Chargeur peu coûteux et petit pour batteries au plomb. Comment charger correctement une batterie au plomb Comment charger des batteries au plomb scellées

Cette histoire a commencé lorsque nous avons décidé d'aller dans la forêt dans la nuit du samedi au dimanche - mon frère avait un jour de confiture et nous avons décidé de le célébrer le air frais avec shish kebab et vodka. Ils commencèrent à se rassembler. Pour l’éclairage, nous avons pris quelques lampes de poche et une petite boombox pour régler la musique de fond. Bien sûr, nous avons acheté des piles pour tout cela, ce qui nous a coûté une jolie somme. Avec des visages d'idiots heureux, nous avons fait irruption dans la forêt et avons commencé à ramasser du bois de chauffage, pensant sobrement (pour l'instant) qu'il serait bien de casser ce même bois de chauffage avant qu'il ne fasse nuit. Et il fallait du bois de chauffage pour deux feux - pour le barbecue et pour le chauffage - pour éclairer le lieu de célébration. Eh bien, ce que je veux vous dire... le lendemain, j'ai eu du mal à me redresser, car pour qu'il y ait suffisamment de lumière du feu, je devais constamment y jeter du bois de chauffage, qu'il fallait couper au bon endroit. forêt, dans laquelle après le coucher du soleil il faisait sombre, comme eux, vous savez où il fallait conserver les piles des lanternes et le lieu de l'ivresse illuminé par un feu, pour lequel il fallait couper du bois. Je me répète, non ? Eh bien, cette nuit-là, j'ai eu beaucoup de répétitions comme celle-ci. À ce propos, le lendemain, deux questions se sont posées : « est-ce que je me suis reposé ? Ou « où et comment s’assurer que cela ne se reproduise plus ?

Tout d'abord, les piles - il est clair que des piles sont nécessaires, mais après avoir regardé les prix des piles modernes au nickel-cadmium, mon crapaud a catégoriquement refusé de les acheter. Ensuite, je me suis souvenu des UPS - vous savez, ce genre de racks pour empêcher votre ordinateur de s'éteindre au moment le plus inopportun, lorsque vous avez fini de terminer le dragueur de mines 100x100, et qu'un bon voisin a déjà branché une unité de soudage artisanale sur le réseau. prise et, souriant joyeusement, l'alluma, coupant le courant, donc la moitié de la maison.

Ainsi, ces banduras utilisent des batteries au plomb scellées - elles sont également appelées batteries au gel. Leur coût n'est pas comparable à celui Piles Ni-Cd- les premiers coûtent nettement moins cher que les seconds. Je suis allé au magasin et je me suis acheté une batterie assez moyenne avec une tension de 12 volts et une capacité de 7,2 ampères-heures.

Fig.1 Photo de la batterie.

Ensuite, tout était simple - nous prenons une ampoule de voiture de 10 watts, la suspendons à un long fil sur un arbre et la connectons au sujet - la lumière est prête. Et pour connecter la radio, on sculpte un simple stabilisateur sur le KREN8A ou son analogue bourgeois LM7809, on visse les fils aux bornes du compartiment à piles - et voilà - on a la lumière et la musique. Je dois vous dire qu'un schéma similaire a déjà été testé - il dure toute une nuit de fonctionnement continu et la batterie n'est pas complètement déchargée.

Mais vous comprenez que tout n'est jamais bon jusqu'à la fin - il doit y avoir quelque part une goutte de déchets du métabolisme humain, qui doit empoisonner toute l'idylle. Le problème dans ce cas est que ces batteries ne peuvent pas être chargées avec des chargeurs de batterie de voiture classiques. Les batteries au plomb conventionnelles sont chargées avec un courant constant, tandis que la tension aux bornes augmente tout le temps et lorsqu'elle atteint une certaine valeur, l'électrolyte de la batterie bout, ce qui indique la fin de la charge. Imaginons ce qui se passera lorsqu'une batterie scellée bout. Je pense qu’il est peu probable que des pertes et des destructions soient évitées. Ces boîtiers se chargent donc différemment : le courant de charge est fixé égal à 0,1C, où C est la capacité de la batterie, et le courant de charge est limité, puisque ce camarade est « insatisfait du tractus gastro-intestinal » et est prêt à tout engloutir qui lui est donnée, la tension est stabilisée et réglée entre 14 et 15 volts. Pendant le processus de charge, la tension reste pratiquement inchangée et le courant diminuera de la valeur définie à 20-30 mA à la toute fin de la charge. Autrement dit, il fallait collecter Chargeur.

Je ne voulais vraiment pas déconner, mais ensuite la bourgeoisie est venue à la rescousse - ST Microelectronics - il s'avère qu'ils ont une solution presque toute faite - le microcircuit L200C. Cette puce est un stabilisateur de tension avec un limiteur de courant de sortie programmable. La documentation de ce microcircuit est ici : www.st.com/stonline/products/literature/ds/1318.pdf Le circuit du chargeur de la figure 2 est pratiquement diagramme typique inclusion

Figure 2

De manière générale, il n’y a rien de particulier à décrire, je m’attarderai juste sur quelques points. Tout d'abord, les résistances de réglage du courant R2-R6. Leur puissance ne doit pas être inférieure à celle indiquée sur le schéma, et de préférence supérieure. A moins, bien sûr, que vous soyez fan des effets spéciaux de fumée et que vous ne vous lassiez pas de la vue des résistances noircies.

Fig 3.1 Appareil sur une maquette

Le microcircuit, bien sûr, doit être installé sur le radiateur, et ne soyez pas gourmand non plus - tous ces équipements sont conçus pour un fonctionnement à long terme, donc plus le régime thermique des éléments est léger, mieux c'est pour eux, et donc pour toi. La résistance R7 ajuste la tension de sortie entre 14 et 15 volts. Il est préférable de prendre nos diodes domestiques dans des boîtiers métalliques, elles n'ont alors pas besoin d'être installées sur des radiateurs. La tension sur l'enroulement secondaire du transformateur est de 15-16 volts. Personnellement, je n'ai fait aucune planche, il n'y a pas beaucoup de détails - j'ai tout assemblé sur une maquette. Ce qui s'est passé est visible sur la photo.

Fig 3.2 Tout est assemblé, seulement sans le boîtier

Tout fonctionne comme prévu en théorie - le courant, au début, était important, mais à la fin de la charge, il est devenu insignifiant et vit dans cet état depuis plusieurs jours. À propos, le fabricant recommande un courant aussi faible pendant une longue période afin de préserver la capacité de la batterie.

Fig 4.2 Appareil assemblé sur la carte

Vous pouvez télécharger ci-dessous le circuit imprimé aux formats LAY et Corel pour la découpe au plotter sur film

Liste des radioéléments

Matériaux utilisés sur les sites www.jaycar.com, www.at-systems.ru, www.slt.ru. Graphiques et citations en italique- www.at-systems.ru. Tout le reste (c) Klausmobile 2002. Répétition de toutes les conceptions aux risques et périls du répéteur...

1. Le pain d'épices d'abord, les bâtonnets plus tard...

Les batteries au plomb scellées (SLA) sont les sources d’énergie secondaires (rechargeables) les plus abordables. Abordable, dans l'économie actuelle, signifie, d'une part, la disponibilité à la vente de batteries standard d'une tension de 6V et 12V, d'une capacité de un à mille Ah, et d'autre part, celle pour 1 cu à feuilles persistantes. vous pouvez acheter de 1,5 à 6 Wh de capacité nominale. Le plus petit nombre correspond aux petites piles, le plus grand nombre aux grosses.

Quel autre avantage ? Autodécharge relativement lente (pas plus de 5 % de la capacité par mois à température ambiante), durabilité relative soumise à des cycles de décharge peu profonds. Manque de « mémoire » (inhérent piles nickel-cadmium). Une recharge « flottante » constante en mode veille est autorisée (c'est ainsi que fonctionnent les batteries de voiture).

Par rapport aux batteries au plomb à électrolyte liquide, les batteries scellées bénéficient naturellement d'une sécurité de fonctionnement (pas de fumées nocives, le fonctionnement dans n'importe quelle position est acceptable). De plus, une batterie scellée est moins critique pour les conditions de charge ; il est plus difficile de la détruire avec une charge inappropriée. Le fait est que l’électrolyte gel est sélectionné de telle sorte que la batterie ne soit jamais complètement chargée (du point de vue d’un chimiste). Par conséquent, aucun dégagement de gaz ne se produit pendant la recharge, puisqu'il n'y a tout simplement pas de recharge. Cela ne signifie pas que vous pouvez oublier de contrôler le mode de charge. C'est interdit. Nous en reparlerons plus tard.

Quel est l'inconvénient ? Premièrement, une faible capacité spécifique - 25..35 Wh par kilogramme de masse, ou 60..100 Wh par litre de volume. Deuxièmement, une réduction significative de la durée de vie de la batterie lors de cycles de décharge profonde, ainsi que lors de décharges systématiques avec des courants élevés. Troisièmement, il existe une dépendance significative de la tension et de la résistance interne à la profondeur du cycle.

2. À propos de la vieillesse prématurée.

Terminologie : en pratique il est d'usage de désigner intensité de décharge sous la forme d’« unités C » sans dimension. 1C (one-tse) est numériquement égal à la capacité de la batterie pendant la décharge CC dans les 20 heures. Une décharge complète est définie comme une décharge allant jusqu'à 1,8 V par cellule à température ambiante (soit jusqu'à 5,4 et 10,8 V pour les batteries 6 V et 12 V). La valeur de 1,8 V a été établie empiriquement comme limite inférieure, lorsqu'elle est déchargée en dessous avec un courant de 0,05 C, un vieillissement prématuré irréversible de la batterie commence.

Ainsi, s'il est déterminé expérimentalement pour une batterie que pour la décharger d'un état complètement chargé (2,1-2,3 V par cellule) à 1,8 V par cellule en 20 heures, un courant de décharge de 150 mA est nécessaire, alors le courant nominal La capacité de la batterie est réglée sur 3,0 A*h (=0,15A * 20h).

L'intensité du courant 1C pour une batterie donnée correspond à un courant de décharge de 3A, 2C correspond à un courant de décharge de 6A, etc. Si vous limitez la décharge en atteignant une tension minimale donnée, la même 10,8V, il s'avère que la capacité réelle à un courant de 1C sera réduite d'environ la moitié par rapport à la nominale (voir graphique). Mais le seuil de vieillissement irréversible à haute intensité de décharge (1C et plus), au contraire, est considérablement réduit - à 8V.

Une décharge répétée de la batterie à des tensions inférieures à la ligne pointillée entraîne une panne de la batterie.

En pratique, les SLA fonctionnent selon deux modes : tampon et cyclique. En mode tampon, la batterie est constamment connectée au chargeur. S'il y a une tension dans le réseau électrique, après la charge, la batterie est exposée pendant une longue période à la tension de charge finale. Le faible courant circulant dans les batteries compense l'autodécharge de la batterie et maintient la batterie dans un état complètement chargé à tout moment. En cas de panne de courant, la batterie est déchargée vers la charge qui y est connectée. Le mode de fonctionnement tampon est typique des systèmes Alimentation sans interruption permanente et courant alternatif, qui sont largement utilisés pour les ordinateurs, les communications et les industries de transformation. Et aussi - les batteries de voiture lors d'une utilisation régulière de la voiture.

En fonctionnement cyclique, la batterie est chargée puis déconnectée du chargeur. La batterie est déchargée selon les besoins. Le mode de fonctionnement cyclique est utilisé lors du fonctionnement de divers appareils portables ou transportables : lumières électriques, moyens de communication, instruments de mesure. Les fabricants de batteries répertorient généralement caractéristiques techniques, à quel mode de fonctionnement telle ou telle batterie est destinée.

Par conséquent, si vous décidez d'alimenter les piles à filament d'un amplificateur à tubes, alors il s'agit d'un mode cyclique (comme c'est agréable de savoir que vous avez parlé en prose toute votre vie...). Mais cela signifie-t-il que vous pouvez simplement décharger la batterie au maximum autorisé les lampes 5,7 ou 11,4V ? En effet, même si ce mode est évidemment plus sûr que la décharge « d'urgence » 5,4 ou 10,8 V, si la batterie est mal choisie, cela entraînera des cycles de décharge assez profonds, et réduira ainsi sa durée de vie.

Profondeur du cycle la décharge est définie comme le rapport des ampères-heures effectivement délivrés à la charge aux ampères-heures correspondant à la décharge au seuil de vieillissement irréversible. Les ampères-heures au dénominateur coïncideront avec la capacité nominale uniquement pour une intensité de décharge de 0,05C. En pratique, c'est la capacité nominale qui sert de dénominateur (d'autant plus que le courant de décharge constant n'est qu'une approximation idéale).

La profondeur du cycle (s'il est répété de cycle en cycle) détermine la durée de vie des piles. À une profondeur de cycle de 100 %, la durée de vie du SLA ne dépassera pas 200 à 300 cycles. Pour référence, les batteries de voiture à électrolyte liquide résistent rarement à plus de 20 cycles profonds. À 30 % de profondeur de cycle, leur nombre triple. La célèbre Optima garantit une survie pendant 100 cycles sans cycle (l'auteur possède une telle batterie depuis quatre ans, mais il n'y a pas eu un seul cycle zéro profond...).

3. Exemple concret

Maintenant, comptons. Chaque canal de l'amplificateur contient une paire de lampes 6C4C (6V, 2A). Une durée de fonctionnement minimale entre les charges de 8 heures doit être garantie. Dans ce cas, la tension ne doit pas descendre en dessous de 5,7 V (selon les spécifications de la lampe), la profondeur du cycle ne doit pas dépasser 50 %. De la dernière exigence, il résulte que la capacité de la batterie est d'au moins 32 Ah par canal (= 2A * 8h / 50 %). Le taux de décharge d'une telle batterie est de 0,06C (= 32A*h / 2). Il ressort du graphique qu'en 8 heures, sa tension chutera à seulement 12,0-12,2 V. Il y a du stock ! Mais seulement avec une batterie neuve. Si vous n'oubliez pas de le charger à temps, après environ 500 cycles (un an et demi de plaisir quotidien), la tension en 8 heures tombera au même 5,7 V, ou pire... Assurez-vous de régler l'automatique s'éteint en cas de tension insuffisante ! À propos, 32 Ah est étrangement proche de la valeur de capacité batterie de voiture(50-65 Ah). Ainsi, pour des courants de 2 A et plus, une batterie de voiture sans entretien est une alternative tout à fait raisonnable (en termes de prix). Ils ont des problèmes d'environnement et de sécurité. D'un autre côté, si une grosse batterie ne rentre pas dans la conception, vous pouvez alors mettre en parallèle en toute sécurité plusieurs batteries plus petites (de préférence, mais pas nécessairement, de la même série, du même fabricant, du même « âge » depuis le début de l'exploitation) .

Ou peut-être essayer le mode tampon (veille) pour charger constamment, sans aucune automatisation ? Interrupteur à bascule vers le haut - la batterie se décharge, les lampes fonctionnent, interrupteur à bascule vers le bas - mise en charge, lampes... débranchées des batteries ! Mode de charge normal - charge courant continu 2,4-2,5 V par pot, aux bornes de la batterie 6 V, il y aura jusqu'à 7,5 V - les lampes ne dureront pas longtemps (surtout si l'alimentation de l'anode est coupée).

En mode tampon, la durée de vie de la batterie dépend fortement de la température. La température la plus favorable pour la batterie est considérée comme étant de 15 à 20 degrés Celsius. Une augmentation de la température de 10 degrés réduit la durée de vie de la batterie de moitié. La figure montre une dépendance typique de la durée de vie à la température pour les batteries dont la durée de vie est estimée à 5 à 7 ans. Résumé - ne mettez pas les piles dans le même boîtier que les lampes, les Pentium, etc. objets chauds. Vous vous demandez peut-être : qu'en est-il sous le capot d'une voiture... eh bien, premièrement, une batterie de voiture est spécialement conçue pour une large plage de températures, et deuxièmement, la capacité thermique de la batterie est si élevée qu'il n'est pas facile de réchauffez-le considérablement, même sous le capot.

Dans l'exemple mentionné, la durée de vie de la batterie à incandescence avec des cycles quotidiens de 50 % est d'un an et demi. Est-il possible de faire plus ? DANS conditions réelles Lors du fonctionnement des batteries stationnaires, il est nécessaire de prendre en compte la réduction de la durée de vie des batteries en cas d'un grand nombre de décharges testées. Pour les batteries de 5 ans, véritable ressource ne dépassera pas 3 ans si la batterie subit en moyenne une décharge de 30 % par jour ou une décharge complète par semaine.

4. En savoir plus sur les frais

Le meilleur mode de charge de batterie pour une faible profondeur de décharge (pas supérieure à 75 %) est la charge constante. tension. Différents fabricants donnent des valeurs légèrement différentes, mais une tension généralement acceptée est de 2,4 V par cellule en cycle (14,4 V pour une batterie de 12 V). En mode tampon, la tension peut être inférieure, 2,3 V par cellule.

Lors du chargement d'une batterie complètement déchargée, ce mode entraîne une surcharge de courant initiale, c'est pourquoi un mode combiné de limitation de courant et de tension est utilisé. C'est ce qu'on appelle généralement le mode charger I-U. Une batterie déchargée est d'abord chargée avec un courant continu, numériquement (en ampères) ne dépassant pas 0,1 à 0,3 de la capacité nominale de la batterie (en ampères-heures). Par exemple, pour une batterie d'une capacité de 100 A*heure, le courant de charge ne doit pas dépasser 10-30 ampères. À mesure que la batterie se charge, la tension aux bornes de la batterie augmente (à courant constant). Une fois que la tension de la batterie atteint la tension de charge finale, le courant de charge commence à diminuer, maintenant la tension constante.

La tension de charge finale à une température de 20 degrés Celsius est de 2,25 à 2,3 volts par cellule de batterie. Pour une batterie avec une tension nominale de 12 V (6 cellules), la tension de charge finale est de 13,5 à 13,8 V. Si la batterie fonctionne à d'autres températures, pour augmenter la durée de vie de la batterie, il est recommandé de réduire la tension de charge finale à 2,2-2,25 V/cellule à une température de 40 degrés et augmenter la tension jusqu'à 2,35-2,4 V à une température de 0 degrés. L'utilisation d'une telle compensation de température de la tension de charge vous permet d'augmenter de 15 % la durée de vie de la batterie à 40 degrés Celsius.

Pour charger complètement une batterie épuisée, il est recommandé de la charger pendant 24 heures. Si une charge de batterie plus rapide (dans un délai de 8 à 10 heures) est nécessaire en cas de fonctionnement cyclique, la tension de charge finale est augmentée à 2,4-2,48 V/el (à 20 degrés Celsius) et le temps de charge doit être limité conformément aux la charge restante de la batterie avant de la charger.

Chargeur à tension constante Un courant relativement important est appliqué pendant la phase de charge initiale de la batterie. Lorsque la tension de la batterie atteint le niveau défini, le chargeur passe du mode courant constant au mode tension constante. Durant cette phase la valeur courant de charge commence à diminuer jusqu'à un niveau de courant de charge minimum, appelé courant d'entretien. Les valeurs indiquées dans le tableau sont prises comme standard.

Valeurs standards des grandeurs électriques pour un chargeur à tension de charge constante

Remarques: Pour les batteries utilisées en mode cyclique, il est recommandé d'utiliser un capteur qui permet d'interrompre le processus de charge lorsqu'une valeur de tension prédéfinie est atteinte, ou une minuterie. Le coefficient de température doit être pris en compte si la batterie est chargée à des températures inférieures à +10 0 À partir de +30 0 AVEC

Système de charge rapide (uniquement pour les batteries fonctionnant en mode cyclique) Lors de l'accélération de la charge de la batterie, il est nécessaire d'utiliser des appareils équipés d'une unité de compensation de température et d'un fusible thermique pour éviter que la batterie ne soit sous-chargée à basse température ou ne surchauffe à basse température. haute température environnement

Les valeurs standards des grandeurs électriques pour le mode de charge accélérée de la batterie sont données dans le tableau :

Remarques: La batterie doit être équipée d'un thermostat ou d'un fusible thermique, ou une minuterie doit être utilisée pour arrêter le processus de charge à temps. Le courant de charge initial maximum pour les batteries d'une capacité supérieure à 10 Ah doit correspondre au rapport suivant : I = C maximum

Faites attention au dernier paragraphe. Il en vaut la peine. Surtout si de nombreuses batteries sont enfermées dans une boîte mal ventilée, une surchauffe est possible même avec une charge normale (non accélérée), bien que non catastrophique, mais réduisant néanmoins la durée de vie des batteries.

5. Chargeur simple (charge lente I-U)

Pour charger de petites batteries, le circuit standard le plus pratique est basé sur la famille de circuits intégrés LM117, LM 196, LM317 (142EN12, 1151EN1, 1157EN1). Source - "Microcircuits pour alimentations linéaires", M, Dodeka, 1998, pp. 97, 122, etc.).

Le seuil de limitation de courant est fixé par R4 (en tenant compte du courant admissible et de la puissance dissipée du microcircuit). En pratique, lorsque l'alimentation d'un type spécifique de batterie est intégrée directement à l'équipement - aucun réglage de la limite de courant n'est nécessaire, vous pouvez éliminer complètement le circuit de limitation de courant (T2), en transférant cette fonction à la résistance de sortie de l'alimentation. filtre.

Aux courants élevés, il est plus pratique d'utiliser des stabilisateurs discrets avec des transistors pass-through N-MDS ou NPN composites, contrôlés par un stabilisateur intégré. L'inconvénient du MIS - une tension de seuil relativement élevée - dans les chargeurs de faible puissance est résolu en augmentant la tension de la source d'alimentation principale (unique), dans les chargeurs puissants (voir figure) - en doublant la tension.

Les valeurs nominales des diviseurs stabilisateurs de tension (IC1) sont indiquées pour les batteries 6V, les valeurs nominales des capacités du filtre et des résistances stabilisatrices de courant (T2) sont pour courants de charge pas plus de 2,5 A, ce qui est suffisant pour des batteries d'une capacité allant jusqu'à 10-15 Ah. Transformateur pour tension de sortie 9V xx, courant 5A. Des shunts commutables dans le circuit base-émetteur T2 définissent le courant de charge maximum. La diode D11 - une diode Schottky avec un courant d'au moins 10A - protège contre l'inversion de polarité de la batterie. La configuration se résume à régler la tension de stabilisation à un équivalent de charge de 10 Ohms (R6) et à sélectionner les shunts R5.

6. Source de tension négative dans la voiture

Pour alimenter les crossovers, etc. appareils sur un ampli-op avec couplage direct, vous pouvez fournir une simple source de tension négative pulsée. Ou mieux encore, une batterie. Beaucoup mieux ! Mais cette batterie ne doit pas être de 12, mais de 6 Volts. Laisse-moi expliquer. Très probablement, cette batterie fournira du courant presque toujours lorsque le moteur tourne. Et il ne peut se recharger qu’en stationnement. Mais il est impossible de charger une batterie au plomb 12V à partir d’une autre batterie 12V. Il ne s’agit même pas d’un régime tampon, mais d’une grève de la faim. Il faut un générateur qui produise du 14V, mais où s'en procurer un, sur le parking...

Pour alimenter un crossover avec une consommation de courant de 20 mA, une batterie de 6 V, 1,2 Ah (la taille d'un peu plus qu'un paquet de cigarettes) est suffisante. Mode de charge I-U (200 mA, 7,2 V). Lorsque le signal REMOTE est désactivé, la batterie est constamment chargée à partir du réseau de bord (moins à la masse, plus à la sortie du stabilisateur - l'état des optocoupleurs est tel qu'indiqué sur le schéma). Lorsque le signal REMOTE est activé, la batterie est commutée positivement à la masse et négative à la charge (bus d'alimentation de l'ampli-op). Le courant de charge est limité par la résistance R3 à 75 mA. Une batterie Fiamm 10121 entièrement chargée dans ce mode consomme environ 15 mA du réseau de bord à température ambiante. La chaîne R7-T1 bloque la décharge de la batterie vers le diviseur R5-R6 lorsqu'elle est déconnectée du réseau de bord (en supposant bien sûr que REM IN soit retiré et que la charge de la batterie soit déconnectée). Consommation de courant via le bus REMOTE 20mA. La minuterie D1-C1-R1-IC1-IC2-FU1 retarde la transmission du signal REM IN à la sortie de 2 secondes. La résistance R0 n'est nécessaire que pour décharger la capacité de la minuterie ; dans les circuits pratiques, elle peut être éliminée ou remplacée par un circuit indicateur avec une LED. Diodes D1-3 - toutes pour courant continu 1A.

Les optocoupleurs KR293KP9A, KR293KP3A peuvent être remplacés par n'importe quel optocoupleur MIS avec un courant d'au moins 200 mA (293KP avec la lettre A). Lors de la commutation de la batterie avec un optocoupleur KR293KP9A avec interrupteurs « anti-phase » dans un cas, je n'ai observé aucun courant traversant lors de la commutation ; lors de son remplacement par d'autres optocoupleurs, il faut s'assurer qu'il n'y en a pas. Les fusibles FU1, FU2 sont des fusibles à rétablissement automatique avec un courant de fonctionnement de 200 mA. Dans le filtre de puissance en sortie de la source -6V, il faut se limiter à une capacité minimale pour ne pas surcharger les optocoupleurs lors de la commutation ; d'ailleurs, ils ajoutent 10 Ohms à la résistance de sortie de la batterie). La série 293 n'est pas destinée aux courants ampères ! C'est pour les relais "adultes". C'est le sujet du prochain projet : un DAC entièrement alimenté par batterie... mais il est trop tôt pour cela...

Liste des radioéléments

Les sources d'énergie autonomes - les piles rechargeables, sont visibles dans technologies modernes un élément essentiel de presque tous les projets. Pour technologie automobile La batterie est également un élément structurel sans lequel le fonctionnement complet du véhicule est impensable. L’utilité universelle des batteries est évidente. Mais technologiquement, ces appareils ne sont pas encore tout à fait parfaits. Par exemple, une imperfection évidente est indiquée par une charge fréquente des batteries. Bien entendu, la question pertinente ici est de savoir quelle tension charger la batterie afin de réduire la fréquence de recharge et de conserver toutes ses propriétés de fonctionnement pendant une longue période. long terme opération?

La détermination des paramètres de base de la batterie vous aidera à bien comprendre les subtilités des processus de charge/décharge des batteries au plomb (batteries de voiture) :

• capacité,
• concentration d'électrolyte,
• l'intensité du courant de décharge,
• température de l'électrolyte,
• effet d'autodécharge.

La capacité de la batterie reçoit l’électricité dégagée par chaque groupe de batteries individuel lors de sa décharge. En règle générale, la valeur de la capacité est exprimée en ampères-heures (Ah).

La capacité de décharge de la batterie, indiquée sur l'étiquette technique par le fabricant, est considérée comme un paramètre nominal. En plus de ce chiffre, le paramètre capacité de charge est également important pour le fonctionnement. La valeur de charge requise est calculée par la formule :

Сз = Iз * Тз

où : Iз – courant de charge ; Тз – temps de charge.

Le chiffre indiquant la capacité de décharge de la batterie est directement lié à d'autres paramètres technologiques et de conception et dépend des conditions de fonctionnement. Parmi les propriétés de conception et technologiques de la batterie, la capacité de décharge est influencée par :

• masse active,
• l'électrolyte utilisé,
• épaisseur de l'électrode,
• dimensions géométriques des électrodes.

Parmi les paramètres technologiques, le degré de porosité des matières actives et la recette de leur préparation sont également significatifs pour la capacité de la batterie.

Les facteurs opérationnels ne sont pas non plus en reste. Comme le montre la pratique, l'intensité du courant de décharge associé à l'électrolyte peut également influencer le paramètre de capacité de la batterie.

Effet de la concentration d'électrolyte

Des concentrations excessives d’électrolyte réduiront la durée de vie de la batterie. Les conditions de fonctionnement d'une batterie à forte concentration en électrolyte conduisent à une intensification de la réaction, ce qui entraîne la formation de corrosion sur l'électrode positive de la batterie.

Par conséquent, il est important d'optimiser la valeur, en tenant compte des conditions dans lesquelles la batterie est utilisée et des exigences fixées par le fabricant par rapport à ces conditions.

Par exemple, dans des conditions climatiques tempérées, le niveau recommandé de concentration d'électrolyte pour la plupart des batteries de voiture est ajusté à une densité de 1,25 à 1,28 g/cm2.

Et lorsque le fonctionnement des appareils est pertinent dans des climats chauds, la concentration en électrolyte doit correspondre à une densité de 1,22 à 1,24 g/cm2.

Batteries - Courant de décharge

Le processus de décharge de la batterie est logiquement divisé en deux modes :

1. Long.
2. Court.

Le premier événement est caractérisé par une décharge à faibles courants sur une période de temps relativement longue (de 5 à 24 heures).

Pour le deuxième événement (décharge courte, décharge de démarreur), au contraire, les traits caractéristiques sont courants élevés dans un court laps de temps (secondes, minutes).

Une augmentation du courant de décharge provoque une diminution de la capacité de la batterie.

Exemple:

Il existe une batterie d'une capacité de 55 A/h avec un courant de fonctionnement aux bornes de 2,75 A. Dans des conditions environnementales normales (plus 25-26ºС), la capacité de la batterie est comprise entre 55 et 60 A/h.

Si la batterie est déchargée avec un courant de courte durée de 255 A, ce qui équivaut à augmenter la capacité nominale de 4,6 fois, la capacité nominale chutera à 22 A/h. C'est-à-dire presque le double.

Température de l'électrolyte et autodécharge de la batterie

La capacité de décharge des batteries diminue naturellement si la température de l'électrolyte baisse. Une baisse de la température de l'électrolyte entraîne une augmentation du degré de viscosité du composant liquide. En conséquence, la résistance électrique de la substance active augmente.

Déconnecté du consommateur, totalement inactif, il a la capacité de perdre en capacité. Ce phénomène s'explique réactions chimiquesà l'intérieur de l'appareil, passant même dans des conditions arrêt complet de la charge.

Les deux électrodes – négative et positive – sont affectées par des réactions redox. Mais en dans une plus grande mesure Le processus d'autodécharge couvre l'électrode de polarité négative.

La réaction s'accompagne de la formation d'hydrogène sous forme gazeuse. Avec une augmentation de la concentration d'acide sulfurique dans la solution électrolytique, il y a une augmentation de la densité de l'électrolyte d'une valeur de 1,27 g/cm 3 à 1,32 g/cm 3 .

Cela correspond à une augmentation de 40 % du taux d’effet d’autodécharge sur l’électrode négative. Une augmentation du taux d'autodécharge est également assurée par les impuretés métalliques incluses dans la structure de l'électrode de polarité négative.

A noter : tous les métaux présents dans l'électrolyte et les autres composants des batteries renforcent l'effet d'autodécharge.

Lorsque ces métaux entrent en contact avec la surface de l’électrode négative, ils provoquent une réaction qui entraîne la libération d’hydrogène.

Certaines des impuretés existantes agissent comme porteurs de charge de l’électrode positive à l’électrode négative. Dans ce cas, des réactions de réduction et d'oxydation des ions métalliques ont lieu (c'est-à-dire encore une fois le processus d'autodécharge).

En plus de l'autodécharge interne, une autodécharge externe d'une batterie de voiture ne peut être exclue. La raison de ce phénomène peut être un degré élevé de contamination de la surface du boîtier de la batterie.

Par exemple, de l'électrolyte, de l'eau ou autre déversé sur le boîtier fluides techniques. Mais dans ce cas, l'effet d'autodécharge est facilement éliminé. Il vous suffit de nettoyer le boîtier de la batterie et de le garder propre à tout moment.

Charger les batteries de voiture

Commençons par la situation où l'appareil est inactif (éteint). Quelle tension ou quel courant dois-je utiliser pour charger une batterie de voiture lorsque l'appareil est stocké ?

Dans des conditions de stockage de batterie, l’objectif principal de la charge est de compenser l’autodécharge. Dans ce cas, la charge est généralement effectuée avec des courants faibles.

La plage des valeurs de charge va généralement de 25 à 100 mA. Dans ce cas, la tension de charge doit être maintenue dans la plage de 2,18 à 2,25 volts par rapport à un seul parc de batteries.

Sélection des conditions de charge de la batterie

Le courant de charge de la batterie est généralement ajusté à une certaine valeur en fonction du temps de charge spécifié.

Ainsi, si vous envisagez de charger la batterie pendant 20 heures, le paramètre de courant de charge optimal est considéré comme étant de 0,05 C (soit 5 % de la capacité nominale de la batterie).

En conséquence, les valeurs augmenteront proportionnellement si l'un des paramètres est modifié. Par exemple, avec une charge de 10 heures, le courant sera déjà de 0,1C.

Chargement en deux étapes

Dans ce mode, initialement (la première étape), une charge est effectuée avec un courant de 1,5 C jusqu'à ce que la tension sur une banque séparée atteigne 2,4 volts.

Après cela, le chargeur passe en mode courant de charge de 0,1 C et continue à charger jusqu'à ce que ensemble complet conteneurs 2 à 2,5 heures (deuxième étape).

La tension de charge en mode deuxième étage varie entre 2,5 et 2,7 volts pour une canette.

Mode de charge forcée

Le principe de la charge forcée consiste à régler la valeur du courant de charge à 95 % de la capacité nominale de la batterie - 0,95C.

La méthode est assez agressive, mais elle permet de charger presque complètement la batterie en seulement 2,5 à 3 heures (en pratique 90 %). Une charge jusqu'à 100 % de sa capacité en mode forcé prendra 4 à 5 heures.

Cycle de formation de contrôle

Pour cette option, une recharge avec des paramètres calculés par une formule simple est optimale :

je = 0,1 * C20 ;

Chargez jusqu'à ce que la tension sur une seule banque soit de 2,4 volts, après quoi le courant de charge est réduit à la valeur :

je = 0,05 * C20 ;

Avec ces paramètres, le processus se poursuit jusqu'à ce qu'il soit complètement chargé.

Le cycle de contrôle et de formation couvre également la pratique de la décharge, lorsque la batterie est déchargée avec un petit courant de 0,1 C jusqu'au niveau tension totale 10,4 volts.

Dans ce cas, le degré de densité de l'électrolyte est maintenu à 1,24 g/cm 3 . Après décharge, l'appareil est chargé selon les méthodes standard.

Principes généraux de chargement des batteries au plomb

Dans la pratique, plusieurs méthodes sont utilisées, chacune présentant ses propres difficultés et s'accompagnant de différents montants de coûts financiers.

Le plus accessible et méthode simple Une charge CC est considérée comme étant à une tension de 2,4 à 2,45 volts/élément.

Le processus de charge se poursuit jusqu'à ce que le courant reste constant pendant 2,5 à 3 heures. Dans ces conditions, la batterie est considérée comme complètement chargée.

Entre-temps, la technique de recharge combinée est de plus en plus reconnue par les automobilistes. Dans cette option, le principe de limitation du courant initial (0,1C) jusqu'à ce que la tension spécifiée soit atteinte.

Le processus se poursuit ensuite à une tension constante (2,4 V). Pour ce circuit, il est permis d'augmenter le courant de charge initial à 0,3 C, mais pas plus.

Il est recommandé de charger les batteries fonctionnant en mode tampon à basse tension. Valeurs de charge optimales : 2,23 – 2,27 volts.

Décharge profonde - éliminer les conséquences

Tout d'abord, il convient de souligner : restaurer la batterie à sa capacité nominale est possible, mais uniquement à condition qu'il n'y ait pas plus de 2-3 décharges profondes.

Dans de tels cas, la charge est effectuée avec une tension constante de 2,45 volts par pot. Il est également permis de charger avec un courant (constant) de 0,05C.

Si la charge est effectuée avec une tension de 2,25 à 2,27 volts, il est recommandé d'effectuer le processus deux ou trois fois. Car à basse tension, il n'est pas possible d'atteindre la capacité nominale dans la plupart des cas.

Bien entendu, l’influence de la température ambiante doit être prise en compte lors du processus de restauration. Si la température ambiante est comprise entre 5 et 35 °C, il n'est pas nécessaire de modifier la tension de charge. Dans d’autres conditions, le tarif devra être ajusté.

Vidéo sur le cycle de contrôle et d'entraînement de la batterie