0

Буферний блок живлення або зарядний пристрій для гелевих акумуляторів

кислотні батареї, зокрема не потребують обслуговування версії з електролітом у формі гелю, завдяки їх відносно низькою ціною і умовами експлуатації все ще знаходять безліч застосувань в схемах буферного харчування. Описана схема блоку живлення / зарядного пристрою призначена для зарядки акумулятора 1,2 … 7 А·ч з напругою 12 В і струмом до 0,5 А.

Буферний блок живлення або зарядний пристрій для гелевих акумуляторів

Буферний блок живлення або зарядний пристрій для гелевих акумуляторів

Представлена ​​схема буферного джерела живлення або зарядного пристрою використовується для зарядки батареї на 1,2 … 7 А·ч з типовим напругою 12 В і струмом до 0,5 А. В основі схеми пристрою знаходиться інтегральна мікросхема BQ24450 від Texas Instruments, містить повний контролер процесу зарядки. Блок-схема BQ24450 показана на малюнку 1, а принципова схема зарядного пристрою на її основі – на малюнку 2.

Буферний блок живлення або зарядний пристрій для гелевих акумуляторів

Рис. 1

Зарядний пристрій працює від звичайного мережевого трансформатора, через який подається напруга 16 … 18 В змінного струму. Змінна напруга підключається до роз'єму (дроти 1 і 2), звідки, після випрямлення в мосту Гретца, що складається з діодів D1 … D4 і фільтрації через конденсатор CE1, він живить схему зарядки.

Буферний блок живлення або зарядний пристрій для гелевих акумуляторів

Рис. 2

також, зарядний пристрій може працювати від джерела з постійною напругою в діапазоні 18 … 24 В, підключаючи блок живлення до клем 1 («+») і 3 («-»). Незважаючи на широкий діапазон напруги живлення, необхідно обмежити значення вхідної напруги через втрати потужності. Зарядний пристрій є лінійним регулятором, і будь-яка непотрібна надлишкова потужність втрачається у вигляді тепла, особливо на початку процесу зарядки, коли напруга акумулятора є найнижчим. Для правильної роботи схеми різниця напруги між входом і виходом U1 становить 3 В, коли батарея повністю заряджена.

Мікросхема U1 налаштована для роботи в двухступенчатом режимі зарядки з струмом попередньої зарядки. Операція BQ24450-спред починається, коли напруга перевищує 4,5 В, якщо акумуляторне напруги нижче, ніж VTH опорного напруги (вимірюється шляхом видалення CE, як правило, Vref = 2,3 V):

VTH = VREF × (ЗНО + РБ + RC // RD) ÷ (РБ + RC // RD)

У прототипі автора VTH був встановлений на 10,5 В. Зарядний струм забезпечується U1, транзистор Q1 відключається, а значення струму встановлюється за допомогою резистора R12 приблизно до 80 мА (для Vin = 18 В):

IPRE = (ВИНО - 2 - VBAT) ÷ R12.

Це запобігає нагрів сильно посадженою батареї, коли зарядка буде проходити при максимальному струмі. Після перевищення порога низької напруги батареї внутрішній ланцюг, відповідальна за зарядку, відключається, і Q1, керований зі схеми компаратора, вимірює зменшення на резисторах R1 і R2, з'єднаних паралельно, відповідає за регулювання струму зарядки. Зарядний струм визначається відповідно до виразу: IMAX CHG = VILIM ÷ (R1 // R2). для опорів, зазначених на діаграмі, зарядний струм складає 0,5 А (Vi-клей = 250 мВ). Якщо зарядний пристрій використовується в буферній системі, його значення повинно бути вибрано для зарядки акумулятора, завантаженого системою протягом певного часу. Зарядка з максимальним струмом триває до тих пір, поки акумулятор не досягне апряженія 14,7 В (Підвищення), яке підтримується зарядним пристроєм. Значення напруги Vboost розраховується за формулою: VBOOST = VREF × (ЗНО + РБ + RC // RD) ÷ RC // RD.

Акумуляторна батарея знижує енергоспоживання якщо падіння напруги на резисторах R1 / R2 досягає 25 мВ (10% від зарядного струму). Схема переходить в стан утримання (з плаваючою точкою). Батарея заряджена на 100%, коли напруга на її клемах становить 13,8 В. Значення напруги Vfloat розраховується за формулою: VFLOAT = VREF × (ЗНО + РБ + RC) ÷ RC. Якщо споживаний струм не перевищує зарядний струм, 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 % Підвищення.
  2. Підвищення, 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.

Буферний блок живлення або зарядний пристрій для гелевих акумуляторів

Рис. 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 (до 1,5 А), 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, з'єднаних послідовно. Это было сделано для облегчения выбора значений среди типичных резисторов с допуском 1%, наприклад, при настройке рабочих условий для 6-вольтовой батареи или при настройке напряжения для циклического режима.






Залишити коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікований.