Mạch điều khiển sạc bình tự động

Mạch điều khiển sạc bình tự động (ắc quy) có chức năng tự động ngắt sạc khi bình đầy và nối lại khi điện áp xuống thấp, nhằm bảo vệ ắc quy và kéo dài tuổi thọ. Dưới đây là hướng dẫn đầy đủ về cách thiết kế mạch này.

✅ Chức năng của mạch

• Tự động bắt đầu sạc khi điện áp bình dưới ngưỡng thấp (ví dụ: <11.5V).
• Tự động ngắt sạc khi điện áp đạt ngưỡng đầy (ví dụ: >13.8V).
• Có thể thêm đèn báo trạng thái sạc, hoặc quạt làm mát bộ sạc.

🔧 Phương án 1: Mạch analog đơn giản (dùng LM358)

Linh kiện

Nguyên lý hoạt động

• Dùng cầu phân áp đưa điện áp bình về mức thích hợp (ví dụ 14V → 3.5V).
• So sánh điện áp này với ngưỡng đặt trước bằng biến trở.
• Nếu điện áp bình < ngưỡng thấp → op-amp ngõ ra HIGH → kích relay/MOSFET → bắt đầu sạc.
• Nếu điện áp bình > ngưỡng cao → ngõ ra LOW → ngắt sạc.

⚡ Phương án 2: Dùng IC chuyên dụng (ví dụ: LM393 + MOSFET)

LM393 là comparator tương tự LM358, nhưng được tối ưu cho việc làm mạch điều khiển điện áp.

🧠 Phương án 3: Dùng vi điều khiển (Arduino)

Cho phép linh hoạt hơn, hiển thị LCD, báo đầy/báo yếu, điều chỉnh mức sạc bằng phần mềm.

Ví dụ sơ đồ logic

• Đọc điện áp ắc quy thông qua cầu phân áp.
• So sánh và điều khiển chân digital xuất ra để bật/tắt relay hoặc MOSFET.

Mã mẫu đơn giản (Arduino)

#define BATTERY_PIN A0
#define RELAY_PIN 8

float readBatteryVoltage() {
  int raw = analogRead(BATTERY_PIN);
  return (raw / 1023.0) * 5.0 * (14.0 / 5.0);  // Giả sử dùng cầu phân áp
}

void setup() {
  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  float voltage = readBatteryVoltage();
  Serial.println(voltage);

  if (voltage < 11.5) {
    digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // bắt đầu sạc
  } else if (voltage > 13.8) {
    digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // ngắt sạc
  }

  delay(1000);
}

📘 Gợi ý thêm

• Dùng hysteresis để tránh nhấp nháy ngõ ra do điện áp dao động gần ngưỡng.
• Có thể thêm bảo vệ ngược cực, đo dòng, báo lỗi nếu sạc quá lâu mà không đầy.