NI-Cd 직류 회로 충전기 설계

소개

메카트로닉스 설계과제
니켈 카드늄 전지 직류 충전기 회로입니다.

목차

1. 서론
I. 목 표

2. 본론
I. 가정 및 제한
II. 회로도
III. 사용된 부품
IV. 회로 분석
A. 입력전압 Offset의 변화에 따른 회로의 전압 graph
B. Steady state에서 의 값 분석
C. Capacitor에서 T-V, T-I 분석
D. 충전 표시 LED 와 과충전 방지 Zener diode의 역할

3. 결론

본문내용

1. 서론

I. 목 표

- 아래의 조건을 만족시키는 Constant Current Battery Charger 를 PSPICE 를 이용해 디자인 하라.
<조건>
A. 9V Ni-Cd 배터리는 9.6V의 실 공칭전압을 가지며 최소전류 20mA 최대 전류 40mA가 요구된다. 더욱이 완충 되엇을때 배터리의 전압은 10.4V이다.
B. 입력 직류 전원에 약간의 Fluction 을 고려해야한다. 이러한 Fluction을 견딜수 있어야 한다.
C. BJT 를 사용한 회로를 제작하여야 한다.D. 전류를 정류하기 위해 제너다이오드 혹은 다른 전기 부품을 사용해라
E. AC/DC 컨버터는 사용할 필요가 없다. 공급되는 전류는 약간의 Fluction 을 포함한 직류이다.
F. 배터리 모델이 필요하다면 큰 Capacitor(s) 와 작은 Resistior(s)를 이용해 만들어서 사용하라.

2. 본론

I. 가정, 제한

- 문제의 전지를 20Ω 의 Resistor 과 100F 의 Capacitor 로 이루어진 공칭전압 9.6V의 단일 전지로 가정하였다. 충전전압이 다른 전지의 직렬연결 충전은 전지의 과충전을 불러일으킬 수 있는데 이 회로에선 그러한 문제에 대해선 고려하지 않았다.

- 충전을 요하는 전지가 완전히 방전되었을 경우로 가정하고 충전기를 설계 하였다. 만약 충분히 방전되지 않은 전지를 회로에 충전시킬 경우 충전시간은 단축되어 질수 있지만 Ni-Cd 전지 특성상 0.04~0.08v의 전압강하가 일어날 수 있다.

- 실제적인 Ni-Cd 전지의 경우에는 실제 용량의 1/10 비율로 14~16시간동안 충전해 완충 할 수 있지만 이 충전기의 경우 10시간동안 충전할 경우 완충될 수 있게 설계하였다.

- 직류전원에서 Capacitor가 포함되어 있을 때, 시간에 따른 전류, 전압의 변화를 Pspice에서 나타낼 수 없기 때문에 (직류 : Capacitor를 Open circuit 으로 간주) Capacitor에 전하가 모두 충전된 후 Steady state에서의 BJT 의 Emitter 전압이 충전하는 동안 일정하게 작용했다고 가정하였다. 이는 Capacitor가 완충되어 회로내에서 Open circuit 취급 당할때의 Emiiter 전압과 같다.

참고자료

· 메카트로닉스 와 계측시스템 3rd edition 교보문고