0

Der Pufferteil oder Ladegerät für Gel-Batterien

Säurebatterien, besonders wartungsfreie Gelelektrolytversionen, Aufgrund ihres relativ niedrigen Preises und ihrer relativ niedrigen Betriebsbedingungen finden sie immer noch viele Anwendungen in Pufferstromkreisen. Die beschriebene Stromversorgungsschaltung / зарядного устройства предназначена для зарядки аккумулятора 1,2 … 7 A·ч с напряжением 12 В и током до 0,5 A.

Der Pufferteil oder Ladegerät für Gel-Batterien

Der Pufferteil oder Ladegerät für Gel-Batterien

Представленная схема буферного источника питания или зарядного устройства используется для зарядки батареи на 1,2 … 7 A·ч с типичным напряжением 12 В и током до 0,5 A. В основе схемы устройства находится интегральная микросхема BQ24450 от Texas Instruments, содержащая полный контроллер процесса зарядки. Блок-схема BQ24450 показана на рисунке 1, а принципиальная схема зарядного устройства на ее основе – auf dem Bild 2.

Der Pufferteil oder Ladegerät für Gel-Batterien

Reis. 1

Зарядное устройство работает от обычного сетевого трансформатора, подающего напряжение 16 … 18 VAC. Переменное напряжение подключается к разъему (Draht 1 und 2), откуда, после выпрямления в мосту Гретца, состоящего из диодов D1D4 и фильтрации через конденсатор CE1, он питает схему зарядки.

Der Pufferteil oder Ladegerät für Gel-Batterien

Reis. 2

auch, зарядное устройство может работать от источника с постоянным напряжением в диапазоне 18 … 24 die, подключая блок питания к клеммам 1 («+») und 3 («-»). Несмотря на широкий диапазон напряжения питания, необходимо ограничить значение входного напряжения из-за потери мощности. Зарядное устройство является линейным регулятором, и любая ненужная избыточная мощность теряется в виде тепла, особенно в начале процесса зарядки, когда напряжение аккумулятора является самым низким. Для правильной работы схемы разница напряжения между входом и выходом U1 составляет 3 die, когда батарея полностью заряжена.

Микросхема U1 настроена для работы в двухступенчатом режиме зарядки с током предварительной зарядки. Операция BQ24450-спрэд начинается, когда напряжение превышает 4,5 die, если аккумуляторное напряжения ниже, чем VTH опорного напряжения (измеряется путем удаления CE, allgemein, Vref = 2,3 V):

VTH = VREF × (RA + RB + RC//RD) ÷ (RB + RC//RD)

В прототипе автора VTH был установлен на 10,5 die. Зарядный ток обеспечивается U1, транзистор Q1 отключается, а значение тока устанавливается с помощью резистора R12 примерно до 80 mA (для Vin = 18 die):

IPRE = (VIN – 2 – VBAT) ÷ R12.

Это предотвращает нагрев сильно посаженой батареи, когда зарядка будет проходить при максимальном токе. После превышения порога низкого напряжения батареи внутренняя цепь, ответственная за зарядку, trennt die Verbindung, и Q1, управляемый из схемы компаратора, измеряющей уменьшение на резисторах R1 и R2, parallel geschaltet, отвечает за регулирование тока зарядки. Зарядный ток определяется в соответствии с выражением: IMAX CHG = VILIM ÷ (R1 // R2). Для сопротивлений, указанных на диаграмме, зарядный ток составляет 0,5 A (Vi-lim = 250 mV). Если зарядное устройство используется в буферной системе, его значение должно быть выбрано для зарядки аккумулятора, загруженного системой в течение определенного времени. Зарядка с максимальным током длится до тех пор, пока аккумулятор не достигнет апряжения 14,7 die (Boost), которое поддерживается зарядным устройством. Значение напряжения Vboost рассчитывается по формуле: VBOOST = VREF × (RA + RB + RC // RD) ÷ RC // RD.

Аккумуляторная батарея снижает энергопотребление если падение напряжения на резисторах R1 / R2 достигает 25 mV (10% от зарядного тока). Схема переходит в состояние удержания (с плавающей точкой). Батарея заряжена на 100%, когда напряжение на ее клеммах составляет 13,8 die. Значение напряжения Vfloat рассчитывается по формуле: VFLOAT = VREF × (RA + RB + RC) ÷ RC. Если потребляемый ток не превышает зарядный ток, зарядное устройство полностью заряжено. Если потребляемый ток выше, напряжение на разряженной батарее уменьшается, и цикл зарядки повторяется. Два режима поплавка / ускорения позволяют быстро перезарядить аккумулятор и поддерживать его в надлежащем состоянии в течение всего срока службы. Светодиоды ST1 и ST2 отображают рабочее состояние системы, оптопара разделяет сигнальную цепь и изменяет пороги зарядки, не теряя возможности сигнализировать о внутренних состояниях системы с помощью диода ST1.

Зарядное устройство сигнализирует о трех состояниях зарядки:

  1. Запас, ST1 включен, напряжение батареи ниже порога 95 % Boost.
  2. Boost, оба светодиода включены.
  3. Поплавок, оба диода гаснут.

Схема обеспечивает цикличность процесса зарядки в зависимости от состояния батареи. Система компенсации зарядного напряжения, встроенная в U1, обеспечивает коррекцию зарядного напряжения в зависимости от температуры, соответствующей характеристикам гелевой батареи.

Der Pufferteil oder Ladegerät für Gel-Batterien

Reis. 3

Авторская модель собрана на небольшой двусторонней печатной плате, расположение компонентов которой показано на рисунке 3. Транзистор Q1 установлен на радиаторе. Место соприкосновения с радиатором следует смазать термопастой, установка устройства не требует описания. Из-за компенсации зарядного напряжения должны быть обеспечены аналогичные температурные условия для батареи, системы U1 и радиатора Q1, чтобы это не влияло на измерение температуры. Если требуется больший зарядный ток (zu 1,5 A), поместите транзистор Q1 на внешний радиатор с соответственно большей поверхностью. Плата также позволяет адаптировать другие режимы, путем соответствующего монтажа элементов Ra-Rd. Каждый из резисторов настройки напряжения состоит из двух элементов, in Reihe geschaltet. Это было сделано для облегчения выбора значений среди типичных резисторов с допуском 1%, zum Beispiel, при настройке рабочих условий для 6-вольтовой батареи или при настройке напряжения для циклического режима.

Hinterlasse eine Antwort

Deine Email-Adresse wird nicht veröffentlicht.