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, зарядний пристрій повністю заряджено. Якщо струм вище, напруга на розрядженою батареї зменшується, і цикл зарядки повторюється. Два режиму поплавка / прискорення дозволяють швидко перезарядити акумулятор і підтримувати його в належному стані протягом всього терміну служби. Світлодіоди ST1 і ST2 відображають робочий стан системи, оптопара розділяє сигнальну ланцюг і змінює пороги зарядки, не втрачаючи можливості сигналізувати про внутрішні стани системи за допомогою діода ST1.

Зарядний пристрій сигналізує про трьох станах зарядки:

  1. запас, ST1 увімкнено, напруга батареї нижче порога 95 % Підвищення.
  2. Підвищення, обидва світлодіода включені.
  3. поплавок, оба диода гаснут.

Схема забезпечує циклічність процесу зарядки в залежності від стану батареї. Система компенсації зарядного напруги, вбудована в U1, забезпечує корекцію зарядного напруги в залежності від температури, відповідної характеристикам гелевою батареї.

Буферний блок живлення або зарядний пристрій для гелевих акумуляторів

Рис. 3

Авторська модель зібрана на невеликій двосторонньої друкованої плати, розташування компонентів якої показано на малюнку 3. Транзистор Q1 встановлений на радіаторі. Місце зіткнення з радіатором слід змастити термопастою, установка пристрою не вимагає опису. Через компенсації зарядного напруги повинні бути забезпечені аналогічні температурні умови для батареї, системи U1 і радіатора Q1, щоб це не впливало на вимірювання температури. Якщо потрібен більший зарядний струм (до 1,5 А), помістіть транзистор Q1 на зовнішній радіатор з відповідно більшою поверхнею. Плата також дозволяє адаптувати інші режими, шляхом відповідного монтажу елементів Ra-Rd. Кожен з резисторів налаштування напруги складається з двох елементів, з'єднаних послідовно. Це було зроблено для полегшення вибору значень серед типових резисторів з допуском 1%, наприклад, при налаштуванні робочих умов для 6-вольтової батареї або під час налаштування напруги для циклічного режиму.

Залишити коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікований.