मुझे विश्वास नहीं है कि मैं उन्हें फिर से सील कर पाऊंगा।
LeftyMaus

जवाबों:


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आपको प्रत्येक वोल्टेज के लिए डीसी-डीसी कन्वर्टर्स या समर्पित बैटरी पैक का उपयोग करना चाहिए।

आपको बैटरी पैक के मध्य बिंदुओं का उपयोग नहीं करना चाहिए। यह कोशिकाओं में विभिन्न आवेश स्तरों को जन्म देता है। परिणामस्वरूप आपको उन कोशिकाओं पर उलटा वोल्टेज मिलेगा जो पहले डिस्चार्ज हो जाती हैं और इससे बैटरी और संभवतः उपकरणों को नुकसान होगा।

नीचे योजनाबद्ध यह दिखाता है।

उलटा वोल्टेज तब दिखाई देता है जब बैटरी में बिकने वाले एक को पूरी तरह से छुट्टी दे दी जाती है, इस प्रकार वोल्टेज नहीं होता है। यदि अन्य कोशिकाएं शक्ति प्रदान करती रहती हैं, तो धारा अभी भी नकारात्मक वोल्टेज के साथ मृत सेल को 'चार्ज' करती रहेगी।

मृत कोशिका से जुड़े लोड इस तरह से रिवर्स पोलरिटी आपूर्ति वोल्टेज प्राप्त करते हैं, इस प्रकार, संभवतः, मर जाते हैं।

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध

सबसे इष्टतम (यदि आप अन्य वोल्टेज रेटेड उपकरणों का उपयोग नहीं करना चाहते हैं) मुझे लगता है कि सबसे शक्तिशाली डिवाइस (6 वी हेडलाइट) को सीधे आपूर्ति करना है और अन्य सभी के लिए चरण-अप / स्टेप-डाउन कन्वर्टर्स का उपयोग करना है।


"तत्वों" से आपका क्या तात्पर्य है? "अलग-अलग चार्ज" या "उलटा वोल्टेज" क्या मिलने वाला है? कोशिकाएं जो बैटरी पैक बनाती हैं? या प्रकाश व्यवस्था के घटक, यानी टेल लाइट या हेडलाइट?
LeftyMaus

तत्व बिकते हैं। त्रुटिपूर्ण अंग्रेजी के लिए माफ करें। मैं अपने जवाब में सुधार करूंगा
वॉनियम

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वोवियम ने जो सुझाव दिया, उसे देखते हुए, कुछ वोल्टेज वोल्टलर के रूप में जाना जाता है , या देखें charge-pump। मैंने चारों ओर त्वरित खोज की और पाया कि एकीकृत सर्किट पैकेज जो आपके अनुप्रयोगों के लिए कुछ हद तक उपयुक्त लगता है - विशेष रूप से कम अर्धसूत्रीविभाजन वर्तमान (110uA) और रूपांतरण दक्षता (98%)। डेटाशीट इंगित करता है कि इस विशेष IC में अधिकतम 45mA का करंट आउटपुट है, इसलिए आपको कुछ ऐसा खोजना होगा जो थोड़ा और करंट की आपूर्ति कर सके, लेकिन मैं आपको इस विकल्प से अवगत कराना चाहता था।

बेशक, डीसी-डीसी कन्वर्टर्स वैसे भी हैं तो यह अनिवार्य रूप से एक ही बात है। आपके आवेदन के लिए स्टेप-अप (चार्ज-पंप) और स्टेप-डाउन (हेलिकॉप्टर) के साथ ऐसा करना आसान हो सकता है।

शायद इन कन्वर्टर्स के बस कुछ ही होगा। आप अपनी जरूरतों के लिए 6V से 12V और रुपये 6V से 3V तक बढ़ा सकते हैं। डेटशीट में लिखा है कि इन उपकरणों में 20W तक की क्षमता है।


भाग सुझाव के लिए धन्यवाद। मुझे 6v सिस्टम को कुछ और विचार देना होगा ...
LeftyMaus
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