Batterie tampone. Caricabatterie tampone per batteria auto

La vita operativa di tutte le batterie ricaricabili, nessuna esclusa, è dettata da diversi fattori: la qualità della batteria stessa, materiali usati, tipo di modello... Ma il fattore più importante e decisivo è carica della batteria corretta, che non tutti gli utenti delle batterie moderne conoscono.

Dedicheremo una breve recensione al processo di ricarica della batteria, stabiliremo le regole di base, le caratteristiche della ricarica della batteria, creando una sorta di istruzione sulle funzionalità di ricarica dei modelli moderni.

Principi generali di funzionamento a batteria

Il primo passo è sfatare il noto mito. Molti utenti di batterie, negozi "specialisti", servizi ripetono costantemente il monotono mantra: affinché la batteria funzioni correttamente e stabilmente, è necessario scaricarla completamente prima di utilizzarla, quindi caricarla completamente. Tali "esperti" vanno anche oltre, sostenendo che per un funzionamento stabile e a lungo termine, le batterie devono essere scaricate regolarmente.

Tutto questo è solo un mito, se non in modo più netto. Le batterie, senza eccezioni, di tutti i tipi dureranno più a lungo se sperimentano il minor numero di scariche possibile. Il processo di scarica distrugge le griglie degli elettrodi all'interno di una batteria di alta qualità, che iniziano a deformarsi. Per le varianti del modello di bassa qualità realizzate con materiali di seconda scelta, tali "scuotimenti d'urto" possono essere efficaci. I loro piatti sono il più sporchi possibile. Se non si effettuano scariche periodiche, lo sporco può danneggiare completamente la batteria.

Tuttavia, utilizzando modelli moderni di alta qualità, è molto importante che la batteria funzioni con una carica di mantenimento costante (la cosiddetta modalità tampone).

Modalità operative di base

Per rendere più comprensibile la descrizione del processo di ricarica, è necessario chiarire inizialmente la seguente situazione: in che modalità funziona la batteria? Ci sono due modalità principali:

• modalità buffer: il principio di funzionamento si basa su quanto segue: il modello è costantemente "alimentato" dalla rete. Quando l'alimentazione è scollegata, cede la propria carica all'apparecchiatura. Se si ricollega l'alimentazione, la batteria inizia a ricaricarsi. Questa modalità è la più adatta ai modelli moderni. Ad esempio, la vita operativa di una batteria tampone AGM (a una temperatura di circa venti gradi) è di dodici anni. L'uso più tipico della modalità buffer sono le moderne fonti di alimentazione;
• modalità ciclica: qui i modelli sono completamente scarichi, caricati almeno una volta al giorno. Inoltre, la loro durata non è misurata dal tempo, ma da un numero predeterminato di cicli. La durata dell'operazione è inoltre dettata dalla profondità del processo di scarico.

Un esempio di utilizzo della modalità ciclica sono le moderne lavasciuga, le macchine da caffè mobili, le auto per l'intrattenimento dei bambini. A volte i moderni "esperti" offrono batterie di avviamento utilizzate dagli automobilisti in una serie di apparecchiature simili. Il loro argomento è l'economicità dei modelli. Sfatiamo questo mito. Le opzioni di avviamento sono efficaci solo durante l'avvolgimento iniziale del veicolo, dopo di che la batteria viene alimentata dall'alternatore. Tali modelli sono dotati di piastre di elettrodi piuttosto sottili, pertanto, le opzioni del modello di avviamento non accettano macchine da caffè o unità di lavaggio con le loro scariche costanti, finiranno la loro esistenza in un paio di mesi

Istruzioni per la ricarica della batteria

Veniamo alle caratteristiche della carica della batteria. Iniziamo a considerare la prima modalità, la modalità più accettabile da molti modelli: la modalità buffer. Le batterie moderne sono prodotte in modo tale che la tensione nominale di una cella sia di 2 V, ma questo numero è instabile: gli indicatori possono variare. Solitamente, per scopi domestici, vengono utilizzate batterie contenenti tre celle (6V) o sei (12V).

Carica della batteria: modalità "tampone"

Per caricare correttamente la batteria in modalità tampone è necessario impostare la tensione di carica al livello di 2,27 - 2,30V per ogni cella. In una batteria a sei volt, la tensione sarà 6,8 - 6,9, una batteria con sei celle - un indicatore di 13,6 - 13,8 V.

La corrente di carica deve essere limitata. Dovrebbe essere il 30% della capacità nominale della batteria, misurata in ampere (l'indicatore è preso per 10 ore di funzionamento della batteria). Ad esempio, una batteria da 100 Ah dovrebbe essere caricata senza superare i 30 A. Le batterie al gel sono "limitate" un po' meno - 20%.

Ricarica della batteria in modalità ciclica

Passiamo al prossimo modo di lavorare: ciclico. Qui, i nostri parametri della tensione di carica cambiano leggermente. La cella a due volt deve essere caricata utilizzando una tensione di carica di 2,4 - 2,45 V. Un sei volt con tre celle dovrebbe essere ricaricato a 7,2 - 7,35 V. Le batterie da 12V hanno questo parametro a 14,1V. I parametri sono rilevanti per le batterie con tecnologia AGM.

I modelli in gel riducono leggermente i parametri: modelli a due volt - 2,35 V, sei volt - 7,05 V, dodici volt - 14,1 V.

Entrambi i modelli devono essere caricati con una corrente di carica del 20% della capacità della batteria. Per i modelli con una capacità di 100 Ah, questo parametro sarà 20A.

Tempo di ricarica della batteria

La durata del processo di carica della batteria dipende dal grado di scarica del modello. Innanzitutto, la batteria viene caricata in una modalità accelerata, il cosiddetto "booster". Quindi la corrente di carica diminuisce gradualmente, di conseguenza raggiunge il minimo quando la batteria è completamente carica.

Un calo della corrente di carica fino a 2-3 mA per ogni amperora di capacità della batteria è il criterio per una carica completa. Ad esempio, su batterie con una capacità di 100 Ah, questa cifra sarà di 200-300 mA. Per portare la carica della batteria al cento per cento, il processo dovrebbe essere continuato a correnti così basse per circa un'ora.

Il tempo di ricarica della modalità ciclica è di una decina di ore, mentre, come abbiamo capito, la batteria è completamente scarica. Modalità tampone, una carica completa può essere effettuata da trenta a quarantotto ore.

Caratteristiche aggiuntive

Un fattore importante nella carica corretta è la sua "sovrasaturazione". La batteria deve essere data da qualche parte il venti percento in più di quanto indicato nel parametro "capacità nominale". La batteria funzionerà in una modalità più stabile, darà più energia.

La temperatura di carica consigliata è compresa tra venti e venticinque gradi. A temperature più basse, il processo di ricarica richiede molto più tempo. Se si carica la batteria a una temperatura di circa zero gradi, un tale processo praticamente non ha senso: la batteria non verrà caricata. A volte i caricabatterie hanno una funzione di compensazione termica che consente al dispositivo di cambiare voltaggio in base alle variazioni di temperatura. Tali modelli sono l'opzione più adatta per un clima instabile.

Pertanto, osservando tutte le regole per caricare le batterie moderne, puoi aumentare significativamente la durata dei tuoi modelli.

Vengono considerati i problemi di applicazione e funzionamento degli accumulatori ermetici al piombo, i più utilizzati per la ridondanza delle apparecchiature di sicurezza e di allarme antincendio (FSA).

* Tutti i dati e le caratteristiche tecniche utilizzati in questo articolo sono ricavati dalla documentazione per le batterie Fiamm, e corrispondono anche pienamente alle caratteristiche tecniche dei parametri delle batterie prodotte da Cobe e Yuasa.

Gli accumulatori sigillati al piombo (di seguito denominati accumulatori) apparsi sul mercato russo all'inizio degli anni '90, destinati all'uso come fonti di corrente continua per l'alimentazione o apparecchiature di backup per sistemi di allarme antincendio, comunicazioni e videosorveglianza, hanno rapidamente guadagnato popolarità tra utenti e sviluppatori. ... Le batterie più utilizzate sono prodotte dalle seguenti aziende: Power Sonic, CSB, Fiamm, Sonnenschein, Cobe, Yuasa, Panasonic, Vision.

Le batterie di questo tipo presentano i seguenti vantaggi:

Figura 1 - Dipendenza del tempo di scarica della batteria dalla corrente di scarica

• tenuta, assenza di emissioni nocive nell'atmosfera;
• non è necessaria la sostituzione dell'elettrolito e il rabbocco dell'acqua;
• la capacità di operare in qualsiasi posizione;
• non provoca corrosione delle apparecchiature OPS;
• resistenza senza danni alla scarica profonda;
• bassa autoscarica (inferiore allo 0,1%) della capacità nominale al giorno a una temperatura ambiente di più 20 ° C;
• mantenimento delle prestazioni a più di 1000 cicli di scarica del 30% e oltre 200 cicli di scarica completa;
• la possibilità di stoccaggio in uno stato di carica senza ricarica per due anni a una temperatura ambiente di più 20 ° C;
• la capacità di ripristinare rapidamente la capacità (fino al 70% in due ore) durante la ricarica di una batteria completamente scarica;
• facilità di carica;
• durante la manipolazione dei prodotti non sono necessarie precauzioni (poiché l'elettrolita è in forma di gel, non vi è perdita di acido se la custodia è danneggiata).

Figura 2 - Dipendenza della capacità della batteria dalla temperatura ambiente

Una delle caratteristiche principali è la capacità della batteria C (il prodotto della corrente di scarica A e il tempo di scarica h). La capacità nominale (il valore è indicato sulla batteria) è pari alla capacità data dalla batteria durante una scarica di 20 ore ad una tensione di 1,75 V su ciascuna cella. Per una batteria da 12 volt contenente sei celle, questa tensione è 10,5 V. Ad esempio, una batteria con una capacità nominale di 7 Ah fornisce un funzionamento per 20 ore con una corrente di scarica di 0,35 A. da 20 ore, la sua capacità reale sarà diversa da quello nominale. Quindi, con una corrente di scarica superiore a 20 ore, la capacità reale della batteria sarà inferiore alla nominale ( immagine 1).

La capacità della batteria dipende anche dalla temperatura ambiente ( immagine 2).
Tutte le aziende manifatturiere producono batterie di due valori: 6 e 12 V con una capacità nominale di 1,2 ... 65,0 A * h.

UTILIZZO DELLE BATTERIE

Quando si utilizzano le batterie, è necessario rispettare i requisiti per la loro scarica, carica e conservazione.

1. Batteria scarica

Quando la batteria è scarica, la temperatura ambiente deve essere mantenuta nell'intervallo da meno 20 (per alcuni tipi di batterie da meno 30 ° C) a più 50 ° C. Un intervallo di temperatura così ampio consente di installare le batterie in ambienti non riscaldati senza riscaldamento aggiuntivo.
Si sconsiglia di sottoporre la batteria a una scarica "profonda", poiché ciò può comportare il suo danneggiamento. V Tabella 1 vengono forniti i valori della tensione di scarica ammissibile per vari valori della corrente di scarica.

Tabella 1

La batteria deve essere caricata immediatamente dopo la scarica. Ciò è particolarmente vero per una batteria che è stata completamente scarica. Se la batteria è scarica per un lungo periodo di tempo, è possibile una situazione in cui sarà impossibile ripristinarne completamente la capacità.

Alcuni sviluppatori di alimentatori con batteria integrata impostano la tensione di interruzione della batteria quando viene scaricata estremamente bassa (9,5 ... 10,0 V), cercando di aumentare il tempo di funzionamento in riserva. In effetti, l'aumento della durata del suo lavoro in questo caso è insignificante. Ad esempio, la capacità residua della batteria quando viene scaricata con una corrente da 0,05 C a 11 V è il 10% del nominale e quando viene scaricata con una corrente elevata, questo valore diminuisce.

2. Collegamento di più batterie

Per ottenere valori nominali di tensioni superiori a 12 V (ad esempio 24 V), utilizzate per dispositivi di comando di back-up e rilevatori per aree aperte, è consentito collegare più batterie in serie. In questo caso, dovrebbero essere osservate le seguenti regole:

• È necessario utilizzare lo stesso tipo di batterie dello stesso produttore.
• Non è consigliabile collegare batterie con una differenza di fuso orario superiore a 1 mese.
• È necessario mantenere la differenza di temperatura tra le batterie entro 3°C.
• Si consiglia di mantenere la distanza richiesta (10 mm) tra le batterie.

3. Conservazione

È consentito conservare le batterie a temperature ambiente da meno 20 a più 40 ° C.

Figura 3 - Dipendenza della variazione della capacità della batteria dal tempo di conservazione a diverse temperature

Le batterie fornite dai produttori quando sono completamente cariche hanno una corrente di autoscarica abbastanza bassa, tuttavia, durante lo stoccaggio a lungo termine o utilizzando una modalità di carica ciclica, la loro capacità può diminuire ( immagine 3). Quando si conservano le batterie, si consiglia di ricaricarle almeno una volta ogni 6 mesi.

4. Carica della batteria

Figura 4 - Dipendenza della durata della batteria dalla temperatura ambiente

La batteria può essere caricata a temperature ambiente da 0 a più 40°C.
Quando si carica la batteria, non riporla in un contenitore ermeticamente chiuso, poiché potrebbero fuoriuscire gas (se caricata con una corrente elevata).

SCEGLIERE UN CARICABATTERIE

Figura 5 - Dipendenza della variazione della capacità relativa della batteria dalla vita utile in modalità di carica tampone

La necessità della corretta scelta di un caricabatterie è dettata dal fatto che una carica eccessiva non solo ridurrà la quantità di elettrolita, ma porterà ad un rapido guasto delle celle della batteria. Allo stesso tempo, una diminuzione della corrente di carica porta ad un aumento della durata della carica. Ciò non è sempre auspicabile, soprattutto quando si esegue il backup di apparecchiature di allarme antincendio in strutture in cui si verificano spesso interruzioni di corrente,
La durata della batteria dipende fortemente dai metodi di ricarica e dalla temperatura ambiente ( Figure 4, 5, 6).

Modalità di carica tampone

Figura 6 - Dipendenza del numero di cicli di scarica della batteria dalla profondità di scarica *% mostra la profondità di scarica per ogni ciclo della capacità nominale, presa come 100%

Nella modalità di carica tampone, la batteria è sempre collegata a una fonte di corrente costante. All'inizio della carica, la sorgente funziona come limitatore di corrente, alla fine (quando la tensione della batteria raggiunge il valore richiesto) - inizia a funzionare come limitatore di tensione. Da questo momento la corrente di carica inizia a diminuire e raggiunge un valore che compensa l'autoscarica della batteria.

Modalità di carica ciclica

La modalità di ricarica ciclica carica la batteria e poi la scollega dal caricabatterie. Il successivo ciclo di carica viene effettuato solo dopo che la batteria si è scaricata o dopo un certo tempo per compensare l'autoscarica. Le specifiche di carica della batteria sono fornite in Tavolo 2.

Tavolo 2

Nota - Il coefficiente di temperatura non deve essere preso in considerazione se la carica scorre a una temperatura ambiente di 10 ... 30 ° C.

Sul Figura 6 mostra il numero di cicli di scarica a cui può essere sottoposta la batteria, a seconda della profondità di scarica.

Aumenta la carica della batteria

È consentito eseguire una carica accelerata della batteria (solo per una modalità di carica ciclica). Questa modalità è caratterizzata dalla presenza di circuiti di compensazione della temperatura e dispositivi di protezione della temperatura incorporati, poiché quando scorre una grande corrente di carica, la batteria potrebbe riscaldarsi. Per le caratteristiche della ricarica rapida della batteria, vedere Tabella 3.

Tabella 3

Nota: è necessario utilizzare un timer per impedire la ricarica della batteria.

Per batterie con capacità superiore a 10 Ah, la corrente iniziale non deve superare 1C.
La durata delle batterie sigillate al piombo può essere di 4 ... 6 anni (in base ai requisiti per la ricarica, lo stoccaggio e il funzionamento delle batterie). Inoltre, durante il periodo specificato del loro funzionamento, non è richiesta alcuna manutenzione aggiuntiva.

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La modalità tampone di carica della batteria è la principale nei sistemi energetici alternativi. Le prestazioni dell'intero sistema, l'affidabilità e la durata dell'apparecchiatura dipendono dalla corretta impostazione e modalità di utilizzo dell'apparecchiatura del sistema di ricarica.

Quando vengono utilizzati in sistemi di alimentazione di energia alternativa come accumulatori di energia elettrica delle batterie, ci sono alcune difficoltà. Ciò è dovuto al fatto che la fornitura di energia elettrica dalle turbine eoliche dei pannelli solari è irregolare. Pertanto, non è sempre possibile fornire la corrente di carica richiesta per le batterie per interrompere la carica dopo un certo tempo predeterminato. Per tali sistemi, viene utilizzata una modalità tampone di carica delle batterie, quando un caricabatterie è costantemente collegato alle batterie e uno o più consumatori di energia elettrica possono essere collegati in qualsiasi momento. La ricarica tampone viene solitamente utilizzata per l'accensione di emergenza e per appianare i picchi di carico a bassa potenza. Nell'energia alternativa, la modalità tampone della carica della batteria svolge funzioni leggermente diverse, fornendo alimentazione al sistema con un'alimentazione intermittente di energia per caricare le batterie e fornendo la quantità di energia richiesta con un consumo energetico irregolare da parte dei consumatori.

Diamo uno sguardo più da vicino al diagramma sopra e al funzionamento della modalità di carica del buffer, i suoi vantaggi e svantaggi. Una caratteristica importante di questa modalità è che la tensione di uscita del caricabatterie è impostata di circa 0,05 V - 0,1 V superiore alla tensione massima per una batteria carica e il valore di questa tensione dipenderà dal tipo specifico di batteria. Anche batterie ad acido di tipo diverso possono avere tensioni di carica finale diverse e la tensione ottimale cambia leggermente al variare della temperatura della batteria. Quando il carico R n è scollegato, la carica procede come segue: EMF del caricatore E z supera l'EMF della batteria E a ed è diretto in senso opposto alla tensione della batteria. La somma delle cadute di tensione nel circuito di carica è uguale alla somma algebrica dell'EMF di questo circuito. Di conseguenza, la corrente di carica dipenderà dalla differenza di EMF del caricabatterie e dalla resistenza totale del circuito costituito dalla resistenza interna del caricabatterie e della batteria.

La resistenza interna del caricabatterie R s e della batteria R a sarà considerata pressoché costante. Pertanto, l'entità della corrente di carica dipenderà dalla differenza di EMF. Le resistenze interne sono di valore ridotto, quindi se la batteria è scarica, la corrente di carica può diventare superiore a quella consentita per una particolare batteria o caricabatteria. Pertanto, i caricabatterie vengono eseguiti secondo uno schema con una limitazione di corrente massima e vengono utilizzati per batterie di un determinato tipo e capacità. Man mano che la batteria viene caricata, la differenza di EMF, e quindi la corrente di carica, diminuirà. Pertanto, il processo di ricarica della batteria rallenterà, indipendentemente dalla potenza in questo momento che la fonte di energia alternativa è in grado di fornire e può durare fino a diversi giorni.

Se la tensione impostata sul caricabatterie è sovrastimata, dopo la fine del processo di carica chimica, l'energia elettrica andrà a riscaldare la batteria e a decomporre l'acqua in idrogeno e ossigeno. Per le batterie revisionate, ciò comporterà una rapida diminuzione del livello dell'elettrolito. La maggior parte delle batterie esenti da manutenzione sono prodotte con la capacità di recuperare idrogeno e ossigeno nell'acqua, ma questo sistema è limitato. Se una batteria esente da manutenzione rilascia periodicamente un aumento della pressione del gas attraverso la valvola, ciò porta all'essiccazione dell'elettrolita, al rapido invecchiamento e al guasto delle batterie.

Le fonti di energia alternative potrebbero non generare sempre energia sufficiente per caricare la batteria. Se il generatore eolico produce una tensione inferiore alla tensione delle batterie, la carica non si verifica. Il circuito del caricabatterie deve proteggere la batteria dallo scaricamento attraverso il caricabatterie e l'alternatore.

Considera la modalità di scarica della batteria in assenza di corrente di carica:

In questa modalità, secondo la figura, l'interruttore SA1 è aperto e l'interruttore SA2 è chiuso. La corrente di scarica dipenderà dall'EMF della batteria e dalla somma della resistenza interna ed esterna ed è determinata dalla formula:

La tensione ai terminali della batteria 1 e 2 sarà uguale all'EMF della batteria meno la caduta di tensione attraverso la resistenza interna:

U = E a - R a I n

La corrente attraverso il carico e la resistenza interna sono le stesse. La resistenza interna della batteria è piccola e la corrente dipende principalmente dal valore della resistenza di carico. Minore è la resistenza di carico, maggiore è il consumo di corrente e maggiore è l'entità della caduta sulla resistenza interna e minore è la tensione ai terminali della batteria 1 e 2.

Consideriamo ora la modalità di funzionamento simultaneo del caricabatterie e del carico della batteria, quando i contatti SA1 e SA2 sono chiusi.

Se, durante la carica della batteria, viene collegato un carico, che consuma una piccola corrente rispetto alla corrente di carica, allora una parte minore della corrente andrà a caricare la batteria. Con una diminuzione graduale della resistenza di carico e un aumento della corrente consumata, la corrente di carica della batteria diminuirà e ad un certo valore si fermerà. La corrente consumata dal caricabatterie aumenterà, il che porterà a un leggero calo di tensione al valore dell'EMF della batteria. Se la corrente proveniente dal caricabatterie è inferiore o uguale alla corrente consumata dal carico, in questa modalità l'energia può essere consumata per un tempo molto lungo. Un ulteriore aumento del consumo di corrente porterà al fatto che la caduta di tensione aumenterà ancora e la batteria inizierà a cedere l'energia precedentemente immagazzinata. La batteria assume il sovraccarico di picco. Il funzionamento a lungo termine in questa modalità può portare a una scarica profonda della batteria, a seguito della quale l'EMF della batteria diminuisce. Una scarica troppo profonda della batteria riduce significativamente la sua durata, quindi è meglio collegare il carico tramite un convertitore o un altro dispositivo in grado di scollegare automaticamente il carico quando la tensione scende al di sotto del livello consentito. Non è auspicabile che le batterie ad acido rimangano scariche per lungo tempo.

Quando si utilizza la modalità di carica tampone, è necessario monitorare il flusso di energia dalla fonte ed è consigliabile tener conto che in un momento in cui la fonte di energia è in grado di fornire una grande quantità di energia, ma questa energia non è consumato, quindi quando le batterie sono cariche, l'energia non si accumula, il che significa che viene irrimediabilmente persa ... In assenza di erogazione di energia da una fonte, ad esempio un mulino a vento, il consumo di energia deve essere ridotto o interrotto per non scaricare le batterie oltre la norma consentita, e anche per avere un margine in caso di lunghe interruzioni dell'alimentazione di energia.

Siamo tutti abituati ai benefici della civiltà e quando una delle comodità scompare, una persona prova un forte disagio. La maggior parte di loro a volte perde elettricità, poiché lo stato della rete elettrica nella maggior parte delle città è molto vecchio e gli incidenti si verificano abbastanza spesso. Dopo essere stato di nuovo seduto al buio per 4 ore, ho deciso che dovevo fare qualcosa... E la decisione è arrivata abbastanza rapidamente. Batteria 12V 7Ah, questi sono utilizzati nei gruppi di continuità per computer, un piccolo circuito che supporterà questa batteria, sempre in uno stato di carica, un pezzo di striscia LED e un connettore per un router (noioso senza Internet), un laptop e un tablet, grazie a Dio, ha la sua batteria ... E questo è tutto, ora abbiamo qualcosa da fare senza una fornitura elettrica centrale ...
Il circuito di carica mantiene la batteria in modalità tampone, cioè alla batteria viene sempre fornita una tensione di un certo livello, che la mantiene in uno stato di carica. I produttori scrivono sulla custodia esattamente quale tensione è necessaria per la batteria. Di solito si trova nell'intervallo 13,5 - 13,8 volt. Sotto questa tensione, la batteria può essere collegata in modo permanente alla rete.

Il circuito del caricabatterie è costituito da un trasformatore di rete, un regolatore di tensione sul microcircuito LM317 e una batteria. Tutto è montato su un piccolo circuito stampato, il microcircuito lm317 deve essere installato su un radiatore.

L'impostazione consiste nell'impostare la tensione all'uscita del caricabatterie su 13,5 - 13,8 volt. Per alimentare il router, ho inoltre impostato il rullo a 9 volt. Con una capacità della batteria di 7Ah. metro di striscia led bianca e il router ha funzionato per più di 4 ore, non più testato, le luci di solito si accendono...
Scarica diagramma, file PCB, gruppo di continuità di emergenza

Il caricabatteria tampone (BZU) è una sorgente di tensione stabilizzata con un limitatore di corrente in uscita. La tensione all'uscita del BZU corrisponde alla tensione sulla batteria carica. Se una batteria che richiede la ricarica è collegata a un tale dispositivo, la corrente di carica sarà determinata dalla differenza di tensione sulla batteria e all'uscita del BZU, nonché dalla resistenza interna della batteria. Durante la carica, la corrente di carica diminuisce fino a diventare uguale alla corrente di autoscarica della batteria. La batteria può rimanere in questo stato per un tempo illimitato - durante l'intero periodo di funzionamento. Se una batteria molto scarica o difettosa (contenente piastre cortocircuitate) è collegata alla BZU, la corrente di carica può aumentare notevolmente. Per evitare che superi i valori di sicurezza, nella RAM è presente un limitatore di corrente in uscita.

La carica del buffer di accumulo al piombo è ampiamente utilizzata nei gruppi di continuità. L'esperienza operativa di tali fonti, nonché le raccomandazioni dei produttori di batterie per loro, indicano che la carica tampone ha un effetto molto vantaggioso sulla durata delle batterie al piombo.

La ricarica tampone delle batterie per auto non si è diffusa per diversi motivi. La ricarica completa di una batteria molto scarica dal BZU richiede più tempo della normale ricarica. Variazioni significative della corrente di carica, caratteristica della carica tampone, non corrispondono alle raccomandazioni dei produttori di batterie, che solitamente suggeriscono di caricare la batteria con una corrente stabile, numericamente pari a un decimo della capacità della batteria. L'ostacolo principale nel modo di produrre e utilizzare un BZU è che questo dispositivo deve funzionare costantemente se l'auto su cui è installata la batteria ricaricabile è in garage. Questo requisito impone ai circuiti e al design del BZU maggiori requisiti di affidabilità, nonché di sicurezza elettrica e antincendio.

Le domande relative all'opportunità di utilizzare un BZU con batterie per auto e la dipendenza della loro durata dalla modalità di ricarica esulano dallo scopo di questo articolo. Notiamo solo che la modalità BCD è utilizzata in molti caricabatterie di marca per batterie per auto. Passano automaticamente alla modalità RAM al termine della ricarica della batteria con una corrente stabile e rimangono in questa modalità fino a quando la batteria non viene scollegata. Inoltre, secondo l'autore, i produttori di batterie non sono troppo interessati a prolungare la vita dei loro prodotti. A tal proposito, la modalità di ricarica da loro consigliata non è da ritenersi l'unica possibile.

Per l'autore, la batteria di accumulatori 6ST-55 dell'impianto di accumulatori di Podolsk è in funzione da 13 anni. L'auto su cui è stata installata è stata utilizzata tutto l'anno ed è stata conservata in un garage non riscaldato. Durante l'intera vita di servizio, la batteria è stata collegata al BZU, che è stato spento solo per la durata dei viaggi.

La vista esterna del BZU è mostrata nella foto.

Sul pannello superiore del dispositivo è presente un pulsante per l'interruttore di alimentazione. A destra del pulsante, sotto il tappo a vite, c'è l'asse di un resistore variabile che consente di regolare la tensione di uscita del BZU. Inoltre, a destra del resistore variabile, c'è il connettore di uscita. Sul pannello frontale è presente una finestra rivestita in plexiglass, dietro la quale è presente un display per la misurazione della corrente e della tensione in uscita, oltre a due led verdi che segnalano lo stato di salute del BZU. A destra della finestra c'è una tabella contenente un numero di valori della tensione di uscita del CCD, che dovrebbe essere impostata in base alla temperatura nel garage. Le proprietà delle batterie al piombo sono tali che a temperature elevate, la tensione all'uscita del BZU dovrebbe essere ridotta e, a basse temperature, aumentata. Il coefficiente di temperatura per una batteria al piombo con una tensione nominale di 12 Volt secondo varie sorgenti varia da -30 a -15 mV/°C. La tabella si basa su un valore di -20 mV/°C.

La figura seguente mostra lo schema elettrico del BZU.

L'autore si è ripetutamente assicurato che l'affidabilità del funzionamento dei prodotti a bobina - motori elettrici, trasformatori, relè, ecc., Azionati in stanze non riscaldate, fosse significativamente ridotta. Di norma, la causa dei guasti è la formazione di spire in cortocircuito. Apparentemente ciò è dovuto all'elevata umidità e alle forti cadute di temperatura, che contribuiscono alla distruzione dell'isolamento della vernice del filo di avvolgimento. Per aumentare l'affidabilità, questo dispositivo utilizza due trasformatori di potenza, i cui avvolgimenti sono collegati in serie. Con una tale connessione, il circuito da giro a giro in nessuno dei trasformatori non causa un'emergenza: un aumento significativo delle correnti negli avvolgimenti, surriscaldamento, ecc. Inoltre, in questo caso, il BZU non perde le sue prestazioni: continua a mantenere la batteria carica. I led HL1 e HL2 segnalano lo stato di salute dei trasformatori. Se uno di essi smette di accendersi, è necessario riparare o sostituire il trasformatore corrispondente. Se si verifica un guasto in entrambi i trasformatori, il consumo di corrente può aumentare. Può anche verificarsi il surriscaldamento degli avvolgimenti del trasformatore. In questo caso intervengono i fusibili FU2,3 oi fusibili termici FU1, FU4.

La stabilizzazione della tensione e la limitazione della corrente di carica sono fornite dal microcircuito DA1 - LM317. I microcircuiti di questo tipo hanno una protezione integrata contro un aumento della corrente di uscita a valori superiori a 2,5 A, protezione contro un cortocircuito in uscita e anche protezione contro il surriscaldamento. Il circuito di commutazione DA1 differisce dal tipico solo nel modo di regolare la tensione di uscita. In questo caso, la tensione di uscita è regolata nell'intervallo 11 ... 17 Volt utilizzando un resistore R7. In caso di perdita di contatto in questo resistore, la corrente all'uscita del BZU diminuirà fino a zero e non aumenterà al livello dell'operazione di protezione della corrente, come sarebbe accaduto con il normale metodo di regolazione della tensione di uscita ( resistore variabile tra il 1 ° pin del microcircuito e il filo comune).

Durante il funzionamento del BZU, potrebbe verificarsi un'interruzione di corrente. In questo caso, la corrente di scarica della batteria attraverso il BZU dovrebbe essere minima, significativamente inferiore alla corrente di autoscarica. Ciò si ottiene utilizzando una chiave VT1 e un diodo VD5. Quando l'alimentazione di rete è disattivata, sia il transistor VT1 che il diodo VD5 sono bloccati. L'interruttore VT1 interrompe il circuito per la corrente di scarica attraverso il divisore R5 - R8 e il diodo VD5 scollega il condensatore elettrolitico C2 dalla batteria, che ha una capacità significativa e, possibilmente, una notevole corrente di dispersione. Di conseguenza, la corrente di scarica della batteria per il BZU scollegato dalla rete è di circa 20 μA. Questa corrente è determinata principalmente dalla resistenza di ingresso del voltmetro collegato all'uscita del BZU.

Il diodo VD8 protegge la RAM in caso di errore di polarità della batteria collegata. In questo caso il fusibile FU5 si brucerà, dopo la sostituzione il fusibile ripristinerà le prestazioni del dispositivo. Se si esclude un tale errore, questo diodo può essere omesso.

Un alimentatore ausiliario con una tensione di uscita di circa 8 V, montato sugli elementi VD3 e C3, serve ad alimentare un misuratore di corrente e tensione digitale collegato all'uscita del caricatore. Genera inoltre un segnale che apre la chiave VT1 in presenza di tensione nella rete di alimentazione. Se viene tolta la tensione di rete, il condensatore C3 si scarica rapidamente a zero grazie al resistore R4.

Come misuratore di corrente e tensione digitale, l'autore ha utilizzato un dispositivo ampiamente utilizzato venduto nei negozi online con il nome di "100V 10A Voltmetro Amperometro LED Dual Digital Volt Amp Meter". Poiché i produttori non forniscono sempre uno schema elettrico e la codifica a colori dei terminali può differire da quella riportata nella descrizione, si propone di collegare il misuratore alla RAM secondo la numerazione dei pin riportata nella foto successiva.

Quando si utilizza lo strumento, è necessario tener conto della sua peculiarità. Se la corrente misurata è inferiore a 50 mA, il display digitale mostrerà una lettura zero "0,00 A". Secondo l'autore, questo inconveniente è ampiamente compensato dalla disponibilità del dispositivo e dal suo prezzo basso - circa 3 USD. Ci sono anche contatori più precisi in vendita che non hanno questo inconveniente, ma il loro costo è notevolmente più alto.

L'aspetto del dispositivo con la cover rimossa è mostrato nella foto seguente.

Tutti gli elementi si trovano all'interno della custodia in metallo. I fusibili termici FU1 e FU4 sono incollati con colla resistente al calore rispettivamente ai trasformatori T1 e T2. I fusibili FU2 e FU3 si trovano nella spina di rete. Per aumentare l'affidabilità, tutti i fusibili sono installati senza raccordi: vengono saldati nelle interruzioni dei fili corrispondenti, seguiti dall'isolamento con un tubo termoretraibile. Il radiatore per il microcircuito DA1 e il ponte a diodi VD4 è una piastra di alluminio. Tra il microcircuito e la piastra, dovrebbe essere posata la mica o un altro isolante a bassa resistenza termica. La piastra in alluminio, a sua volta, è avvitata al corpo metallico. Per ridurre ulteriormente la resistenza termica, è stata utilizzata la pasta KPT-8. Il resistore R7, con il quale viene regolata la tensione di uscita, deve essere protetto da influenze accidentali. L'autore ha utilizzato un resistore a filo del tipo PP3-40 come R7.

Il debug del dispositivo consiste nella selezione dei resistori R1 e R2 per garantire la stessa luminosità dei LED HL1 e HL2. La selezione di questi resistori può essere necessaria se i parametri dei trasformatori T1 e T2 differiscono in modo significativo. In questo caso, le tensioni tra di loro in modalità inattiva potrebbero essere distribuite in modo non uniforme. All'aumentare del carico, le tensioni sui trasformatori si equalizzano.

Un prerequisito per il funzionamento sicuro del BZU è la messa a terra affidabile del suo corpo.

Per collegare il BZU a una batteria per auto, è conveniente utilizzare la presa dell'accendisigari, se non si spegne quando si rimuove la chiave di accensione. In caso contrario, sarà necessario installare un connettore speciale per BZU. Il design del connettore deve escludere il collegamento con polarità errata. Un fusibile da 5 A deve essere installato nel filo che collega il terminale positivo della batteria al connettore.

La scelta corretta della tensione di uscita su cui è sintonizzato il BZU è molto importante per il buon funzionamento della batteria e del caricabatterie. Se la tensione è inferiore al valore ottimale, la batteria non sarà completamente carica. La sovratensione può far evaporare gradualmente l'elettrolita e ridurre la durata della batteria. I produttori di solito non indicano la tensione ottimale per la modalità di carica tampone delle batterie delle auto. È possibile effettuare una scelta in base alla tensione nel sistema di cablaggio dell'auto, da 13,8 V a 14,5 V. Per la carica tampone, è meglio scegliere un valore vicino al limite inferiore di questo intervallo. Puoi anche prendere come base i parametri della modalità di stoccaggio (modalità buffer) di uno dei caricabatterie automatici prodotti dall'industria. Ad esempio, nella descrizione dei caricabatterie della famiglia "Vympel", un frammento della tabella da cui è riportato nell'appendice di questo articolo, la tensione è 13,4 - 13,8 V. Attualmente, l'autore utilizza un BZU con un mantenimento- batteria ricaricabile gratuita di tipo convenzionale (non AGM). A 20 ° C, la tensione è impostata su 13,7 V. I valori di tensione per altre temperature possono essere presi dalla tabella sul pannello frontale del dispositivo (vedi 1a foto).

Elenco dei radioelementi

Designazione	Un tipo	Denominazione	Quantità	Nota	Punto	Il mio blocco note
T1, T2	Trasformatore	TN46	2			nel blocco note
FU1, FU4	Fusibile termico	TZ D 105	2			nel blocco note
FU2, FU3	Fusibile fusibile	1 AT	2			nel blocco note
FU5	Fusibile fusibile	5A	1			nel blocco note
SB1	Interruttore	P2KA3	1	pulsante		nel blocco note
VD1, VD2, VD6, VD7	Diodo raddrizzatore	1N4007	4			nel blocco note
VD3	ponte a diodi	RC207	1	ponte		nel blocco note
VD4	Diodo raddrizzatore	KBU6B	1	ponte		nel blocco note
VD5, VD8	Diodo	KD213A	2			nel blocco note
HL1, HL2	Diodo ad emissione luminosa	L1154GT	2			nel blocco note
VT1	Transistor MOSFET	BS170	1			nel blocco note
DA1	Regolatore lineare	LM317	1			nel blocco note
R1, R2, R8	Resistore