Kurşun aküler için ucuz ve küçük şarj cihazı. Kurşun asitli akü nasıl doğru şekilde şarj edilir Kapalı kurşun asitli akü nasıl şarj edilir

Bu hikaye, Cumartesi'yi Pazar'a bağlayan gece ormana gitmeye karar vermemizle başladı; kardeşimin reçel günü vardı ve biz de bu günü kutlamaya karar verdik. temiz havaşiş kebap ve votka ile. Toplanmaya başladılar. Aydınlatma için birkaç el feneri ve arka plan müziğini ayarlamak için küçük bir müzik seti aldık. Tabii tüm bunlar için pil aldık ve bu bize oldukça pahalıya mal oldu. Mutlu aptalların yüzleriyle ormana daldık ve hızlı bir şekilde yakacak odun toplamaya başladık, (şimdilik) ayık bir şekilde, hava kararmadan bu yakacak odunu kırmanın güzel olacağını düşündük. Ve kutlama yerini aydınlatmak için iki ateş için - barbekü ve ısıtma için - yakacak oduna ihtiyaç vardı. Peki, sana söylemek istediğim şey... ertesi gün kendimi zar zor toparlayabildim çünkü ateşten yeterince ışık alabilmek için sürekli olarak oraya yakacak odun atmak zorunda kaldım ve bunların da kesilmesi gerekiyordu. Gün batımından sonra havanın karardığı orman, onlar gibi fenerlerdeki pillerin nerede saklanması gerektiğini ve sarhoşluğun odun kesmenin gerekli olduğu ateşle aydınlatıldığı yeri biliyorsunuz. Kendimi tekrarlıyorum değil mi? O gece bunun gibi birçok tekrar yaşadım. Bununla bağlantılı olarak ertesi gün iki soru ortaya çıktı: "Dinlendim mi?" Veya "Bunun bir daha olmayacağından nerede ve nasıl emin olacağız?"

Her şeyden önce piller - pillerin gerekli olduğu açık, ancak modern nikel-kadmiyum pillerin fiyatlarına baktıktan sonra kurbağam kategorik olarak bunları satın almayı reddetti. Sonra UPS'leri hatırladım - bilirsiniz, 100x100 mayın tarama gemisini tamamlamayı bitirdiğinizde bilgisayarınızın en uygunsuz anda kesilmesini önleyen bu tür raflar ve iyi bir komşu zaten ev yapımı bir kaynak ünitesini ağa takmıştı. Priz ve sevinçle gülümseyerek, gücü kapattı, böylece evin yarısı kapandı.

Yani bu banduralar kapalı kurşun piller kullanıyor; bunlara jel piller de deniyor. Maliyet olarak karşılaştırılamazlar Ni-Cd piller- ilkinin maliyeti ikincisinden çok daha az. Mağazaya gittim ve kendime 12 volt voltajlı ve 7,2 amper-saat kapasiteli oldukça ortalama bir pil satın aldım.

Şekil 1 Pilin fotoğrafı.

Sonra her şey basitti - 10 watt'lık bir araba ampulü alıyoruz, onu uzun bir tele ağaca asıyoruz ve nesneye bağlıyoruz - ışık hazır. Ve radyoyu bağlamak için, KREN8A veya onun burjuva analogu LM7809 üzerine basit bir dengeleyici şekillendiriyoruz, kabloları pil bölmesindeki terminallere vidalıyoruz - e işte - ışık ve müziğimiz var. Size benzer bir şemanın zaten test edildiğini söylemeliyim - tüm gece boyunca sürekli çalışma sürüyor ve pil tamamen boşalmamış.

Ama sonuna kadar her şeyin asla iyi olmadığını anlıyorsunuz - bir yerlerde insan metabolizmasından gelen ve tüm idili zehirlemesi gereken bir damla atık olmalı. Bu durumda sorun, bu pillerin geleneksel araç aküsü şarj cihazlarıyla şarj edilememesidir. Geleneksel kurşun-asit aküler sabit bir akımla şarj edilirken, terminallerdeki voltaj sürekli olarak artar ve belirli bir değere ulaştığında aküdeki elektrolit kaynar, bu da şarjın bittiğini gösterir. Kapalı bir pil kaynadığında ne olacağını hayal edelim. Kayıpların ve yıkımın önlenmesinin pek mümkün olmadığına inanıyorum. Bu nedenle, bu kutular farklı şekilde şarj edilir: şarj akımı 0,1C'ye eşit olarak ayarlanmıştır, burada C pil kapasitesidir ve bu yoldaş "gastrointestinal sistemden memnun olmadığı" ve her şeyi yutmaya hazır olduğu için şarj akımı sınırlıdır. kendisine verilen voltaj sabitlenir ve 14-15 volt aralığına ayarlanır. Şarj işlemi sırasında voltaj pratik olarak değişmeden kalır ve şarjın en sonunda akım ayarlanan değerden 20-30 mA'ya düşecektir. Yani toplamak gerekiyordu Şarj cihazı.

Gerçekten ortalığı karıştırmak istemedim, ama sonra burjuvazi kurtarmaya geldi - ST Mikroelektronik - neredeyse hazır bir çözüme sahip oldukları ortaya çıktı - L200C mikro devresi. Bu çip, programlanabilir çıkış akımı sınırlayıcısına sahip bir voltaj dengeleyicidir. Bu mikro devrenin belgeleri burada: www.st.com/stonline/products/literature/ds/1318.pdf Şekil 2'deki şarj cihazı devresi pratik olarak tipik diyagram içerme

İncir. 2

Genel olarak anlatılacak özel bir şey yok, sadece birkaç nokta üzerinde duracağım. Her şeyden önce, akım ayar dirençleri R2-R6. Güçleri şemada belirtilenden daha az ve tercihen daha fazla olmamalıdır. Tabii ki, duman özel efektlerinin hayranı değilseniz ve kararmış dirençlerin görüntüsünden sıkılmıyorsanız.

Şekil 3.1 Devre tahtası üzerindeki cihaz

Mikro devre elbette radyatöre monte edilmeli ve açgözlü olmayın - tüm bu ekipman uzun süreli çalışma için tasarlanmıştır, bu nedenle elemanların termal rejimi ne kadar hafifse onlar için o kadar iyidir ve bu nedenle senin için. Direnç R7, çıkış voltajını 14-15 volt arasında ayarlar. Yerli diyotlarımızı metal kasalarda almak daha iyidir, o zaman radyatörlere takılmalarına gerek kalmaz. Transformatörün sekonder sargısındaki voltaj 15-16 volttur. Şahsen ben herhangi bir tahta yapmadım, çok fazla ayrıntı yok - her şeyi bir devre tahtası üzerinde topladım. Ne olduğu fotoğrafta görülebilir.

Şekil 3.2 Her şey monte edilmiştir, yalnızca muhafaza olmadan

Her şey teoride tahmin edildiği gibi çalışıyor - ilk başta akım büyüktü, ancak şarjın sonunda önemsiz hale geldi ve birkaç gündür bu durumda yaşıyor. Bu arada, üretici pil kapasitesini korumak için uzun süre bu kadar küçük bir akımı öneriyor.

Şekil 4.2 Kart üzerine monte edilmiş cihaz

Film üzerine çizici kesimi için LAY ve Corel formatlarındaki baskılı devre kartını aşağıdan indirebilirsiniz.

Radyo elemanlarının listesi

Www.jaycar.com, www.at-systems.ru, www.slt.ru sitelerinden kullanılan malzemeler. Grafikler ve italik alıntılar- www.at-systems.ru. Diğer her şey (c) klausmobile 2002. Tüm tasarımların tekrarlanması, tekrarlama tehlikesi ve riski altında...

1. Önce zencefilli kurabiye, sonra çubuklar...

Kapalı kurşun-asit piller (SLA), en uygun fiyatlı ikincil (şarj edilebilir) güç kaynaklarıdır. Mevcut ekonomide uygun fiyatlı, öncelikle 6V ve 12V voltajlı, bir ila bin Ah kapasiteli standart pillerin ve ikinci olarak 1 yaprak dökmeyen cu için satışa sunulması anlamına gelir. 1,5 ile 6 Wh nominal kapasite arasında satın alabilirsiniz. Küçük sayı küçük pillere, büyük sayı ise büyük pillere karşılık gelir.

Başka ne olumlu? Nispeten yavaş kendi kendine deşarj (oda sıcaklığında ayda kapasitenin %5'inden fazla değil), sığ deşarj döngülerine bağlı olarak göreceli dayanıklılık. “Hafıza” eksikliği (doğal nikel-kadmiyum piller). Bekleme modunda sürekli "değişken" şarja izin verilir (araba aküleri bu şekilde çalışır).

Sıvı elektrolitli kurşun-asit akülerle karşılaştırıldığında, sızdırmaz aküler doğal olarak çalışma güvenliği açısından faydalıdır (zararlı duman yoktur, her pozisyonda çalışma kabul edilebilir). Ayrıca kapalı bir pil, şarj koşulları açısından daha az kritiktir; uygunsuz bir şarjla onu yok etmek daha zordur. Gerçek şu ki, jel elektrolit, pilin hiçbir zaman tam olarak şarj edilmeyeceği şekilde seçilmiştir (kimyager açısından). Bu nedenle, yeniden şarj olmadığı için yeniden şarj sırasında gaz çıkışı meydana gelmez. Bu, şarj modunu kontrol etmeyi unutabileceğiniz anlamına gelmez. Yasaktır. Bu konuda daha sonra daha fazla bilgi vereceğiz.

Dezavantajı nedir? İlk olarak, düşük spesifik kapasite - kilogram kütle başına 25..35 Wh veya litre hacim başına 60..100 Wh. İkincisi, derin deşarj döngüleri sırasında ve ayrıca yüksek akımlarla sistematik deşarj sırasında pil ömründe önemli bir azalma. Üçüncüsü, voltaj ve iç direncin çevrim derinliğine önemli bir bağımlılığı vardır.

2. Erken yaşlanma hakkında.

Terminoloji: pratikte belirtmek gelenekseldir deşarj yoğunluğu boyutsuz “C birimleri” şeklindedir. 1C (one-tse), deşarj sırasındaki akü kapasitesine sayısal olarak eşittir DC 20 saat içinde. Tam deşarj, oda sıcaklığında hücre başına 1,8V'a kadar deşarj olarak tanımlanır (yani 6V ve 12V piller için 5,4 ve 10,8V'ye kadar). 1,8V değeri ampirik olarak alt sınır olarak belirlenmiştir, 0,05C'lik bir akımla bunun altına boşaltıldığında pilin geri dönüşü olmayan erken yaşlanması başlar.

Bu nedenle, bir pilin tam şarjlı durumdan (hücre başına 2,1-2,3V) 20 saatte hücre başına 1,8V'a deşarj edilmesi için 150 mA'lık bir deşarj akımının gerekli olduğu deneysel olarak belirlenirse, o zaman nominal Pilin kapasitesi 3,0 A*h (=0,15A * 20h) olarak ayarlanmıştır.

Belirli bir pil için akım yoğunluğu 1C, 3A'lik bir deşarj akımına, 2C, 6A'lik bir deşarj akımına karşılık gelir, vb. Deşarjı belirli bir minimum gerilime (aynı 10,8V) ulaşarak sınırlandırırsanız, 1C akımdaki gerçek kapasitenin nominal olana kıyasla yaklaşık yarı yarıya azalacağı ortaya çıkar (grafiğe bakın). Ancak yüksek deşarj yoğunluğunda (1C ve üstü) geri dönüşü olmayan yaşlanma eşiği, tam tersine, önemli ölçüde azaltılır - 8V'ye.

Akünün kesikli çizginin altındaki voltajlara tekrar tekrar boşalması akü arızasına yol açar.

Pratikte SLA'lar iki modda çalışır: arabellek ve döngüsel. Tampon modunda pil sürekli olarak şarj cihazına bağlıdır. Elektrik şebekesinde voltaj varsa, akü şarj edildikten sonra uzun süre son şarj voltajına maruz kalır. Pillerden geçen düşük akım, pilin kendi kendine boşalmasını telafi eder ve pili her zaman tam şarjlı durumda tutar. Elektrik kesintisi durumunda akü kendisine bağlı olan yüke deşarj olur. Tampon çalışma modu sistemler için tipiktir kesintisiz güç kaynağı kalıcı ve alternatif akım Bilgisayarlar, iletişim ve proses endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ve ayrıca - arabanın düzenli kullanımı sırasında araba aküleri.

Döngüsel çalışmada akü şarj edilir ve ardından şarj cihazıyla bağlantısı kesilir. Pil gerektiği gibi boşaltılır. Döngüsel çalışma modu, çeşitli taşınabilir veya taşınabilir cihazları çalıştırırken kullanılır: elektrik ışıkları iletişim araçları, ölçüm aletleri. Pil üreticileri genellikle listeler teknik özellikler, bu veya bu pilin hangi çalışma modu için tasarlandığı.

Bu nedenle, filament pilleri bir tüp amplifikatörde çalıştırmaya karar verirseniz, bu döngüsel bir moddur (hayatınız boyunca düzyazıyla konuştuğunuzu bilmek ne kadar güzel...). Ancak bu, pili izin verilen maksimum seviyeye kadar boşaltabileceğiniz anlamına mı geliyor? lambalar 5.7 mi yoksa 11.4V mu? Aslında bu mod, "acil durum" 5,4 veya 10,8V'ye boşaltmaktan açıkça daha güvenli olsa da, pilin yanlış seçilmesi durumunda, oldukça derin deşarj döngülerine yol açacak ve dolayısıyla servis ömrünü kısaltacaktır.

Döngü derinliği deşarj, yüke fiilen iletilen ampersaatin, deşarja karşılık gelen ampersaatin geri dönüşü olmayan eskime eşiğine oranı olarak tanımlanır. Paydadaki amper saat, yalnızca 0,05C'lik bir deşarj yoğunluğu için nominal kapasiteyle örtüşecektir. Pratikte payda olarak nominal kapasite kullanılır (özellikle sabit deşarj akımı ideal bir yaklaşımdan başka bir şey olmadığı için).

Döngünün derinliği (döngüden döngüye tekrarlanıyorsa) pillerin ömrünü belirler. %100 döngü derinliğinde SLA hizmet ömrü 200-300 döngüyü aşmayacaktır. Referans olarak, sıvı elektrolitli araba aküleri nadiren 20'den fazla derin döngüye dayanır. %30 döngü derinliğinde sayıları üç katına çıkar. Ünlü Optima, 100 sıfır döngü döngüsü boyunca hayatta kalmayı garanti ediyor (yazarın dört yıldır böyle bir pili vardı, ancak tek bir derin sıfır döngü döngüsü olmadı...).

3. Gerçek hayattan örnek

Şimdi sayalım. Amplifikatörün her kanalı bir çift 6C4C lamba (6V, 2A) içerir. Şarjlar arasında minimum 8 saatlik çalışma süresi sağlanmalıdır. Bu durumda voltaj 5,7V'un altına düşmemeli (lamba özelliklerine göre), çevrim derinliği %50'yi geçmemelidir. Son gereksinimden, akü kapasitesinin kanal başına en az 32Ah (= 2A * 8h / %50) olduğu anlaşılmaktadır. Böyle bir pilin deşarj oranı 0,06C'dir (= 32A*h / 2). Grafikten 8 saat içinde voltajının yalnızca 12,0-12,2V'a düşeceği anlaşılmaktadır. Stok var! Ancak yalnızca yeni bir pille. Zamanında şarj etmeyi unutmazsanız, yaklaşık 500 döngüden sonra (bir buçuk yıllık günlük keyif), voltaj 8 saat içinde aynı 5,7V'ye veya daha kötüsüne düşecektir... Ayarladığınızdan emin olun. Yetersiz voltaj olduğunda otomatik kapanma! Bu arada 32Ah şüphe uyandıracak şekilde kapasite değerine yakın akü(50-65 Ah). Yani 2A ve üzeri akımlar için bakım gerektirmeyen araç aküsü (fiyat açısından) tamamen makul bir alternatiftir. Çevre ve güvenlik sorunları var. Öte yandan, büyük bir pil tasarıma uymuyorsa, birkaç küçük pili (tercihen, ancak zorunlu olarak değil, aynı seriden, aynı üreticiden, çalışmanın başlangıcından itibaren aynı "yaştan") tamamen güvenli bir şekilde paralelleştirebilirsiniz. .

Ya da herhangi bir otomasyon olmadan sürekli şarj etmek için arabellek (bekleme) modunu deneyebilir misiniz? Anahtarı yukarı çevirin - pil boşalıyor, lambalar yanıyor, anahtarı aşağı çevirin - Doluyor, lambalar... pillerle bağlantısı kesildi! Normal şarj modu - şarj sabit voltaj Kavanoz başına 2,4-2,5V, 6V akü terminallerinde 7,5V'a kadar olacaktır - lambalar uzun süre dayanmayacaktır (özellikle anot gücü kapalıysa).

Tampon modunda pil ömrü büyük ölçüde sıcaklığa bağlıdır. Pil için en uygun sıcaklığın 15-20 santigrat derece olduğu kabul edilir. Sıcaklığın 10 derece artması pil ömrünü yarı yarıya azaltır. Şekil, tahmini hizmet ömrü 5-7 yıl olan piller için hizmet ömrünün sıcaklığa olan tipik bağımlılığını göstermektedir. Özet - Pilleri lambalar, Pentium'lar vb. ile aynı kutuya koymayın. sıcak nesneler. Peki, bir arabanın kaputunun altı ne olacak diye sorabilirsiniz... öncelikle, bir araba aküsü geniş bir sıcaklık aralığı için özel olarak tasarlanmıştır ve ikinci olarak, akünün ısı kapasitesi o kadar yüksektir ki, bunu yapmak kolay değildir. kaputun altında bile önemli ölçüde ısıtın.

Söz konusu örnekte akkor pilin günlük %50 döngüde kullanım ömrü bir buçuk yıldır. Daha fazlasını yapmak mümkün mü? İÇİNDE gerçek koşullar Sabit akülerin çalışması sırasında, çok sayıda test edilmiş deşarj olması durumunda akü ömründeki azalmanın dikkate alınması gerekir. 5 yıllık piller için, gerçek kaynak Pilin günde ortalama %30 oranında boşalması veya haftada bir kez tamamen boşalması durumunda, pilin ömrü 3 yıldan fazla olmayacaktır.

4. Ücret hakkında daha fazla bilgi

Küçük (%75'ten yüksek olmayan) deşarj derinliği için en iyi akü şarj modu sabit şarjdır tansiyon. Farklı üreticiler biraz farklı değerler verir, ancak genel olarak kabul edilen voltaj, döngü sırasında hücre başına 2,4V'dir (12V akü için 14,4V). Tampon modunda voltaj, hücre başına 2,3V'tan daha düşük olabilir.

Tamamen boşalmış bir aküyü şarj ederken, bu mod başlangıçta aşırı akım yüklenmesine neden olur, bu nedenle birleşik akım ve voltaj sınırlama modu kullanılır. Genellikle mod denir I-U'yu şarj et. Boşalmış bir akü ilk önce sayısal olarak (amper cinsinden) nominal akü kapasitesinin (amper-saat cinsinden) 0,1-0,3'ünü aşmayan bir doğru akımla şarj edilir. Örneğin 100 A*saat kapasiteli bir akü için şarj akımının 10-30 amperi geçmemesi gerekmektedir. Akü şarj olurken akü üzerindeki voltaj artar (sabit akımda). Akü üzerindeki voltaj son şarj voltajına ulaştıktan sonra şarj akımı azalmaya başlar ve voltaj sabit kalır.

20 santigrat derece sıcaklıktaki son şarj voltajı, pil hücresi başına 2,25-2,3 volttur. Nominal gerilimi 12 V (6 hücre) olan bir akü için son şarj gerilimi 13,5-13,8 V'tur. Akü başka sıcaklıklarda çalıştırılırsa, akü ömrünü uzatmak için son şarj geriliminin 12 V'a düşürülmesi önerilir. 40 derece sıcaklıkta 2,2-2,25 V/hücre ve 0 derece sıcaklıkta voltajı 2,35-2,4 V'a kadar yükseltin. Şarj voltajının bu tür sıcaklık telafisinin kullanılması, pil ömrünü 40 santigrat derecede% 15 artırmanıza olanak tanır.

Biten bir pili tamamen şarj etmek için 24 saat şarj etmeniz önerilir. Döngüsel çalışma durumunda daha hızlı (8-10 saat içinde) akü şarjı gerekiyorsa, son şarj voltajı 2,4-2,48 V/el'e (20 santigrat derecede) yükseltilir ve şarj süresi, yönetmeliğe uygun olarak sınırlandırılmalıdır. şarj etmeden önce pilin kalan şarjı.

Sabit voltaj şarj cihazı Pilin ilk şarj aşamasında nispeten büyük bir akım uygulanır. Akü voltajı ayarlanan seviyeye ulaştığında şarj cihazı sabit akım modundan sabit voltaj moduna geçer. Bu aşamada değer şarj akımıŞamandıra akımı olarak bilinen minimum şarj akımı seviyesine kadar düşmeye başlar.Tabloda verilen değerler standart olarak alınmıştır.

Sabit şarj voltajına sahip bir şarj cihazı için elektriksel büyüklüklerin standart değerleri

Notlar: Döngüsel modda kullanılan piller için, önceden ayarlanmış bir voltaj değerine ulaşıldığında şarj işleminin kesilmesini sağlayan bir sensör veya bir zamanlayıcı kullanılması tavsiye edilir.Akünün aşağıdaki sıcaklıklarda şarj edilmesi durumunda sıcaklık katsayısı dikkate alınmalıdır. +10 0 +30 ve üzeri 0 İLE

Hızlı şarj sistemi (sadece döngüsel modda çalışan aküler için) Akü şarjını hızlandırırken, akünün düşük sıcaklıklarda yetersiz şarj olmasını veya düşük sıcaklıklarda aşırı ısınmasını önlemek için sıcaklık dengeleme ünitesi ve termal sigorta ile donatılmış cihazların kullanılması gerekir. Yüksek sıcaklık çevre

Hızlandırılmış akü şarj modu için elektriksel büyüklüklerin standart değerleri tabloda verilmiştir:

Notlar: Aküde bir termostat veya termik sigorta takılı olmalı veya şarj işlemini zamanında durdurmak için bir zamanlayıcı kullanılmalıdır. Kapasitesi 10 Ah'den büyük olan akülerin maksimum başlangıç ​​şarj akımı aşağıdaki orana karşılık gelmelidir: I = C maksimum

Son paragrafa dikkat edin. O buna değer. Özellikle çok sayıda pil yetersiz havalandırılan bir kutuya kapatılmışsa, normal (hızlandırılmamış) şarjla bile aşırı ısınma mümkündür, ancak felaket olmasa da yine de pillerin ömrünü kısaltır.

5. Basit şarj cihazı (I-U yavaş şarj)

Küçük pilleri şarj etmek için en uygun standart devre, LM117, LM 196, LM317 (142EN12, 1151EN1, 1157EN1) IC ailesini temel alır. Kaynak - "Doğrusal güç kaynakları için mikro devreler", M, Dodeka, 1998, s. 97, 122, vb.).

Akım sınırlama eşiği R4 tarafından belirlenir (mikro devrenin izin verilen akımı ve güç dağılımı dikkate alınarak). Uygulamada, belirli bir pil tipi için güç kaynağı doğrudan ekipmana yerleştirildiğinde - akım sınırı ayarına gerek yoktur, bu işlevi güç kaynağının çıkış direncine aktararak akım sınırlama devresini (T2) tamamen ortadan kaldırabilirsiniz. filtre.

Yüksek akımlarda, entegre bir stabilizatör tarafından kontrol edilen, geçişli N-MDS veya kompozit NPN transistörlere sahip ayrı stabilizatörlerin kullanılması daha uygundur. Düşük güçlü şarj cihazlarında MIS'in (nispeten yüksek bir eşik voltajı) rahatsızlığı, ana (tek) güç kaynağının voltajının arttırılmasıyla, güçlü olanlarda (şekle bakın) - voltajın iki katına çıkarılmasıyla çözülür.

Gerilim dengeleyici bölücülerin (IC1) değerleri 6V piller için belirtilmiştir, filtre kapasitanslarının ve akım dengeleyici dirençlerin (T2) değerleri ise 6V piller için belirtilmiştir. şarj akımları 10-15 Ah'a kadar kapasiteye sahip piller için yeterli olan 2,5A'dan fazla değil. Çıkış voltajı 9V xx, akım 5A için transformatör. T2 baz verici devresindeki değiştirilebilir şöntler maksimum şarj akımını ayarlar. Diyot D11 - en az 10A akıma sahip bir Schottky diyot - pilin ters polaritesine karşı koruma sağlar. Kurulum, stabilizasyon voltajını 10 Ohm'a (R6) eşdeğer bir yüke ayarlamak ve R5 şöntlerini seçmekten ibarettir.

6. Araçtaki negatif voltaj kaynağı

Geçişlere güç vermek vb. için. Doğrudan bağlantılı bir op-amp üzerindeki cihazlar için basit bir darbeli negatif voltaj kaynağı sağlayabilirsiniz. Ya da daha iyisi, bir pil. Çok daha iyi! Ancak bu pilin 12 değil 6 Volt olması gerekiyor. Açıklamama izin ver. Büyük olasılıkla, bu akü neredeyse her zaman motor çalışırken akım sağlayacaktır. Ve yalnızca park halindeyken şarj olabiliyor. Ancak 12V kurşun aküyü başka bir 12V aküden şarj etmek imkansızdır. Bu bir tampon rejim bile değil, açlık grevidir. 14V üreten bir jeneratöre ihtiyacınız var ama otoparkta nereden alabilirsiniz...

20mA akım tüketimine sahip bir crossover'a güç sağlamak için 6V, 1,2Ah'lik bir pil (bir paket sigaradan biraz daha büyük boyutta) yeterlidir. Şarj modu I-U (200mA, 7,2 V). UZAKTAN UZAKTAN sinyal kapatıldığında, pil sürekli olarak yerleşik ağdan şarj edilir (eksi toprağa, artı dengeleyici çıkışına - optokuplörlerin durumu şemada gösterildiği gibidir). UZAKTAN KUMANDA sinyali açıldığında, akü pozitif olarak toprağa ve negatif olarak yüke (op-amp güç veri yolu) anahtarlanır. Şarj akımı 75 mA'da R3 direnci ile sınırlıdır. Bu modda tam olarak şarj edilmiş bir Fiamm 10121 pil, oda sıcaklığında yerleşik ağdan yaklaşık 15 mA alır. R7-T1 zinciri, yerleşik ağ bağlantısı kesildiğinde akünün R5-R6 bölücüye boşalmasını engeller (tabii ki REM IN'in çıkarıldığı ve akü yükünün bağlantısının kesildiği varsayılarak). UZAKTAN veri yolu üzerinden akım tüketimi 20mA. Zamanlayıcı D1-C1-R1-IC1-IC2-FU1, REM IN sinyalinin çıkışa iletilmesini 2 saniye geciktirir. Direnç R0 yalnızca zamanlayıcı kapasitansını boşaltmak için gereklidir; pratik devrelerde ortadan kaldırılabilir veya LED'li bir gösterge devresiyle değiştirilebilir. Diyotlar D1-3 - doğru akım 1A için herhangi biri.

KR293KP9A, KR293KP3A optokuplörleri, en az 200mA (A harfiyle 293KP) akıma sahip herhangi bir MIS optokuplörüyle değiştirilebilir. Bir durumda pili "anti-faz" anahtarlı KR293KP9A optokuplör ile değiştirirken, geçiş sırasında herhangi bir geçiş akımı gözlemlemedim; diğer optokuplörlerle değiştirirken böyle bir akım olmadığından emin olmalısınız. FU1, FU2 sigortaları, 200 mA çalışma akımına sahip, kendi kendini yenileyen sigortalardır. -6V kaynağının çıkışındaki güç filtresinde, anahtarlama sırasında optokuplörleri aşırı yüklememek için kendinizi minimum kapasitansla sınırlandırmalısınız; bu arada, pilin çıkış direncine 10 Ohm eklerler). Seri 293 amper akımlar için değildir! Bu "yetişkin" röleler içindir. Bu bir sonraki projenin konusu; tamamen pille çalışan bir DAC... ama bunun için henüz çok erken...

Radyo elemanlarının listesi

Otonom güç kaynakları (şarj edilebilir piller), modern teknolojiler hemen hemen her projenin ayrılmaz bir öğesidir. İçin Otomotiv Teknolojisi Akü aynı zamanda yapısal bir parça olup, olmadan aracın tam olarak çalıştırılması düşünülemez. Pillerin evrensel kullanışlılığı açıktır. Ancak teknolojik olarak bu cihazlar hala tamamen mükemmel değil. Örneğin, pillerin sık sık şarj edilmesi, bariz bir kusuru gösterir. Elbette buradaki ilgili soru, şarj sıklığını azaltmak ve tüm çalışma özelliklerini uzun süre korumak için pilin hangi voltajla şarj edilmesi gerektiğidir. uzun vadeli operasyon?

Temel akü parametrelerinin belirlenmesi, kurşun-asit akülerin (araba aküleri) şarj/deşarj işlemlerinin inceliklerini tam olarak anlamanıza yardımcı olacaktır:

• kapasite,
• elektrolit konsantrasyonu,
• deşarj akımı gücü,
• elektrolit sıcaklığı,
• kendi kendine deşarj etkisi.

Akü kapasitesi, deşarj sırasında her bir akü bankasının verdiği elektriği alır. Kural olarak kapasite değeri amper saat (Ah) cinsinden ifade edilir.

Üretici tarafından teknik etikette belirtilen akü deşarj kapasitesi nominal bir parametre olarak kabul edilir. Bu rakamın yanı sıra şarj kapasitesi parametresi de işletme için önemlidir. Gerekli ücret değeri aşağıdaki formülle hesaplanır:

Сз = Iз * Тз

burada: Iз – şarj akımı; Тз – şarj süresi.

Akünün deşarj kapasitesini gösteren rakam diğer teknolojik ve tasarım parametreleriyle doğrudan ilgilidir ve çalışma koşullarına bağlıdır. Pilin tasarımı ve teknolojik özellikleri arasında deşarj kapasitesi şunlardan etkilenir:

• aktif kütle,
• kullanılan elektrolit,
• elektrot kalınlığı,
• elektrotların geometrik boyutları.

Teknolojik parametreler arasında aktif malzemelerin gözeneklilik derecesi ve bunların hazırlanma reçetesi de pil kapasitesi açısından önemlidir.

Operasyonel faktörler de göz ardı edilmiyor. Uygulamada görüldüğü gibi, elektrolitle eşleştirilmiş deşarj akımının gücü de akü kapasitesi parametresini etkileyebilir.

Elektrolit konsantrasyonunun etkisi

Aşırı elektrolit konsantrasyonları pil ömrünü kısaltır. Yüksek elektrolit konsantrasyonuna sahip bir pilin çalışma koşulları, reaksiyonun yoğunlaşmasına neden olur ve bu da pilin pozitif elektrotunda korozyon oluşmasına neden olur.

Bu nedenle, pilin kullanıldığı koşullar ve bu koşullarla ilgili olarak üretici tarafından belirlenen gereksinimler dikkate alınarak değerin optimize edilmesi önemlidir.

Örneğin, ılıman iklim koşulları için çoğu araba aküsü için önerilen elektrolit konsantrasyonu seviyesi 1,25 - 1,28 g/cm2 yoğunluğa ayarlanır.

Cihazların sıcak iklimlere göre çalıştırılması söz konusu olduğunda, elektrolit konsantrasyonu 1,22 - 1,24 g/cm2 yoğunluğa karşılık gelmelidir.

Piller - Deşarj Akımı

Akü deşarj işlemi mantıksal olarak iki moda ayrılmıştır:

1. Uzun.
2. Kısa.

İlk olay, nispeten uzun bir süre boyunca (5 ila 24 saat arası) düşük akımlarda bir deşarj ile karakterize edilir.

İkinci olay için (kısa deşarj, marş motoru deşarjı), aksine karakteristik özellikler şunlardır: yüksek akımlar kısa bir süre içinde (saniyeler, dakikalar).

Deşarj akımındaki bir artış, pil kapasitesinde bir azalmaya neden olur.

Örnek:

Terminallerinde 2,75 A çalışma akımına sahip 55 A/h kapasiteli akü bulunmaktadır. Normal çevre koşullarında (artı 25-26ºС), akü kapasitesi 55-60 A/h aralığındadır.

Akü, nominal kapasitenin 4,6 kat arttırılmasına eşdeğer olan 255 A kısa süreli akımla deşarj edilirse, nominal kapasite 22 A/saat'e düşecektir. Yani neredeyse iki katı.

Elektrolit sıcaklığı ve pilin kendi kendine deşarjı

Elektrolitin sıcaklığı düştüğünde akülerin deşarj kapasitesi doğal olarak azalır. Elektrolitin sıcaklığındaki bir düşüş, sıvı bileşenin viskozite derecesinde bir artışa neden olur. Bunun sonucunda aktif maddenin elektriksel direnci artar.

Tüketiciyle bağlantısı kesilen, tamamen pasif, kapasite kaybetme özelliğine sahiptir. Bu fenomen açıklandı kimyasal reaksiyonlar koşullar altında bile cihazın içinde tamamen kapatma yükten.

Her iki elektrot da (negatif ve pozitif) redoks reaksiyonlarından etkilenir. Ama içinde daha büyük ölçüde Kendi kendine deşarj işlemi, negatif polaritenin elektrotunu kapsar.

Reaksiyona gaz halinde hidrojen oluşumu eşlik eder. Elektrolit çözeltisindeki sülfürik asit konsantrasyonunun artmasıyla, elektrolitin yoğunluğunda 1,27 g/cm3 değerinden 1,32 g/cm3 değerine bir artış olur.

Bu, negatif elektrot üzerindeki kendi kendine deşarj etkisinin oranında %40'lık bir artışla orantılıdır. Negatif polariteli elektrotun yapısında bulunan metal yabancı maddeler de kendi kendine deşarj oranında bir artış sağlar.

Şuna dikkat edilmelidir: Elektrolitte ve pillerin diğer bileşenlerinde bulunan metaller, kendi kendine deşarj etkisini arttırır.

Bu metaller negatif elektrotun yüzeyi ile temas ettiğinde hidrojen salınımına neden olan bir reaksiyona neden olurlar.

Mevcut yabancı maddelerin bir kısmı pozitif elektrottan negatif elektrota yük taşıyıcı görevi görür. Bu durumda, metal iyonlarının indirgenme ve oksidasyon reaksiyonları meydana gelir (yani yine kendi kendine deşarj süreci).

Araç aküsünün dahili olarak kendi kendine deşarj olmasının yanı sıra, harici olarak kendi kendine deşarj olması da göz ardı edilemez. Bu olgunun nedeni, pil kutusu yüzeyinin yüksek derecede kirlenmesi olabilir.

Örneğin muhafazanın üzerine elektrolit, su veya başka bir şey döküldü teknik sıvılar. Ancak bu durumda kendi kendine deşarj etkisi kolayca ortadan kaldırılır. Pil kutusunu temizlemeniz ve her zaman temiz tutmanız yeterlidir.

Araç akülerinin şarj edilmesi

Cihazın etkin olmadığı (kapalı) durumdan başlayalım. Cihaz depodayken arabanın aküsünü şarj etmek için hangi voltajı veya akımı kullanmalıyım?

Akü saklama koşulları altında şarjın asıl amacı, kendi kendine deşarjı telafi etmektir. Bu durumda şarj genellikle düşük akımlarla gerçekleştirilir.

Şarj değerleri aralığı genellikle 25 ila 100 mA arasındadır. Bu durumda şarj voltajı tek akü grubuna göre 2,18 - 2,25 volt aralığında tutulmalıdır.

Pil şarj koşullarının seçilmesi

Akü şarj akımı genellikle belirtilen şarj süresine bağlı olarak belirli bir değere ayarlanır.

Dolayısıyla, pili 20 saat şarj etmeyi planlıyorsanız, şarj akımının optimal parametresinin 0,05 C (yani pilin nominal kapasitesinin% 5'i) olduğu kabul edilir.

Buna göre parametrelerden birinin değiştirilmesi durumunda değerler orantılı olarak artacaktır. Örneğin 10 saatlik şarjla akım zaten 0,1C olacaktır.

İki aşamalı bir döngüde şarj etme

Bu modda, başlangıçta (ilk aşama), ayrı bir bankadaki voltaj 2,4 volta ulaşana kadar 1,5 C akımla şarj gerçekleştirilir.

Bundan sonra şarj cihazı 0,1 C şarj akımı moduna geçirilir ve şarj işlemine devam eder. tam set kaplar 2 – 2,5 saat (ikinci aşama).

İkinci aşama modunda şarj voltajı bir kutu için 2,5 – 2,7 volt arasında değişmektedir.

Zorunlu şarj modu

Zorlamalı şarj prensibi, şarj akımı değerinin nominal pil kapasitesinin %95'ine (0,95C) ayarlanmasını içerir.

Yöntem oldukça agresif, ancak pili neredeyse tamamen yalnızca 2,5-3 saatte (pratikte% 90) şarj etmenize olanak tanıyor. Zorunlu modda %100 kapasiteye kadar şarj etmek 4 – 5 saat sürecektir.

Eğitim döngüsünü kontrol edin

Bu seçenek için basit bir formülle hesaplanan parametrelerle ücretlendirme en uygunudur:

ben = 0,1 * C20;

Tek bir bankadaki voltaj 2,4 volt olana kadar şarj edin, ardından şarj akımı şu değere düşürülür:

ben = 0,05 * C20;

Bu parametrelerle tam şarj olana kadar işleme devam edilir.

Kontrol ve eğitim döngüsü aynı zamanda pilin 0,1 C'lik küçük bir akımla deşarj edilmesi durumunda deşarj uygulamasını da kapsar. toplam voltaj 10,4 volt.

Bu durumda elektrolit yoğunluk derecesi 1,24 g/cm3'te tutulur. Deşarjın ardından cihaz standart yöntemlere göre şarj edilir.

Kurşun-asit aküleri şarj etmek için genel prensipler

Uygulamada her birinin kendine göre zorlukları olan ve farklı miktarlarda mali maliyetleri de beraberinde getiren çeşitli yöntemler kullanılmaktadır.

En erişilebilir ve basit yöntem Bir DC şarjının 2,4 - 2,45 volt/hücre voltajında ​​olduğu kabul edilir.

Şarj işlemi akım 2,5-3 saat sabit kalana kadar devam eder. Bu koşullar altında pilin tamamen şarj olduğu kabul edilir.

Bu arada, kombine şarj tekniği sürücüler arasında daha fazla tanınmaya başladı. Bu seçenekte başlangıç ​​akımının (0,1C) belirlenen gerilime ulaşılana kadar sınırlandırılması prensibi kullanılır.

İşlem daha sonra sabit bir voltajda (2,4V) devam eder. Bu devre için, ilk şarj akımının 0,3 C'ye yükseltilmesine izin verilir, ancak daha fazlasına izin verilmez.

Tampon modda çalışan akülerin düşük voltajlarda şarj edilmesi tavsiye edilir. Optimum şarj değerleri: 2,23 – 2,27 volt.

Derin deşarj - sonuçların ortadan kaldırılması

Her şeyden önce şunu vurgulamak gerekir: Bataryayı nominal kapasitesine geri yüklemek mümkündür, ancak yalnızca 2-3'ten fazla derin deşarjın meydana gelmemesi koşuluyla mümkündür.

Bu gibi durumlarda şarj, kavanoz başına 2,45 voltluk sabit bir voltajla gerçekleştirilir. Ayrıca 0,05C'lik bir akımla (sabit) şarj edilmesine de izin verilir.

Eğer şarj 2,25 – 2,27 volt voltajla yapılıyorsa işlemin iki veya üç kez yapılması tavsiye edilir. Düşük gerilimlerde çoğu durumda nominal kapasiteye ulaşmak mümkün değildir.

Elbette restorasyon sürecinde ortam sıcaklığının etkisi de dikkate alınmalıdır. Ortam sıcaklığı 5 – 35°С aralığındaysa şarj voltajının değiştirilmesine gerek yoktur. Diğer koşullar altında ücretin ayarlanması gerekecektir.

Pilin kontrol ve eğitim döngüsüne ilişkin video