Buster333 › Блог › Зарядное устройство для AGM автомобильных аккумуляторов. Часть 2. Зарядное устройство для agm гелевых аккумуляторов


Зарядное устройство для AGM автомобильных аккумуляторов. — DRIVE2

Как известно, AGM батареи критичны к режиму зарядки. Обычные зарядные устройства без контроля напряжения зарядки могут вывести их из строя. Внутри AGM батареи свинцовые пластины находятся в своего рода пакетах, наполненных электролитом в виде геля. У этих батарей много преимуществ перед традиционными, но они требуют определенного к ним отношения при эксплуатации. Их нельзя эксплуатировать в условиях высоких температур (поэтому их размещают вне моторного отсека, в салоне или багажнике авто). Напряжение их зарядки не должно превышать 14,7 в.Производители этих батарей рекомендуют следующий режим их зарядки:1 этап — основной. Заряд аккумуляторной батареи током 0.1С ( С — емкость батареи в А/Ч) до напряжения 14.5-14.8в. Этот момент очень важен так как на этой границе начинается бурное расщепление воды на кислород и водород, тем самым создаётся избыточное давление в банках. Избыточное давление выходит через предохранительные клапаны, повышается кислотность электролита, происходит отслоение геля от пластин, уменьшаются токоотдача и срок службы батареи.То есть это этап с ограничением напряжения.2 этап – буферный. При достижении на батарее порога напряжения 14,5 – 14,8 в мгновенное снижение напряжения заряда до 13,6 – 13,8 в с ограничением тока.Вот о таком устройстве и пойдет речь.За основу я взял схему с сайта forum.cxem.net/index.php автора «kurilka», как наиболее подходящую с моей точки зрения для повторения. Вот она:

Мне пришлось доработать схему под мои задачи. Дело в том, что автор использовал ее на слаботочных нагрузках. Мне же нужно заряжать батарею током около 4 А в основном режиме, не менее. Поэтому, когда я ее собрал и запустил, то получил зарядный ток около 0,5А, разумеется заменив силовой транзистор Q1 на более мощный, а именно – КТ819. Никакие манипуляции с настройками не давали желаемого результата.Я предположил, что недостаточное смещение на выходном транзисторе не дает ему открыться. При включенном режиме зарядки, когда на выходе 555 присутствует высокий потенциал, транзистор Q2 открыт и шунтирует управляемый стабилитрон TL431. Напряжение на базе Q1 в этом случае определяется разницей величин напряжения питания ( у меня 21 в) и падением напряжения на R5. Оно получалось недостаточным, чтобы транзистор Q1 открылся.Увеличить напряжение можно уменьшив R5. Но в этом случае возрастает коллекторный ток через Q3 и он наверняка выйдет из строя (для 2N3409 100 миллиампер – это предел).Что я сделал?Поменял Q3 на КТ815. У него тоже напряжение насыщения 0,6 в, как и у 2N3409, но ток 1,5 А макс. Я рассчитал схему следующим образом.R5 — 240 Ом. Коллекторный ток на КТ815 при этом мал, радиатор не требуется. На базе Q1 стало около 14 в и он открылся. Ток зарядки стал 4,2 А. Он ограничивается величиной сопротивления R7, которое примерно рассчитывается: J = 0,6/R7. 0,6 в – это напряжения насыщения транзистора Q3, который открываясь шунтирует напряжение смещения на Q1, заставляя его закрываться и тем самым ограничивая ток через него. У меня R7 – 0,15 Ом мощностью 10 Вт. Ток при этом около 4 А.Аккумулятор заряжается до напряжения отсечки, т.е. до 14,7в, как я установил настройками.Затем срабатывает на отключение таймер 555 и напряжение на базе Q1 будет определяться уже напряжением открывшегося стабилитрона, т.е.13,6 в — буферный режим.А это как раз то напряжение смещения транзистора Q1, при котором ток зарядки при полностью заряженной батарее ( в процессе дозарядки после включения буферного режима ток постепенно уменьшается, у меня с 2,5 А в начальный момент при переключении в буферный режим) должен быть около 0,5А или немного меньше 0,01С. Это нормально. Такой ток не вредит батарее и компенсирует ее саморазряд.Все процедуры настройки схемы описаны автором, поэтому я не буду их повторять, а просто приложу авторскую статью.Узел питания состоит из трансформатора (в моем случае тороидальный) с напряжением вторичной обмотки 16 – 18 в, выпрямительного моста соответствующих параметров и конденсаторов фильтра, емкость которых зависит от нагрузки, в моем случае 20 000 мкф. Напряжение на входе схемы после фильтра у меня около 21 в.Охлаждение силового ключа на транзисторе КТ819 выполнено на радиаторе компьютерного процессора с кулером. Как оказалось, этот радиатор настолько эффективен, что не позволяет разогреться транзистору на токе 4 А более 50 градусов. В этом случае напряжение на вентиляторе около 8 в и он работает не в полную силу. Можно использовать и меньший радиатор.Схема блока управления кулером с плавной регулировкой оборотов вентилятора в зависимости от температуры нагрева использовалась очень простая, всего из трех деталей, — транзистор MOSFET IRFBC 40, терморезистор с отрицательным ТКС ( у меня 6,8 ком) и подстроечный резистор ( у меня 2,2 ком). Номиналы резисторов не критичны, главное, чтобы сопротивление подстроечника было примерно в 3 раза меньше сопротивления терморезистора.

Вот, что у меня в итоге получилось:

В процессе испытаний пришлось доработать схему.Дело в том, что в режиме основной зарядки резистор R5 обеспечивает напряжение смещения на Q1. Но когда схема переключается в буферный режим (на выходе таймера появляется низкий уровень, транзистор Q1 прикрывается), TL431 открывается, устанавливая напряжение буферного режима 13,6 в, то ток идет по цепи R5 — U3. Резистор R 5 в этом случае меняет свою роль и выступает в виде ограничительного по току через регулируемый стабилитрон TL431. Его сопротивление в этом случае является недостаточным для обеспечения безопасного для U3 тока. Ток слишком велик. U3 греется и выходит из строя (я два так спалил).Получается, что в рабочем режиме необходим резистор, обеспечивающий достаточное смещение на Q1 для получения нужного нам тока зарядки ( в моем случае 4 А), а в буферном режиме требуется резистор значительно большего номинала для ограничения тока через U3 (его рабочий ток не более 100 мА).Поэтому я ввел реле на выходе таймера 555, которое, при наличии на этом выходе высокого потенциала, замыкает резистор малого сопротивления, отвечающий за смещение на Q1. В буферном же режиме, когда на выходе 555 низкий уровень напряжения (или 0 в), обесточиваясь переключается на резистор большого номинала, который ограничивает ток через U3 до его рабочего значения.При этом, реле должно иметь сопротивление обмотки такое, чтобы не перегрузить по току выход микросхемы (максимальный ток выходного транзистора NE555 — 150 мА) с учетом токов через светодиод и базовую цепь Q2. Это необходимо учитывать.

Полный размер

Окончательно доработанная схема.

Для тех, кто хочет почитать статью автора исходной схемы в оригинале рекомендую набрать в поисковике:"Автоматическое устройство для зарядки кислотныхсвинцовых,(гелевых) аккумуляторов."Поисковик выдаст ссылку, которая откроет PDF файл. Его можно сохранить. Там подробное описание схемы и ее настройки. Я же дал только информацию по своим изменениям.Всем заряженных батарей и приличных пусковых токов.За сим откланиваюсь.BUSTER 333.

www.drive2.ru

Зарядное устройство для AGM автомобильных аккумуляторов. Часть 2. — DRIVE2

Я писал недавно в своем блоге про собранное мной зарядное устройство для зарядки гелевых AGM автомобильных батарей. Решил сделать вторую часть, дабы открыть подводные камни, с которыми столкнулся при его наладке и запуске в работу.Сейчас оно работает, и работает хорошо, в отличие от прославленной зарядки "СТЕК", которая выдает в основном режиме на AGM батарею аж все 15,4в дикой необузданной напруги, никак не вяжущейся с рекомендациями производителей этих аккумуляторов по предельному напряжению для них — 14,7 в.Но чтобы мое устройство заработало как мне надо ( а надо мне не менее 4 А тока с ограничением по напряжению 14,7 в в основном режиме), пришлось его доработать. Признаюсь, делал это с помощью консультаций автора оригинальной схемы, которую приведу здесь еще раз, а потом расскажу. что поменялось и почему.Итак, было:

Эту схему автор разработал и применил для зарядки маломощных батарей малыми токами. Под большие токи пришлось кое что поменять, в том числе изменилась и та схема, которую я приводил в части первой, как окончательную.По порядку. В итоге я еще доработал схему.

Дело в том, что автор первоисточника убедил меня отказаться от использования реле из-за его инерционности. То есть оно отработает, спору нет, только нет и гарантии, что за время его срабатывания не успеет сгореть TL431. Ток на нем хоть и мгновение, но будет убойный.По его совету я ввел в схему в цепь между базой Q1 и землей транзистор КТ814 ("комплимент" КТ815-му), а стабилитрон TL431 включил между его коллектором и базой, а между базой и эмиттером — резистор 1 ком. То есть зашунтировал TL431 транзистором, через который пошел основной ток.Вот окончательная схема:

Полный размер

Этот транзистор установил на небольшой радиатор около 20 см2 ( при работе он греется где-то до 50 гр.С). Резистор R5 поставил 150 Ом. Этот номинал получился неким компромиссом, обеспечивающим в основном режиме достаточное смещение на транзисторе Q1 для его открытия и пропускания необходимого зарядного тока на аккумулятор, который ограничивается резистором R7, задающем порог открытия шунтирующего транзистора Q3, а в буферном режиме со стабилизированным напряжением 13,6в — ограничителем тока через транзистор Q4, чтобы он зря не грел воздух своим радиатором.Ввел также кнопку S1, зачем — объясню ниже.Теперь зарядка производится следующим образом. При разряженном аккумуляторе до 12,3 в (примерно 25% остаточного заряда) срабатывает таймер NE555 и включается основной режим зарядки максимальным током 4 А. По мере зарядки ток уменьшается а напряжение на батарее растет. Как только оно достигнет 14,7 в, таймер NE555 отрабатывает на отключение. Напряжение стабилизируется стабилитроном TL431 на уровне 13,6 в, ток продолжит уменьшаться и стабилизируется в конце зарядки на уровне 500 — 700 мА (зависит от состояния и емкости батареи). Этот ток является для батареи незначительным и она может находиться под ним сколь угодно долго.Теперь о кнопке. Она нужна, чтобы принудительно включить микросхему ( и соответственно основной режим зарядки) на аккумуляторе, разряженном до остаточного напряжения более 12,3 в, то есть частично разряженным, но не до 25% остаточной емкости. Основной режим позволит большим током быстро зарядить батарею до уровня напряжения 14,7 в ( это более 80%), чтобы не ждать долго зарядки малым током в буферном режиме.Вот собственно и все.Отгонял я новорожденный зарядник на нескольких полных циклах зарядки AGM батареи Varta емкостью 68 Ah, заряжая и разряжая ее. Устройство работает четко. Температуры элементов в норме. Транзистор Q4 греется в буферном режиме градусов до 50 на своем радиаторе, а в основном режиме — естественно холодный. Силовой транзистор Q3 на моем ацком радиаторе с кулером едва нагревается до 40 градусов (температуры измерял не тактильным методом, то есть пальцем, а бесконтактным термометром Fluke, верить можно).Вот такой в итоге аппарат получился ( на нем правда еще не было на момент фото кнопочки S1):

Пользуясь случаем, выражаю благодарность автору оригинальной схемы за помощь в ее доводке для работы с током 4 А и выше. По его словам, это первое устройство собранное по этой схеме для такого тока.

www.drive2.ru

Как правильно зарядить agm аккумулятор. Как правильно зарядить. KakPravilno-Sdelat.ru

» Как правильно зарядить

Общие указания по сервисному обслуживанию аккумуляторов AGM

При обращении с аккумуляторами AGM учитывайте следующие аспекты:

Предостережение! Не заряжать аккумуляторы AGM при напряжении Г В! Не пользоваться процедурами ускоренной зарядки!

При заряде снятых аккумуляторов (так называемых автономных аккумуляторов) не допускать превышения максимального напряжения заряда 14,8 В при комнатной температуре. Также при заряде через плюс аккумуляторной батареи нельзя допускать превышения максимального напряжения заряда 14,8 при комнатной температуре.Даже непродолжительный заряд при напряжении выше 14,8 В приводит к повреждению аккумулятора AGM. Напряжение заряда более 14,8 В используется, как правило, в программах ускоренного заряда.

Для заряда аккумулятора используйте только аттестованные BWM зарядные устройства.

Заряд смонтированного аккумулятора производится через плюс аккумуляторной батареи. Таким образом обеспечивается правильное распознавание процесса зарядки электронным оборудованием на автомобилях, оснащенных интеллектуальным датчиком аккумуляторной батареи.

Если зарядка аккумулятора на автомобилях с интеллектуальным датчиком аккумуляторной батареи производится непосредственно от полюсных выводов аккумулятора, это может привести к неправильной интерпретации состояния аккумуляторной батареи. При определенных условиях возможно выведение на дисплей нежелательных сообщений системы автоматической диагностики или кодов неисправностей.

В процессе зарядки температура аккумулятора должна находиться в диапазоне от 15 до 25 градусов Цельсия. При таких условиях аккумуляторная батарея считается достаточно заряженной, если зарядный ток падает ниже 2,5 ампер.

Если зарядка производится при более низких температурах аккумулятора, завершать ее следует лишь тогда, когда зарядный ток упадет до отметки ниже 1,5 ампер.

Предостережение! Не устанавливать аккумуляторы AGM в моторном отсеке!

Аккумулятор AGM нельзя устанавливать в моторном отсеке по причине существующих там значительных перепадов температуры, которые существенно сокращают срок его службы.

Предостережение! Не вскрывать аккумулятор AGM!

Аккумулятор AGM ни в коем случае нельзя вскрывать, так как проникновение внутрь кислорода воздуха приведет к нарушению химического баланса внутри аккумулятора и к выходу его из строя.

Замена аккумулятораЛюбую обычную свинцово-кальциевую аккумуляторную батарею можно заменить аккумулятором AGM.Использование аккумулятора AGM никак не сказывается на работе бортовой сети.

Примечание: аккумуляторы AGM рекомендуются для автомобилей проблемных клиентов,

для которых характерно высокое энергопотребление от аккумулятора. Высокое энергопотребление обуславливается наличием потребителей тока покоя (ТВ, автономная система отопления и т. д.) и неблагоприятными условиями эксплуатации (режим личный шофер , поездки на короткие расстояния, старт-стопный режим). Таким проблемным клиентам можно рекомендовать установить аккумулятор AGM.

После каждой замены аккумулятор обязательно следует зарегистрировать через фирменный тестер BMW.

Примечание: зарегистрируйте аккумулятор через фирменный тестер BMW.

Если после замены аккумулятора не выполняется сервисная функция Регистрация замены батареи , в программе управления электропитанием не происходит сброс записанных данных. При этом аккумуляторная батарея по своим свойствам соответствует аккумулятору с большим сроком службы, показатель качества батареи является слишком низким для установленного аккумулятора. Это может привести к неправильным интерпретациям состояния аккумуляторной батареи и выведению на дисплей нежелательных сообщений системы автоматической диагностики или кодов неисправностей (например, может появиться сообщение системы автоматической диагностики Подзарядить аккумулятор , несмотря на то, что установленная аккумуляторная батарея новая и заряженная).

Выбор зарядного устройства для гелевых и AGM аккумуляторов

Систему резервного питания невозможно представить без зарядного устройства. От того, насколько полно и точно зарядное устройство учитывает параметры аккумулятора, зависит, сколько он Вам прослужит.

Рассмотрим параметры зарядных устройств, на которые стоит обратить внимание при выборе:

Возможность установки зарядного тока. Несмотря на то, что это кажется естественной функцией, в некоторых зарядных устройствах регулировка тока зарядки невозможна. Для того, чтобы свинцовый аккумулятор прослужил максимальное количество времени, необходим ток зарядки равный 10% номинальной емкости (например 14 А для емкости 140А*час). Зарядка меньшим током не страшна для аккумуляторной батареи, просто увеличится время заряда. А зарядка током, большим 10% приведет к сокращению её срока службы.

Выбор типа аккумулятора. Большинство представленных на рынке зарядных устройств предназначены для использования совместно с автомобильными жидко-кислотными аккумуляторными батареями. Эти модели ни в коем случае нельзя использовать для гелевых или AGM аккумуляторов. поскольку конечное напряжение заряда у всех типов батарей разное. Мало того, у герметичных необслуживаемых AGM и гелевых аккумуляторов оно ниже, чем у жидко-кислотных, а зарядка повышенным напряжением приведет к необратимому выкипанию электролита и значительному сокращению их срока службы.

Температурная компенсация. При заряде, любые аккумуляторные батареи нагреваются, кроме того очень редко в помещении, где они находятся, поддерживается стабильная температура около 20 градусов. Во время зарядки температура батарей может увеличиться на 10 градусов и конечное напряжение заряда с учетом термокомпенсации -0,03В/гр/12В должно быть меньше на 0,03*10=0,3В. То есть, например для AGM типа не 14,3 В, а 14,0 В. Отсутствие термокомпенсации в этом случае приведет к перезаряду и сокращению срока службы аккумуляторной батареи. Поэтому, качественное зарядное устройство обязательно должно иметь термокомпенсацию, желательно с выносным температурным датчиком (для максимальной точности измерения).

Несколько стадий заряда. Для оптимального заряда свинцового кислотного аккумулятора необходимо использовать минимум 3-х стадийный режим. На первой стадии идет зарядка постоянным током (напряжение при этом растет), на второй — постоянным напряжением (ток при этом уменьшается), на третьей — поддержание заряженного состояния пониженным постоянным напряжением (буферный режим с минимальным током, компенсирующим ток саморазряда). В случае, если поддержание 100% заряда не требуется, достаточно 2-х стадийного режима. Автоматические ЗУ для гелевых и AGM АКБ обычно имеют 3 или 4 стадии зарядки.

Корректное напряжение в буферном режиме. Зачастую встречаются зарядные устройства с некорректным напряжением для буферного режима, чаще всего 13,8 Вольт. Однако, например для AGM аккумуляторов напряжение в буферном режиме равно 13,3 В при температуре 25 градусов. И их круглосуточная эксплуатация с некорректным напряжением 13,8 В приводит к тому, что их срок службы сокращается примерно в 2 раза из-за постепенного выкипания электролита.

Вы можете проверить наличие кипения медицинским стетоскопом или просто приложив ухо к аккумулятору. Примерно после 48 часов нахождения в буферном режиме, газовыделение должно прекратиться практически полностью.

Регулируемая скорость вентилятора. При наличии вентилятора охлаждения и эксплуатации зарядных устройств в домашних условиях немаловажным может оказаться наличие регулируемой скорости вентилятора. Это позволит минимизировать шум работающего устройства, а если вентилятор обладает возможностью автоматического полного отключения, то работа будет абсолютно бесшумной.

Рабочий температурный диапазон. Большинство бытовых моделей имеет температурный диапазон +5. +40 градусов. Более широкий диапазон обычно указывает на то, что подразумевается профессиональное использование, что в свою очередь косвенно говорит о высоком качестве. Кроме того, если Вы планируете заряжать аккумуляторы в неотапливаемом помещении, необходимо выбирать модель с широким температурным диапазоном.

Блог / Новости

Как заряжать AGM аккумуляторы

Есть много различных мнений о том, как правильно заряжать аккумуляторы, изготовленные по технологии AGM (Absorbent Glass Mat), что приводит к путанице и затрудняет выбор подходящего зарядного устройства для таких батарей. Большинство мнений и слухов базируются на том, что AGM аккумуляторы зачастую путают с гелевыми (Gel), которые действительно довольно чувствительны к напряжению заряда. Надеемся, что данная статья поможет прояснить ситуацию и развеять мифы об особой сложности зарядки AGM аккумуляторов.Данные, приведенные в статье, основаны на результатах изучения рекомендаций изготовителей аккумуляторов, а также на многочисленных тестах, проведенных в собственной лаборатории.

Рекомендованные производителями AGM аккумуляторов алгоритмы зарядки можно разделить на многоступенчатые (2 или 3 ступени) и одноступенчатые.

1) Зарядка в 3 ступени:

Основной заряд 14.2 – 14.8 В током 0.1 - 0.3С («С» - емкость батареи в Ач)Накопление 14.2 – 14.8 ВПлавающий заряд (хранение) 13.2 – 13.8 В

Хотя этот алгоритм часто описывается как наилучший, сами производители аккумуляторов его упоминают редко. Видимо, это связано со сложностью его реализации в зарядных устройствах из-за того, что для разных емкостей длительность ступеней зарядки очень отличается и существует большая вероятность скорее повредить аккумулятор, чем качественно его зарядить.--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2) Зарядка в 2 ступени (Наиболее рекомендованный большинством производителей алгоритм)

3) Зарядка в 1 ступень, вариант 1 (рекомендуется для быстрой подзарядки, не рекомендуется в качестве основного, нужно следить за временем заряда) :

4) Зарядка в 1 ступень, вариант 2 (часто рекомендуется в качестве основного для батарей, используемых в системах бесперебойного питания или при длительном хранении батарей):

Из зарядных устройств «Мастер Ватт» для зарядки AGM аккумуляторов можно использовать все модели в следующих режимах:

Автоматическое зарядное устройство 5-10А 12В 2-х режимное - режим заряд+хранение – идеальный вариантЗарядные устройсва 15А и 25А (с регуляторами тока) - режим низкий Пуско-зарядные устройства 12/24В 35А и 12В 70А - режим пуск/хранение Автоматическое зарядное 0,3-0,8А 12В для мото аккумуляторов - в обычном режиме – идеальный вариантВо всех этих режимах аккумуляторы можно оставлять на неограниченное время, при этом не будет перезаряда и кипения батарей, а также будет автоматическая подзарядка при просадке напряжения.

Также AGM можно заряжать пуско-зарядными в режиме заряд и зарядными с регулировкой тока (15 и 25А) в режиме средний . В этих режимах можно держать батареи на зарядке не больше 3 суток.

Источники: http://tis.bmwcats.com/doc1083653/, http://www.solnechnye.ru/zaryadnye-ustroystva/vybor-zaryadnogo-ustroystva.htm, http://masterwatt.biz/blog/7/

Комментариев пока нет!

kak-sdelatpravilno.ru

Зарядное устройство для AGM автомобильных аккумуляторов. — DRIVE2

Как известно, AGM батареи критичны к режиму зарядки. Обычные зарядные устройства без контроля напряжения зарядки могут вывести их из строя. Внутри AGM батареи свинцовые пластины находятся в своего рода пакетах, наполненных электролитом в виде геля. У этих батарей много преимуществ перед традиционными, но они требуют определенного к ним отношения при эксплуатации. Их нельзя эксплуатировать в условиях высоких температур (поэтому их размещают вне моторного отсека, в салоне или багажнике авто). Напряжение их зарядки не должно превышать 14,7 в.Производители этих батарей рекомендуют следующий режим их зарядки:1 этап — основной. Заряд аккумуляторной батареи током 0.1С ( С — емкость батареи в А/Ч) до напряжения 14.5-14.8в. Этот момент очень важен так как на этой границе начинается бурное расщепление воды на кислород и водород, тем самым создаётся избыточное давление в банках. Избыточное давление выходит через предохранительные клапаны, повышается кислотность электролита, происходит отслоение геля от пластин, уменьшаются токоотдача и срок службы батареи.То есть это этап с ограничением напряжения.2 этап – буферный. При достижении на батарее порога напряжения 14,5 – 14,8 в мгновенное снижение напряжения заряда до 13,6 – 13,8 в с ограничением тока.Вот о таком устройстве и пойдет речь.За основу я взял схему с сайта forum.cxem.net/index.php автора «kurilka», как наиболее подходящую с моей точки зрения для повторения. Вот она:

Мне пришлось доработать схему под мои задачи. Дело в том, что автор использовал ее на слаботочных нагрузках. Мне же нужно заряжать батарею током около 4 А в основном режиме, не менее. Поэтому, когда я ее собрал и запустил, то получил зарядный ток около 0,5А, разумеется заменив силовой транзистор Q1 на более мощный, а именно – КТ819. Никакие манипуляции с настройками не давали желаемого результата.Я предположил, что недостаточное смещение на выходном транзисторе не дает ему открыться. При включенном режиме зарядки, когда на выходе 555 присутствует высокий потенциал, транзистор Q2 открыт и шунтирует управляемый стабилитрон TL431. Напряжение на базе Q1 в этом случае определяется разницей величин напряжения питания ( у меня 21 в) и падением напряжения на R5. Оно получалось недостаточным, чтобы транзистор Q1 открылся.Увеличить напряжение можно уменьшив R5. Но в этом случае возрастает коллекторный ток через Q3 и он наверняка выйдет из строя (для 2N3409 100 миллиампер – это предел).Что я сделал?Поменял Q3 на КТ815. У него тоже напряжение насыщения 0,6 в, как и у 2N3409, но ток 1,5 А макс. Я рассчитал схему следующим образом.R5 — 240 Ом. Коллекторный ток на КТ815 при этом мал, радиатор не требуется. На базе Q1 стало около 14 в и он открылся. Ток зарядки стал 4,2 А. Он ограничивается величиной сопротивления R7, которое примерно рассчитывается: J = 0,6/R7. 0,6 в – это напряжения насыщения транзистора Q3, который открываясь шунтирует напряжение смещения на Q1, заставляя его закрываться и тем самым ограничивая ток через него. У меня R7 – 0,15 Ом мощностью 10 Вт. Ток при этом около 4 А.Аккумулятор заряжается до напряжения отсечки, т.е. до 14,7в, как я установил настройками.Затем срабатывает на отключение таймер 555 и напряжение на базе Q1 будет определяться уже напряжением открывшегося стабилитрона, т.е.13,6 в — буферный режим.А это как раз то напряжение смещения транзистора Q1, при котором ток зарядки при полностью заряженной батарее ( в процессе дозарядки после включения буферного режима ток постепенно уменьшается, у меня с 2,5 А в начальный момент при переключении в буферный режим) должен быть около 0,5А или немного меньше 0,01С. Это нормально. Такой ток не вредит батарее и компенсирует ее саморазряд.Все процедуры настройки схемы описаны автором, поэтому я не буду их повторять, а просто приложу авторскую статью.Узел питания состоит из трансформатора (в моем случае тороидальный) с напряжением вторичной обмотки 16 – 18 в, выпрямительного моста соответствующих параметров и конденсаторов фильтра, емкость которых зависит от нагрузки, в моем случае 20 000 мкф. Напряжение на входе схемы после фильтра у меня около 21 в.Охлаждение силового ключа на транзисторе КТ819 выполнено на радиаторе компьютерного процессора с кулером. Как оказалось, этот радиатор настолько эффективен, что не позволяет разогреться транзистору на токе 4 А более 50 градусов. В этом случае напряжение на вентиляторе около 8 в и он работает не в полную силу. Можно использовать и меньший радиатор.Схема блока управления кулером с плавной регулировкой оборотов вентилятора в зависимости от температуры нагрева использовалась очень простая, всего из трех деталей, — транзистор MOSFET IRFBC 40, терморезистор с отрицательным ТКС ( у меня 6,8 ком) и подстроечный резистор ( у меня 2,2 ком). Номиналы резисторов не критичны, главное, чтобы сопротивление подстроечника было примерно в 3 раза меньше сопротивления терморезистора.

Вот, что у меня в итоге получилось:

В процессе испытаний пришлось доработать схему.Дело в том, что в режиме основной зарядки резистор R5 обеспечивает напряжение смещения на Q1. Но когда схема переключается в буферный режим (на выходе таймера появляется низкий уровень, транзистор Q1 прикрывается), TL431 открывается, устанавливая напряжение буферного режима 13,6 в, то ток идет по цепи R5 — U3. Резистор R 5 в этом случае меняет свою роль и выступает в виде ограничительного по току через регулируемый стабилитрон TL431. Его сопротивление в этом случае является недостаточным для обеспечения безопасного для U3 тока. Ток слишком велик. U3 греется и выходит из строя (я два так спалил).Получается, что в рабочем режиме необходим резистор, обеспечивающий достаточное смещение на Q1 для получения нужного нам тока зарядки ( в моем случае 4 А), а в буферном режиме требуется резистор значительно большего номинала для ограничения тока через U3 (его рабочий ток не более 100 мА).Поэтому я ввел реле на выходе таймера 555, которое, при наличии на этом выходе высокого потенциала, замыкает резистор малого сопротивления, отвечающий за смещение на Q1. В буферном же режиме, когда на выходе 555 низкий уровень напряжения (или 0 в), обесточиваясь переключается на резистор большого номинала, который ограничивает ток через U3 до его рабочего значения.При этом, реле должно иметь сопротивление обмотки такое, чтобы не перегрузить по току выход микросхемы (максимальный ток выходного транзистора NE555 — 150 мА) с учетом токов через светодиод и базовую цепь Q2. Это необходимо учитывать.

Zoom

Окончательно доработанная схема.

Для тех, кто хочет почитать статью автора исходной схемы в оригинале рекомендую набрать в поисковике:"Автоматическое устройство для зарядки кислотныхсвинцовых,(гелевых) аккумуляторов."Поисковик выдаст ссылку, которая откроет PDF файл. Его можно сохранить. Там подробное описание схемы и ее настройки. Я же дал только информацию по своим изменениям.Всем заряженных батарей и приличных пусковых токов.За сим откланиваюсь.BUSTER 333.

www.drive2.com

Communities › Сделай Сам › Blog › Зарядное устройство для AGM автомобильных аккумуляторов.

Всем привет.Уважаемые корифеи от электроники могут не читать этот пост, дабы не раздражаться от рассуждений дилетанта, его может быть "кривой" терминологии, не судить его строго. В нем он рассказывает о своих мучениях и ошибках при создании этого зарядного устройства.Я это делаю исключительно для того, чтобы такие как я, в случае если решат пойти по этому пути, не повторяли моих ошибок. Итак, в путь.

Как известно, AGM батареи критичны к режиму зарядки. Обычные зарядные устройства без контроля напряжения зарядки могут вывести их из строя. Внутри AGM батареи свинцовые пластины находятся в своего рода пакетах, наполненных электролитом в виде геля. Их еще поэтому называют гелевыми ( не путать с гелием). У этих батарей много преимуществ перед традиционными, но они требуют определенного к ним отношения при эксплуатации. Их нельзя эксплуатировать в условиях высоких температур (поэтому их размещают вне моторного отсека, в салоне или багажнике авто). Напряжение их зарядки не должно превышать 14,7 в.Производители этих батарей рекомендуют следующий режим их зарядки:1 этап — заряд аккумуляторной батареи током 0.1С до напряжения 14.5-14.8в. Этот момент очень важен так как на этой границе начинается бурное расщепление воды на кислород и водород, тем самым создаётся избыточное давление в банках. Избыточное давление выходит через предохранительные клапаны, повышается кислотность электролита. Срок службы батареи существенно сокращается.2 этап – при достижении на батарее порога напряжения 14,5 – 14,8 в мгновенное снижение напряжения заряда до 13,6 – 13,8 в с ограничением тока 0,01С. Батарея переходит в режим насыщения и может находиться в этом режиме долго без вреда для нее.Вот о таком устройстве и пойдет речь.

Я долго искал схему, позволяющую заряжать AGM батареи по приведенному выше алгоритму токами до 5 А, но находил лишь слаботочные конструкции для малых батарей.За основу я взял схему с сайта forum.cxem.net/index.php автора «kurilka», как наиболее подходящую с моей точки зрения для повторения. Вот она:

Мне пришлось доработать схему под мои задачи. Дело в том, что автор использовал ее также на слаботочных нагрузках. Мне же нужно заряжать батарею током около 4 А в основном режиме, не менее. Поэтому, когда я ее собрал и запустил, то получил зарядный ток около 0,5А, разумеется заменив силовой транзистор Q1 на более мощный, а именно – КТ819. Никакие манипуляции с настройками не давали желаемого результата. Ток не увеличивался.Я предположил, что недостаточное смещение на выходном транзисторе не дает ему открыться. При включенном режиме зарядки, когда на выходе 555 присутствует высокий потенциал, транзистор Q2 открыт и шунтирует управляемый стабилитрон TL431. Напряжение на базе Q1 в этом случае определяется разницей величин напряжения питания ( у меня 21 в) и падением напряжения на R5. Оно получалось недостаточным, чтобы транзистор Q1 открылся. Увеличить напряжение можно уменьшив R5. Но в этом случае возрастает коллекторный ток через Q3 и он наверняка выйдет из строя (для 2N3409 100 миллиампер – это предел).

Что я сделал?

Поменял Q3 на КТ815. У него тоже напряжение насыщения 0,6 в, как и у 2N3409, но ток 1,5 А макс. Я рассчитал схему следующим образом. R5 — 240 Ом. Коллекторный ток на КТ815 при этом мал, радиатор не требуется. На базе Q1 стало около 14 в и он открылся. Ток зарядки стал 4,2 А. Он ограничивается величиной сопротивления R7, которое примерно рассчитывается: J = 0,6/R7. 0,6 в – это напряжения насыщения транзистора Q3, который открываясь шунтирует транзистор Q1, заставляя его закрываться и тем самым ограничивая ток через него. У меня R7 – 0,15 Ом мощностью 10 Вт. Ток при этом около 4 А. Аккумулятор заряжается до напряжения отсечки, т.е. до 14,7 В, как я установил настройками. Затем срабатывает на отключение таймер 555 и напряжение на базе Q1 будет определяться уже напряжением открывшегося стабилитрона, т.е.13,6 В — буферный режим.

А это как раз то напряжение смещения транзистора Q1, при котором ток зарядки при полностью заряженной батарее ( в процессе дозарядки после включения буферного режима ток постепенно уменьшается, у меня с 2,5 А в начальный момент при переключении в буферный режим) должен быть около 0,5 А или немного меньше 0,01С. Это нормально. Такой ток не вредит батарее и компенсирует ее саморазряд.И все бы хорошо, но…Дело в том, что в режиме основной зарядки резистор R5 обеспечивает напряжение смещения на Q1. Но когда схема переключается в буферный режим и транзисторы Q1 и Q3 закрыты, а TL431 открывается и ток идет по цепи R5 — U3 этот резистор является ограничительным по току через регулируемый стабилитрон TL431 и его сопротивление является недостаточным для обеспечения безопасного для U3 тока. Ток слишком велик. U3 греется и может выйти из строя (я два так спалил).То есть, в рабочем режиме необходим резистор, обеспечивающий достаточное смещение на Q1 для получения нужного нам тока зарядки ( в моем случае 4 А), а в буферном режиме требуется резистор значительно большего номинала для ограничения тока через U3 (его рабочий ток не более 100 мА).Что делать? Вводить два резистора и переключающее реле?Все эти вопросы мы обсуждали в переписке с автором исходной схемы, и автор первоисточника убедил меня отказаться от использования реле из-за его инерционности. То есть оно отработает, спору нет, только нет и гарантии, что за время его срабатывания не успеет сгореть TL431. Ток на нем хоть и мгновение, но будет убойный.По его совету я ввел в схему в цепь между базой Q1 и землей транзистор КТ814 (комплиментарный КТ 815-му), а стабилитрон TL431 включил между его коллектором и базой, а между базой и эмиттером — резистор 1 ком. То есть зашунтировал TL431 транзистором, через который пошел основной ток. Этот транзистор установил на небольшой радиатор около 20 см2 ( при работе он греется где-то до 50 гр.С). Резистор R5 поставил 150 Ом. И наконец родилась окончательная схема. Вот она:

Zoom

Опишу еще процесс наладки устройства.Итак. Имеем три реперные точки.1. Напряжение отключения таймера 555 (отключение основного режима зарядки), а именно — 14,7 в. (верхний порог по напряжению).2. Напряжение включения таймера 555 (примерно соответствует 50 % разряда аккумулятора) — 12,2 в. (включение режима основной зарядки).3. Напряжение буферного режима ( режим ограничения тока 0,01С, или "добивка" аккумулятора до 100% заряда и поддержание его в таком состоянии) — 13,6 — 13,8 в.

Настройка.Начнем с конца. Извлекаем микросхему.Вместо батареи ставим конденсатор (можно электролит, естественно соблюдая полярность и подходящий по напряжению) и подключаем вольтметр. С помощью R8,R9 выставляем напряжение буферного режима (13,6 — 13,8 в).Другими словами, мы настраиваем делитель напряжения для получения нужного потенциала на управляющем выводе регулируемого стабилитрона TL431 для получения нужного напряжения стабилизации. Я манипулировал двумя переменными резисторами, временно подключив их вместо R8 и R9, а затем заменил их постоянными тех же номиналов. Желательно подобрать их точно, комбинируя, если потребуется, параллельное и последовательное их соединение. Можно применить подстроечники, впаяв их вместо постоянных резисторов и оставив в схеме, но желательно тогда многооборотные.

Далее выставляем верхний и нижний пороги срабатывания микросхемы 555. Для этого устанавливаем микросхему на её законное место, отключаем разъем (в авторской схеме перемычка, в моей — разъем папа-мама. Вот для чего он нужен. Без него настройка превратится в гемморой, нужно отключать питание от делителя), а вместо аккумулятора подключаем блок питания (желательно лабораторный или на худой конец регулируемый по напряжению), выставляем на нём около 14 в. Далее выставляем на блоке питания желаемый минимальный порог включения заряда (я ставил 12,2 в) и резистором R3 добиваемся включения NE555 ( на выходе напряжение близкое к напряжению питания микросхемы, т.е. около 12 в), это состояние наглядно продемонстрирует вспыхнувший индикаторный светодиод ( обратите внимание, напряжение срабатывания должно быть обязательно ниже напряжения буферного режима. В моем случае это 12,2 против 13,7 в).Точно также настройте верхний порог срабатывания микросхемы (на выходе около 0 в, светодиод потух) — 14,6 — 14,8 в.Эти манипуляции с двумя подстроечными резисторами довольно муторные и деликатные, так как поворот движка любого из них влияет и на верхнее и на нижнее напряжение, они изменяются. Нужно постоянно подстраивать то один, то другой, чтобы добиться нужного результата.Но ищущий да обрящет! И вот нам это удалось! Мы выставили все три реперные точки по контрольным напряжениям. Устройство настроено. Все отключаем.Соединяем разомкнутый технологический разъем.Подключаем наш аккумулятор. И… Надеюсь все будет хорошо, как и получилось у меня.

Теперь о конструкции.

Узел питания состоит из трансформатора (в моем случае тороидальный) с напряжением вторичной обмотки 16 – 18 в, выпрямительного моста соответствующих параметров и конденсаторов фильтра, емкость которых зависит от нагрузки, в моем случае 20 000 мкф. Напряжение на входе схемы после фильтра у меня около 21 в. Охлаждение силового ключа на транзисторе КТ819 выполнено на радиаторе компьютерного процессора с кулером. Как оказалось, этот радиатор настолько эффективен, что не позволяет разогреться транзистору на токе 4 А более 50 градусов. В этом случае напряжение на вентиляторе около 8 в и он работает не в полную силу. Можно использовать и меньший радиатор.

Схема блока управления кулером

с плавной регулировкой оборотов вентилятора в зависимости от температуры нагрева использовалась очень простая, всего из трех деталей, — транзистор MOSFET IRFBC 40, терморезистор с отрицательным ТКС ( у меня 6,8 ком) и подстроечный резистор ( у меня 2,2 ком). Номиналы резисторов не критичны, главное, чтобы сопротивление подстроечника было примерно в 3 раза меньше сопротивления терморезистора.Вот что в итоге получилось:

А это уже готовое изделие:Зарядное устройство работает нормально. Откатал несколько полных циклов зарядки на разряженном аккумуляторе Varta 68 Ah AGM. Все в штатном режиме. Аккумулятор заряжается током около 4 А до 14,7в, затем зарядка переключается на буферный режим со снижением тока до 0,7 А.Хочу выразить огромную благодарность автору начальной схемы kurilka ( [email protected]…ru) за его помощь в доводке схемы для зарядки аккумуляторов средней емкости, то есть автомобильных.Здоровья ему и творческой удачи. По его словам это первое созданное в железе устройство по его схеме на токи зарядки до 5 А.А меня прошу извинить за долгий рассказ.

www.drive2.com


Смотрите также