Durata de viață a tuturor bateriilor reîncărcabile, fără excepție, este dictată de mai mulți factori: calitatea bateriei în sine, materialele folosite, tipul de model... Dar cel mai important, decisiv factor este încărcarea corectă a bateriei, despre care nu toți utilizatorii de baterii moderne știu.
Vom dedica o scurtă trecere în revistă procesului de încărcare a bateriei, vom stabili regulile de bază, caracteristicile de încărcare a bateriei, creând un fel de instrucțiuni despre caracteristicile de încărcare ale modelelor moderne.
Principii generale de funcționare a bateriei
Primul pas este dezmințirea cunoscutului mit. Mulți utilizatori de baterii, „specialiști” în magazine, serviciile repetă constant aceeași mantră: pentru ca bateria să funcționeze corect și stabil, aceasta trebuie să fie complet descărcată înainte de utilizare, apoi încărcată complet. Astfel de „experți” merg și mai departe, susținând că pentru o funcționare stabilă, pe termen lung, bateriile trebuie descărcate în mod regulat.
Toate acestea sunt doar un mit, dacă nu mai ascuțit. Bateriile, fără excepție, de toate tipurile vă vor dura mai mult dacă suferă cât mai puține descărcări posibil. Procesul de descărcare distruge grilele de electrozi din interiorul unei baterii de înaltă calitate, care încep să se deformeze. Pentru variantele de model de calitate scăzută realizate din materiale de calitate a doua, astfel de „shock shakes” pot fi eficiente. Farfuriile lor sunt cat se poate de murdare. Dacă nu efectuați descărcări periodice, murdăria poate deteriora complet bateria.
Cu toate acestea, folosind modele moderne de înaltă calitate, este foarte important ca bateria să funcționeze cu o încărcare constantă (așa-numitul mod tampon).
Moduri de bază de operare
Pentru a face mai ușor de înțeles descrierea procesului de încărcare, ar trebui să clarificați inițial următoarea situație: în ce mod funcționează bateria dvs.? Există două moduri principale:
- modul tampon: principiul de funcționare se bazează pe următoarele - modelul este sub „alimentare” constantă din rețea. Când sursa de alimentare este deconectată, aceasta își dă propria încărcare echipamentului. Dacă sursa de alimentare este conectată din nou, bateria începe să se reîncarce. Acest mod este cel mai potrivit pentru modelele moderne. De exemplu, durata de viață a unei baterii tampon AGM (la o temperatură de aproximativ douăzeci de grade) este de doisprezece ani. Cea mai tipică utilizare a modului tampon este sursele moderne de alimentare;
- modul ciclic: aici modelele sunt complet descărcate, încărcate cel puțin o dată pe zi. Mai mult, durata lor de viață este măsurată nu în timp, ci printr-un număr predeterminat de cicluri. Termenul de funcționare este dictat suplimentar de adâncimea procesului de descărcare.
Un exemplu de utilizare a modului ciclic sunt mașinile moderne de spălat, mașinile mobile de cafea, mașinile de divertisment pentru copii. Uneori, „experții” moderni oferă baterii de pornire utilizate de șoferi într-un set de echipamente similare. Argumentul lor este ieftinitatea modelelor. Să dezmințim acest mit. Opțiunile de pornire sunt eficiente numai în timpul înfășurării inițiale a vehiculului, după care bateria este alimentată de alternator. Astfel de modele sunt echipate cu plăci cu electrozi destul de subțiri, prin urmare, aparatele de cafea sau unitățile de curățare a podelei cu descărcări constante nu acceptă opțiuni de model de pornire, își vor încheia existența în câteva luni.
Instrucțiuni de încărcare a bateriei
Să trecem la caracteristicile încărcării bateriei. Să începem să luăm în considerare primul mod, cel mai acceptabil mod de multe modele - modul tampon. Bateriile moderne sunt fabricate în așa fel încât tensiunea nominală a unei celule să fie de 2V, dar acest număr este instabil - indicatorii pot varia. De obicei, în scopuri casnice, se folosesc baterii care conțin trei celule (6V) sau șase (12V).
Încărcarea bateriei: modul „tampon”.
Pentru a încărca corect bateria în modul tampon, este necesar să setați tensiunea de încărcare la nivelul de 2,27 - 2,30V pentru fiecare celulă. Într-o baterie de șase volți, tensiunea va fi 6,8 - 6,9, o baterie cu șase celule - un indicator de 13,6 - 13,8V.
Curentul de încărcare trebuie limitat. Ar trebui să fie de 30% din capacitatea nominală a bateriei, măsurată în amperi (indicatorul este luat pentru 10 ore de funcționare a bateriei). De exemplu, o baterie de 100 Ah trebuie încărcată fără a depăși 30 A. Bateriile cu gel sunt „limitate” puțin mai puțin - 20%.
Încărcarea bateriei în modul ciclic
Să trecem la următorul mod de lucru - ciclic. Aici, parametrii noștri de tensiune de încărcare se modifică oarecum. Celula de doi volți trebuie încărcată folosind o tensiune de încărcare de 2,4 - 2,45 V. Un de șase volți cu trei celule ar trebui reîncărcat la 7,2 - 7,35 V. Bateriile de 12V au acest parametru la 14,1V. Parametrii sunt relevanți pentru bateriile cu tehnologie AGM.
Modelele cu gel reduc puțin parametrii: modele de doi volți - 2,35 V, șase volți - 7,05 V, doisprezece volți - 14,1 V.
Ambele modele ar trebui să fie încărcate cu un curent de încărcare de 20% din capacitatea bateriei. Pentru modelele cu o capacitate de 100 Ah, acest parametru va fi 20A.
Timp de încărcare a bateriei
Durata procesului de încărcare a bateriei depinde de gradul de descărcare al modelului. În primul rând, bateria este încărcată într-un mod accelerat, așa-numitul „booster”. Apoi curentul de încărcare scade treptat, ca urmare, atinge un minim atunci când bateria este complet încărcată.
O scădere a curentului de încărcare de până la 2-3 mA pentru fiecare amperi-oră de capacitate a bateriei este criteriul pentru o încărcare completă. De exemplu, pe bateriile cu o capacitate de 100 Ah, această cifră va fi de 200-300 mA. Pentru a aduce încărcarea bateriei la sută la sută, procesul ar trebui continuat la curenți atât de scăzuti timp de aproximativ o oră.
Timpul de încărcare al modului ciclic este de aproximativ zece ore, în timp ce, după cum înțelegem, bateria este complet descărcată. Modul tampon, o încărcare completă poate fi efectuată de la treizeci la patruzeci și opt de ore.
Caracteristici suplimentare
Un factor important în încărcarea corectă este „suprasaturarea”. Bateria trebuie să fie dată undeva cu douăzeci la sută mai mult decât este indicat în parametrul „capacitate nominală”. Bateria va funcționa într-un mod mai stabil, oferind mai multă energie.
Temperatura de încărcare recomandată este de la douăzeci până la douăzeci și cinci de grade. La temperaturi mai scăzute, procesul de încărcare durează mult mai mult. Dacă încărcați bateria la o temperatură de aproximativ zero grade, un astfel de proces practic nu are sens - bateria nu va fi încărcată. Uneori, încărcătoarele au o funcție de compensare termică care permite dispozitivului să comute tensiunile în funcție de schimbările de temperatură. Astfel de modele sunt cea mai potrivită opțiune pentru un climat instabil.
Astfel, respectând toate regulile de încărcare a bateriilor moderne, puteți crește semnificativ durata de viață a modelelor dumneavoastră.
Sunt luate în considerare problemele de aplicare și funcționare a bateriilor de stocare etanșe plumb-acid, cele mai utilizate pentru redundanța echipamentelor de securitate și alarmă de incendiu (FSA).
* Toate imaginile și caracteristicile tehnice utilizate în acest articol sunt date din documentația pentru bateriile Fiamm și, de asemenea, corespund pe deplin caracteristicilor tehnice ale parametrilor bateriilor produse de Cobe și Yuasa.
Bateriile de stocare sigilate cu plumb-acid (denumite în continuare acumulatori) care au apărut pe piața rusă la începutul anilor 90, destinate utilizării ca surse de curent continuu pentru alimentarea cu energie electrică sau echipamente de rezervă pentru alarmă de incendiu, comunicații și supraveghere video, au câștigat rapid popularitate în rândul utilizatori și dezvoltatori.... Cele mai utilizate baterii sunt produse de următoarele companii: Power Sonic, CSB, Fiamm, Sonnenschein, Cobe, Yuasa, Panasonic, Vision.
Bateriile de acest tip au următoarele avantaje:
Figura 1 - Dependența timpului de descărcare a bateriei de curentul de descărcare
- etanșeitate, absența emisiilor nocive în atmosferă;
- înlocuirea electroliților și completarea cu apă nu sunt necesare;
- capacitatea de a opera în orice poziție;
- nu provoacă coroziunea echipamentelor OPS;
- rezistență fără deteriorare la descărcarea profundă;
- autodescărcare scăzută (mai puțin de 0,1%) din capacitatea nominală pe zi la o temperatură ambientală de plus 20 ° C;
- menținerea performanței la mai mult de 1000 de cicluri de descărcare de 30% și peste 200 de cicluri de descărcare completă;
- posibilitatea de stocare în stare încărcată fără reîncărcare timp de doi ani la o temperatură ambientală de plus 20 ° C;
- capacitatea de a restabili rapid capacitatea (până la 70% în două ore) atunci când se încarcă o baterie complet descărcată;
- ușurință de încărcare;
- la manipularea produselor nu sunt necesare măsuri de precauție (întrucât electrolitul este sub formă de gel, nu există scurgeri de acid dacă carcasa este deteriorată).
Figura 2 - Dependența capacității bateriei de temperatura ambiantă
Una dintre caracteristicile principale este capacitatea bateriei C (produsul curentului de descărcare A și timpul de descărcare h). Capacitatea nominală (valoarea este indicată pe baterie) este egală cu capacitatea dată de baterie în timpul unei descărcări de 20 de ore la o tensiune de 1,75 V pe fiecare celulă. Pentru o baterie de 12 volți care conține șase celule, această tensiune este de 10,5 V. De exemplu, o baterie cu o capacitate nominală de 7 Ah asigură funcționarea timp de 20 de ore la un curent de descărcare de 0,35 A. de la 20 de ore, capacitatea sa reală va diferi din cel nominal. Deci, cu un curent de descărcare de peste 20 de ore, capacitatea reală a bateriei va fi mai mică decât cea nominală ( poza 1).
Capacitatea bateriei depinde și de temperatura mediului ambiant ( poza 2).
Toate firmele producătoare produc baterii de două valori: 6 și 12 V cu o capacitate nominală de 1,2 ... 65,0 A * h.
UTILIZAREA BATERIILOR
Atunci când se utilizează baterii, este necesar să se respecte cerințele pentru descărcarea, încărcarea și depozitarea acestora.
1. Descărcare baterie
Când bateria este descărcată, temperatura mediului ambiant trebuie menținută în intervalul de la minus 20 (pentru unele tipuri de baterii de la minus 30 ° C) la plus 50 ° C. O gamă atât de largă de temperatură permite instalarea bateriilor în încăperi neîncălzite fără încălzire suplimentară.
Nu este recomandat să supună bateria la o descărcare „profundă”, deoarece aceasta poate duce la deteriorarea acesteia. V tabelul 1 sunt date valorile tensiunii de descărcare admisibile pentru diferite valori ale curentului de descărcare.
tabelul 1
Bateria trebuie încărcată imediat după descărcare. Acest lucru este valabil mai ales pentru o baterie care a fost descărcată profund. Dacă bateria se află într-o stare descărcată pentru o perioadă lungă de timp, atunci este posibilă o situație în care va fi imposibil să-și refacă complet capacitatea.
Unii dezvoltatori de surse de alimentare cu baterie încorporată stabilesc tensiunea de întrerupere a bateriei atunci când aceasta este descărcată extrem de scăzută (9,5 ... 10,0 V), încercând să mărească timpul de funcționare în rezervă. De fapt, creșterea duratei activității sale în acest caz este nesemnificativă. De exemplu, capacitatea reziduală a bateriei atunci când este descărcată cu un curent de 0,05 C până la 11 V este de 10% din valoarea nominală, iar când este descărcată cu un curent mare, această valoare scade.
2. Conectarea mai multor baterii
Pentru a obține valori nominale ale tensiunilor peste 12 V (de exemplu, 24 V), utilizate pentru dispozitive de control de rezervă și detectoare pentru zone deschise, este permisă conectarea mai multor baterii în serie. În acest caz, trebuie respectate următoarele reguli:
- Trebuie să utilizați același tip de baterii de la același producător.
- Nu este recomandat să conectați bateriile cu o diferență de timp mai mare de 1 lună.
- Este necesar să se mențină diferența de temperatură între baterii la 3 ° C.
- Se recomandă păstrarea distanței necesare (10 mm) între baterii.
3. Depozitare
Este permisă depozitarea bateriilor la temperaturi ambientale de la minus 20 până la plus 40 ° C.
Figura 3 - Dependența modificării capacității bateriei de timpul de stocare la diferite temperaturi
Bateriile furnizate de producători într-o stare complet încărcată au un curent de autodescărcare destul de scăzut, cu toate acestea, în timpul depozitării pe termen lung sau utilizând un mod de încărcare ciclică, capacitatea lor poate scădea ( poza 3). Când depozitați bateriile, se recomandă să le reîncărcați cel puțin o dată la 6 luni.
4. Încărcarea bateriei
Figura 4 - Dependența duratei de viață a bateriei de temperatura ambiantă
Bateria poate fi încărcată la temperaturi ambientale de la 0 la plus 40 ° C.
La încărcarea bateriei, nu o așezați într-un recipient închis ermetic, deoarece se pot degaja gaze (la încărcarea cu un curent mare).
ALEGEREA ÎNCĂRCĂTORULUI
Figura 5 - Dependența modificării capacității relative a bateriei de durata de viață în modul tampon de încărcare
Necesitatea alegerii corecte a unui încărcător este dictată de faptul că o încărcare excesivă nu numai că va reduce cantitatea de electrolit, dar va duce la o defecțiune rapidă a celulelor bateriei. În același timp, o scădere a curentului de încărcare duce la o creștere a duratei de încărcare. Acest lucru nu este întotdeauna de dorit, mai ales atunci când faceți backup la echipamentul de alarmă de incendiu la unități unde apar adesea întreruperi de curent,
Durata de viață a bateriei depinde în mare măsură de metodele de încărcare și de temperatura mediului ambiant ( Figurile 4, 5, 6).
Mod de încărcare tampon
Figura 6 - Dependența numărului de cicluri de descărcare a bateriei de adâncimea de descărcare *% arată adâncimea de descărcare pentru fiecare ciclu al capacității nominale, luată ca 100%
În modul de încărcare tampon, bateria este întotdeauna conectată la o sursă de curent constant. La începutul încărcării, sursa funcționează ca un limitator de curent, la sfârșit (când tensiunea bateriei atinge valoarea necesară) - începe să funcționeze ca un limitator de tensiune. Din acest moment, curentul de încărcare începe să scadă și atinge o valoare care compensează autodescărcarea bateriei.
Mod de încărcare ciclică
Modul de încărcare ciclică încarcă bateria și apoi o deconectează de la încărcător. Următorul ciclu de încărcare se efectuează numai după descărcarea bateriei sau după un anumit timp pentru a compensa autodescărcarea. Specificațiile de încărcare a bateriei sunt date în masa 2.
masa 2
Notă - Coeficientul de temperatură nu trebuie luat în considerare dacă încărcarea curge la o temperatură ambientală de 10 ... 30 ° C.
Pe Figura 6 arată numărul de cicluri de descărcare la care poate fi supusă bateria, în funcție de adâncimea de descărcare.
Îmbunătățiți încărcarea bateriei
Este permisă efectuarea unei încărcări accelerate a bateriei (numai pentru un mod de încărcare ciclică). Acest mod se caracterizează prin prezența circuitelor de compensare a temperaturii și a dispozitivelor de protecție a temperaturii încorporate, deoarece atunci când curge un curent de încărcare mare, bateria se poate încălzi. Pentru caracteristicile încărcării rapide a bateriei, vezi Tabelul 3.
Tabelul 3
Notă - Ar trebui folosit un cronometru pentru a preveni încărcarea bateriei.
Pentru bateriile cu o capacitate mai mare de 10 Ah, curentul inițial nu trebuie să depășească 1C.
Durata de viață a bateriilor sigilate cu plumb poate fi de 4 ... 6 ani (în funcție de cerințele de încărcare, depozitare și funcționare a bateriilor). În plus, în perioada specificată de funcționare a acestora, nu este necesară întreținere suplimentară.
Continuați lectură
Durata de viață a bateriilor de stocare cu plumb sigilate ca parte a echipamentului electronic Merunko Alexander Anatolyevich Director tehnic al LLC „Disc”, Tomsk În prezent, poziția de lider pe piața de consum a surselor secundare de energie (datorită costului lor relativ scăzut) este luată de sigilate acumulatori cu plumb. Sunt folosite ...
Ce capacitate AB aveți nevoie? Atunci când se calculează un sistem de alimentare autonomă, este foarte important să alegeți capacitatea corectă a bateriei. Specialiștii companiei „Your Solnechny Dom” vă vor ajuta să calculați corect capacitatea AB necesară pentru sistemul dumneavoastră de alimentare. Pentru un calcul preliminar, puteți fi ghidat de următoarele simple ...
Modul tampon de încărcare a bateriei este principalul în sistemele de energie alternativă. Performanța întregului sistem, fiabilitatea și durata de viață a echipamentului depind de setarea corectă și modul de utilizare a echipamentului sistemului de încărcare.
Atunci când sunt utilizate în sistemele alternative de alimentare cu energie ca acumulatori de energie electrică a bateriilor, există anumite dificultăți. Acest lucru se datorează faptului că furnizarea de energie electrică de la turbinele eoliene ale panourilor solare este inegală. Prin urmare, nu este întotdeauna posibil să se asigure curentul de încărcare necesar pentru baterii pentru a opri încărcarea după un anumit timp prestabilit. Pentru astfel de sisteme, se utilizează un mod tampon de încărcare a bateriei, atunci când un încărcător este conectat în mod constant la baterii și unul sau mai mulți consumatori de energie electrică pot fi conectați în orice moment. Încărcarea tampon este de obicei utilizată pentru pornirea de urgență și pentru a netezi sarcinile de vârf la sursa de alimentare scăzută. În energia alternativă, modul tampon de încărcare a bateriilor îndeplinește funcții ușor diferite, furnizând alimentarea sistemului cu o sursă intermitentă de energie pentru a încărca bateriile și oferind cantitatea necesară de energie cu un consum inegal de energie de către consumatori.
Să aruncăm o privire mai atentă la diagrama de mai sus și la funcționarea modului de încărcare tampon, avantajele și dezavantajele acestuia. O caracteristică importantă a acestui mod este că tensiunea de ieșire a încărcătorului este setată cu aproximativ 0,05 V - 0,1 V mai mare decât tensiunea maximă pentru o baterie încărcată, iar valoarea acestei tensiuni va depinde de tipul specific de baterie. Chiar și bateriile acide de diferite tipuri pot avea tensiuni finale de încărcare diferite, iar tensiunea optimă se modifică ușor odată cu modificările temperaturii bateriei. Când sarcina R n este deconectată, încărcarea va decurge după cum urmează: EMF a încărcătorului E z depășește EMF a bateriei E a și este direcționată opus tensiunii bateriei. Suma căderilor de tensiune din circuitul de încărcare este egală cu suma algebrică a EMF a acestui circuit. In consecinta, curentul de incarcare va depinde de diferenta de EMF a incarcatorului si de rezistenta totala a circuitului format din rezistenta interna a incarcatorului si a bateriei.
Rezistența internă a încărcătorului R s și a bateriei R a va fi considerată aproape constantă. Prin urmare, mărimea curentului de încărcare va depinde de diferența de EMF. Rezistențele interne au valoare mică, așa că dacă bateria este descărcată, curentul de încărcare poate deveni mai mare decât cel permis pentru o anumită baterie sau încărcător. Prin urmare, încărcătoarele sunt realizate conform unei scheme cu o limitare maximă a curentului și sunt utilizate pentru baterii de un anumit tip și capacitate. Pe măsură ce bateria este încărcată, diferența de EMF și, prin urmare, curentul de încărcare, va scădea. Prin urmare, procesul de încărcare a bateriei va încetini, indiferent de ce putere în acest moment este capabilă să furnizeze sursa de energie alternativă și poate dura până la câteva zile.
Dacă tensiunea setată pe încărcător este supraestimată, atunci după încheierea procesului de încărcare chimică, energia electrică va merge pentru încălzirea bateriei și pentru a descompune apa în hidrogen și oxigen. Pentru bateriile deservite, acest lucru va duce la o scădere rapidă a nivelului de electrolit. Majoritatea bateriilor fără întreținere sunt fabricate cu capacitatea de a recupera hidrogenul și oxigenul în apă, dar acest sistem este limitat. Dacă o baterie fără întreținere eliberează periodic o presiune crescută a gazului prin supapă, aceasta duce la uscarea electrolitului, la îmbătrânirea rapidă și la defecțiunea bateriilor.
Este posibil ca sursele alternative de energie să nu genereze întotdeauna suficientă energie pentru a încărca bateria. Dacă generatorul turbinei eoliene produce o tensiune mai mică decât tensiunea bateriilor, atunci încărcarea nu are loc. Circuitul încărcătorului trebuie să protejeze bateria împotriva descarcării prin încărcător și alternator.
Luați în considerare modul de descărcare a bateriei în absența curentului de încărcare:
În acest mod, conform figurii, comutatorul SA1 este deschis și comutatorul SA2 este închis. Curentul de descărcare va depinde de EMF al bateriei și de suma rezistenței interne și externe și este determinat de formula:
Tensiunea la bornele bateriei 1 și 2 va fi egală cu EMF-ul bateriei minus căderea de tensiune pe rezistența internă:
U = E a - R a I n
Curentul prin sarcină și rezistența internă sunt aceleași. Rezistența internă a bateriei este mică, iar curentul depinde în principal de valoarea rezistenței de sarcină. Cu cât rezistența de sarcină este mai mică, cu atât consumul de curent este mai mare și cantitatea de cădere mai mare a rezistenței interne și tensiunea la bornele bateriei 1 și 2 este mai mică.
Acum vom lua în considerare modul de funcționare simultană a încărcătorului și încărcarea bateriei, când contactele SA1 și SA2 sunt închise.
Dacă, în timpul încărcării bateriei, este conectată o sarcină, care consumă un curent mic în comparație cu curentul de încărcare, atunci o parte mai mică din curent va merge la încărcarea bateriei. Cu o scădere treptată a rezistenței de sarcină și o creștere a curentului consumat, curentul de încărcare al bateriei va scădea și la o anumită valoare se va opri. Curentul consumat de la încărcător va crește, ceea ce va duce la o scădere ușoară a tensiunii până la valoarea EMF-ului bateriei. Dacă curentul care vine de la încărcător este mai mic sau egal cu curentul consumat de sarcină, atunci în acest mod, energia poate fi consumată foarte mult timp. O creștere suplimentară a consumului de curent va duce la faptul că scăderea de tensiune va crește și mai mult și bateria va începe să renunțe la energia stocată anterior. Bateria preia suprasarcina de vârf. Funcționarea pe termen lung în acest mod poate duce la o descărcare profundă a bateriei, în urma căreia EMF-ul bateriei scade. Descărcarea prea profundă a bateriei reduce semnificativ durata de viață a acesteia, așa că este mai bine să conectați sarcina printr-un convertor sau alt dispozitiv care poate deconecta automat sarcina atunci când tensiunea scade sub nivelul permis. Nu este de dorit ca bateriile cu acid să fie în stare de descărcare pentru o perioadă lungă de timp.
Atunci când utilizați modul de încărcare tampon, este necesar să monitorizați fluxul de energie de la sursă și este recomandabil să luați în considerare faptul că într-un moment în care sursa de energie este capabilă să livreze o cantitate mare de energie, dar această energie nu este consumat, apoi atunci când bateriile sunt încărcate, energia nu se acumulează, ceea ce înseamnă că se pierde iremediabil... În absența alimentării cu energie dintr-o sursă, de exemplu, o moară de vânt, consumul de energie trebuie redus sau oprit pentru a nu descărca bateriile mai mult decât norma admisă și, de asemenea, pentru a avea o anumită marjă în cazul întreruperilor lungi în alimentare. de energie.
Cu toții suntem obișnuiți cu beneficiile civilizației, iar când una dintre facilități dispare, o persoană simte un disconfort puternic. Majoritatea pierd uneori energie electrică, deoarece starea rețelei electrice în majoritatea orașelor este foarte veche și accidentele au loc destul de des. După ce am stat din nou în întuneric timp de 4 ore, am decis că trebuie să fac ceva... Și decizia a venit destul de repede. Baterie 12V 7Ah, acestea sunt folosite in sursele de alimentare neintreruptibile pentru computer, un mic circuit care va sustine aceasta baterie, mereu in stare incarcata, o bucata de banda LED, si un conector pentru un router (plictisitor fara internet), un laptop si o tabletă, slavă Domnului, are propria baterie... Și asta e, acum avem ceva de făcut fără o alimentare centrală cu energie electrică...
Circuitul de încărcare menține bateria într-un mod tampon, adică o tensiune de un anumit nivel este întotdeauna furnizată bateriei, care o menține într-o stare încărcată. Producătorii scriu pe carcasă exact ce tensiune este necesară pentru bateria dumneavoastră. De obicei, se află în intervalul 13,5 - 13,8 volți. Sub această tensiune, bateria poate fi conectată permanent la rețea.
Circuitul încărcătorului este format dintr-un transformator de rețea, un regulator de tensiune pe microcircuitul LM317 și o baterie. Totul este montat pe o placă mică de circuit imprimat, microcircuitul lm317 trebuie instalat pe un calorifer.
Setarea consta in setarea tensiunii la iesirea incarcatorului la 13,5 - 13,8 volti. Pentru a alimenta routerul, am setat suplimentar rola la 9 volți. Cu o capacitate a bateriei de 7 Ah. metru de bandă albă LED și routerul a funcționat mai mult de 4 ore, nemai testat, luminile se aprind de obicei...
Descărcați diagrama, fișierul PCB, sursa de alimentare neîntreruptibilă de urgență
Încărcătorul tampon (BZU) este o sursă de tensiune stabilizată cu un limitator de curent de ieșire. Tensiunea de la ieșirea BZU corespunde tensiunii de pe bateria încărcată. Dacă la un astfel de dispozitiv este conectată o baterie care necesită reîncărcare, atunci curentul de încărcare va fi determinat de diferența de tensiuni pe baterie și la ieșirea BZU, precum și de rezistența internă a bateriei. În timpul încărcării, curentul de încărcare scade până când devine egal cu curentul de autodescărcare al bateriei. Bateria poate fi în această stare pentru un timp nelimitat - pe toată perioada de funcționare. Dacă la BZU este conectată o baterie foarte descărcată sau defectă (conținând plăci scurtcircuitate), curentul de încărcare poate crește semnificativ. Pentru a preveni depășirea valorilor sigure, există un limitator de curent de ieșire în RAM.
Încărcarea tampon de stocare cu plumb-acid este utilizată pe scară largă în sursele de alimentare neîntreruptibile. Experiența de funcționare a unor astfel de surse, precum și recomandările producătorilor de baterii pentru acestea, indică faptul că încărcarea tampon are un efect foarte benefic asupra duratei de viață a bateriilor cu plumb-acid.
Încărcarea tampon a bateriilor auto nu a devenit larg răspândită din mai multe motive. Încărcarea completă a unei baterii foarte descărcate de la BZU durează mai mult decât încărcarea normală. Modificările semnificative ale curentului de încărcare, caracteristice încărcării tampon, nu corespund recomandărilor producătorilor de baterii, care sugerează de obicei încărcarea bateriei cu un curent stabil, numeric egal cu o zecime din capacitatea bateriei. Principalul obstacol în calea fabricării și utilizării unui BZU este că acest dispozitiv trebuie să funcționeze constant dacă mașina pe care este instalată bateria reîncărcabilă se află în garaj. Această cerință impune circuitelor și designului BZU cerințe sporite de fiabilitate, precum și de siguranță electrică și la incendiu.
Întrebările legate de oportunitatea utilizării unui BZU cu baterii de mașină și dependența duratei de viață a acestora de modul de încărcare nu fac obiectul acestui articol. Menționăm doar că modul BCD este utilizat în multe încărcătoare de marcă pentru bateriile auto. Acestea trec automat în modul RAM după terminarea încărcării bateriei cu un curent stabil și rămân în acest mod până când bateria este deconectată. De asemenea, potrivit autorului, producătorii de baterii nu sunt prea interesați de prelungirea duratei de viață a produselor lor. În acest sens, modul de încărcare recomandat de aceștia nu trebuie luat ca fiind singurul posibil.
Pentru autor, bateria de acumulatoare 6ST-55 a fabricii de acumulatoare Podolsk a funcționat timp de 13 ani. Mașina în care a fost instalată a funcționat tot timpul anului și a fost depozitată într-un garaj neîncălzit. Pe toată durata de viață, bateria a fost conectată la BZU, care a fost oprită doar pe durata călătoriilor.
Vederea externă a BZU este prezentată în fotografie.
Există un buton pentru comutatorul de alimentare pe panoul superior al dispozitivului. În dreapta butonului, sub capacul șurubului, se află axa unui rezistor variabil care vă permite să reglați tensiunea de ieșire a BZU. Mai mult, în dreapta rezistenței variabile, este conectorul de ieșire. Pe panoul frontal se află o fereastră acoperită cu plexiglas, în spatele căreia se află un afișaj pentru măsurarea curentului și a tensiunii de ieșire, precum și două LED-uri verzi care semnalează starea de sănătate a BZU. În dreapta ferestrei există un tabel care conține o serie de valori ale tensiunii de ieșire a CCD-ului, care ar trebui setate în funcție de temperatura din garaj. Proprietățile bateriilor cu plumb-acid sunt astfel încât, la temperaturi ridicate, tensiunea la ieșirea BZU ar trebui să fie redusă și, la temperaturi scăzute, să fie crescută. Coeficientul de temperatură pentru o baterie plumb-acid cu o tensiune nominală de 12 volți, în funcție de diferite surse, variază de la -30 la -15 mV / ° C. Tabelul se bazează pe o valoare de -20 mV/°C.
Următoarea figură prezintă schema electrică a BZU.
Autorul s-a asigurat în mod repetat că fiabilitatea funcționării produselor bobine - motoare electrice, transformatoare, relee etc., care funcționează în încăperi neîncălzite, este redusă semnificativ. De regulă, cauza defecțiunilor este formarea virajelor în scurtcircuit. Aparent, acest lucru se datorează umidității ridicate și scăderilor mari de temperatură, contribuind la distrugerea izolației cu lac a firului de înfășurare. Pentru a crește fiabilitatea, acest dispozitiv folosește două transformatoare de putere, ale căror înfășurări sunt conectate în serie. Cu o astfel de conexiune, circuitul turn-to-turn din oricare dintre transformatoare nu provoacă o urgență - o creștere semnificativă a curenților în înfășurări, supraîncălzire etc. Mai mult, în acest caz, BZU nu își pierde performanța - continuă să mențină bateria în stare încărcată. LED-urile HL1 și HL2 semnalează starea de sănătate a transformatoarelor. Dacă unul dintre ele nu mai luminează, atunci transformatorul corespunzător trebuie reparat sau înlocuit. Dacă apare o defecțiune la ambele transformatoare, consumul de curent poate crește. Poate apărea și supraîncălzirea înfășurărilor transformatorului. În acest caz, siguranțele FU2,3 sau siguranțele termice FU1, FU4 se vor declanșa.
Stabilizarea tensiunii și limitarea curentului de încărcare sunt asigurate de microcircuitul DA1 - LM317. Microcircuitele de acest tip au protecție încorporată împotriva creșterii curentului de ieșire la valori peste 2,5 A, protecție împotriva unui scurtcircuit la ieșire și, de asemenea, protecție împotriva supraîncălzirii. Circuitul de comutare DA1 diferă de cel tipic doar prin modul de reglare a tensiunii de ieșire. În acest caz, tensiunea de ieșire este reglată în intervalul 11 ... 17 volți folosind un rezistor R7. În cazul pierderii contactului în acest rezistor, curentul la ieșirea BZU va scădea la zero și nu va crește până la nivelul de funcționare a protecției curente, așa cum s-ar fi întâmplat cu metoda obișnuită de reglare a tensiunii de ieșire ( rezistență variabilă între primul pin al microcircuitului și firul comun).
În timpul funcționării BZU, poate apărea o întrerupere de curent. În acest caz, curentul de descărcare a bateriei prin BZU ar trebui să fie minim - semnificativ mai mic decât curentul de auto-descărcare. Acest lucru se realizează folosind o cheie VT1 și o diodă VD5. Când sursa de alimentare este oprită, atât tranzistorul VT1, cât și dioda VD5 sunt blocate. Comutatorul VT1 întrerupe circuitul pentru curentul de descărcare prin divizorul R5 - R8, iar dioda VD5 deconectează condensatorul electrolitic C2 de la baterie, care are o capacitate semnificativă și, eventual, un curent de scurgere vizibil. Ca urmare, curentul de descărcare al bateriei pentru BZU deconectat de la rețea este de aproximativ 20 μA. Acest curent este determinat în principal de rezistența de intrare a voltmetrului conectat la ieșirea BZU.
Dioda VD8 protejează memoria RAM în cazul unei erori cu polaritatea bateriei conectate. În acest caz, siguranța FU5 se va arde, după înlocuirea siguranței va restabili performanța dispozitivului. Dacă o astfel de eroare este exclusă, atunci această diodă poate fi omisă.
O sursă de alimentare auxiliară cu o tensiune de ieșire de aproximativ 8 V, asamblată pe elementele VD3 și C3, servește la alimentarea unui contor digital de curent și tensiune conectat la ieșirea încărcătorului. De asemenea, generează un semnal care deschide cheia VT1 în prezența tensiunii în rețeaua de alimentare. Dacă tensiunea de rețea este deconectată, atunci condensatorul C3 se descarcă rapid la zero datorită rezistenței R4.
Ca contor digital de curent și tensiune, autorul a folosit un dispozitiv larg utilizat vândut în magazinele online sub numele „100V 10A Voltmeter Amperemeter LED Dual Digital Volt Amp Meter”. Deoarece producătorii nu oferă întotdeauna o schemă de cablare și codul de culoare al terminalelor poate diferi de cel dat în descriere, se propune conectarea contorului la RAM în conformitate cu numerotarea pinii dată în fotografia următoare.
Atunci când utilizați contorul, trebuie luate în considerare particularitățile acestuia. Dacă curentul măsurat este mai mic de 50 mA, atunci afișajul digital va afișa o citire zero „0,00 A”. Potrivit autorului, acest dezavantaj este compensat în mare măsură de disponibilitatea dispozitivului și de prețul său scăzut - aproximativ 3 USD. Există și contoare mai precise la vânzare care nu au acest dezavantaj, dar costul lor este vizibil mai mare.
Aspectul dispozitivului cu capacul scos este prezentat în fotografia următoare.
Toate elementele sunt amplasate în interiorul carcasei metalice. Siguranțele termice FU1 și FU4 sunt lipite cu adeziv termorezistent de transformatoarele T1 și, respectiv, T2. Siguranțele FU2 și FU3 sunt amplasate în ștecherul de alimentare. Pentru a crește fiabilitatea, toate siguranțele sunt instalate fără fitinguri - sunt lipite în ruperile firelor corespunzătoare, urmate de izolarea cu un tub termocontractabil. Radiatorul pentru microcircuitul DA1 și puntea de diode VD4 este o placă de aluminiu. Între microcircuit și placă trebuie așezat mica sau alt izolator cu rezistență termică scăzută. Placa de aluminiu, la rândul ei, este înșurubată pe corpul metalic. Pentru a reduce și mai mult rezistența termică, a fost folosită pasta KPT-8. Rezistorul R7, cu care este reglată tensiunea de ieșire, trebuie protejat de influențe accidentale. Autorul a folosit un rezistor bobinat de tip PP3-40 ca R7.
Depanarea dispozitivului constă în selectarea rezistențelor R1 și R2 pentru a asigura aceeași luminozitate a LED-urilor HL1 și HL2. Selectarea acestor rezistențe poate fi necesară dacă parametrii transformatoarelor T1 și T2 diferă semnificativ. În acest caz, tensiunile dintre ele în modul inactiv pot fi distribuite neuniform. Pe măsură ce sarcina crește, tensiunile de pe transformatoare se egalizează.
O condiție prealabilă pentru funcționarea în siguranță a BZU este împământarea fiabilă a corpului său.
Pentru a conecta BZU la o baterie de mașină, este convenabil să utilizați priza pentru brichetă, dacă nu se oprește atunci când cheia de contact este scoasă. În caz contrar, va trebui să instalați un conector special pentru BZU. Designul conectorului trebuie să excludă conexiunea cu polaritate incorectă. O siguranță de 5 A trebuie instalată în firul care conectează borna pozitivă a bateriei la conector.
Alegerea corectă a tensiunii de ieșire la care este reglat BZU este foarte importantă pentru funcționarea cu succes a bateriei și a încărcătorului. Dacă tensiunea este sub valoarea optimă, bateria nu va fi încărcată complet. Supratensiunea poate duce la fierbere treptat a electrolitului și poate scurta durata de viață a bateriei. De obicei, producătorii nu indică tensiunea optimă pentru modul de încărcare tampon al bateriilor auto. Puteți face o alegere pe baza tensiunii din sistemul de cablare al mașinii - de la 13,8 V la 14,5 V. Pentru încărcarea tampon, este mai bine să alegeți o valoare apropiată de limita inferioară a acestui interval. Puteti lua ca baza si parametrii modului de stocare (buffer mode) ai unuia dintre incarcatoarele automate produse de industrie. De exemplu, în descrierea încărcătoarelor din familia „Vympel”, un fragment al tabelului din care este dat în anexa la acest articol, tensiunea este de 13,4 - 13,8 V. În prezent, autorul folosește un BZU cu o întreținere- baterie reîncărcabilă gratuită de tip convențional (nu AGM). La 20 ° C, tensiunea este setată la 13,7 V. Valorile tensiunii pentru alte temperaturi pot fi luate din tabelul de pe panoul frontal al dispozitivului (vezi prima fotografie).
Lista radioelementelor
| Desemnare | Un fel | Denumirea | Cantitate | Notă | Scor | Caietul meu |
|---|---|---|---|---|---|---|
| T1, T2 | Transformator | TN46 | 2 | În blocnotes | ||
| FU1, FU4 | Siguranță termica | TZ D 105 | 2 | În blocnotes | ||
| FU2, FU3 | Siguranță sigură | 1 AT | 2 | În blocnotes | ||
| FU5 | Siguranță sigură | 5A | 1 | În blocnotes | ||
| SB1 | Intrerupator | P2KA3 | 1 | buton | În blocnotes | |
| VD1, VD2, VD6, VD7 | Dioda redresoare | 1N4007 | 4 | În blocnotes | ||
| VD3 | Pod de diode | RC207 | 1 | pod | În blocnotes | |
| VD4 | Dioda redresoare | KBU6B | 1 | pod | În blocnotes | |
| VD5, VD8 | Diodă | KD213A | 2 | În blocnotes | ||
| HL1, HL2 | Dioda electro luminiscenta | L1154GT | 2 | În blocnotes | ||
| VT1 | tranzistor MOSFET | BS170 | 1 | În blocnotes | ||
| DA1 | Regulator liniar | LM317 | 1 | În blocnotes | ||
| R1, R2, R8 | Rezistor |
