Vedlikeholdsenhet for batterilading. Enhet for lading av bilbatterier. Hva og hvor opplevde du?
Drypplading
Til tross for populær tro, bidrar vedlikeholdslading ikke på noen måte til langvarig batterilevetid. Med denne lademetoden slås ikke strømmen av selv etter at batteriet er fulladet. Av denne grunn er strømmen valgt å være liten. Selv om all energien som overføres til batteriet omdannes til varme, vil ikke batteriet ved lav strøm kunne varmes opp nok. For Ni-MH-batterier, som reagerer mer negativt på opplading enn Ni-Cd, anbefales det å sette ladestrømmen til maksimalt 0,05C. For å lade et batteri med større kapasitet, bør vedlikeholdsladestrømmen settes høyere. Det følger at batterier med lav kapasitet ikke kan lades i enheter designet for å lade batterier med høy kapasitet på grunn av faren for overdreven varme og redusert batterilevetid. Hvis du plasserer et batteri med stor kapasitet i en batterilader med liten kapasitet, er det kanskje ikke fulladet. Når de er under slike forhold i lang tid, begynner batteriene å miste kapasitet.
Dessverre er det umulig å pålitelig fastslå slutten av dryppladingen. Ved lave ladestrømmer er spenningsprofilen flat og det karakteristiske maksimum ved slutten av ladingen oppnås praktisk talt ikke. Temperaturen stiger jevnt og den eneste metoden er å begrense ladetiden. Men for å bruke denne metoden, er det nødvendig, i tillegg til den nøyaktige kapasiteten til batteriet, å vite mengden av den opprinnelige ladningen. Den eneste måten å eliminere påvirkningen fra den første ladningen er å lade batteriet helt ut umiddelbart før det lades. Og dette øker varigheten av ladeprosessen og forkorter batterilevetiden, som avhenger av antall lade-utladingssykluser. Det neste problemet ved beregning av ladetiden for fall er den ganske lave effektiviteten til denne prosessen. Effektiviteten til vedlikeholdslading overstiger ikke 75 % og avhenger av et stort antall faktorer (batteritemperatur, dets tilstand, etc.). Den eneste fordelen med drypplading er den enkle implementeringen av prosessen (uten å overvåke slutten av ladingen). Først nylig har batteriprodusenter bemerket at vedlikeholdslading ikke lenger fører til en reduksjon i kapasiteten til moderne Ni-MH-batterier.
Rask lading
De fleste produsenter av Ni-MH-batterier angir egenskapene til batteriene deres ved hurtiglading med 1C-strøm. Det er anbefalinger om ikke å overstige 0,75C. Smartladeren må selv vurdere forholdene og om nødvendig gå over til hurtiglading. Hurtiglading brukes kun ved temperaturer fra 0 til +40°C og med en spenning fra 0,8 til 1,8V. Effektiviteten til hurtiglading er omtrent 90%, så batteriet varmes praktisk talt ikke opp. Men ved slutten av ladingen synker effektiviteten kraftig og nesten all energien som tilføres batteriet blir til varme. Dermed er det en kraftig økning i batteritemperatur og internt trykk. Dette fører til at ventilene åpnes og noe av batteriinnholdet går tapt. I tillegg, under påvirkning av høy temperatur, endres den indre strukturen til elektrodene. Derfor er det viktig å stoppe rask batterilading i tide. Heldigvis er det ganske pålitelige indikatorer på at en lader er i stand til å gjøre dette.
Driften av hurtigladeren består av følgende faser:
- Bestemme tilstedeværelsen av et batteri.
- Batterikvalifisering.
- Pre-charge (pre-charge).
- Overgang til hurtiglading (rampe).
- Rask lading.
- Topplading.
- Vedlikeholdsgebyr.
Batterideteksjonsfase
På dette stadiet kontrolleres vanligvis spenningen ved batteripolene. Hvis spenningen er høyere enn 1,8V betyr dette at batteriet ikke er koblet til laderen eller er skadet. Hvis en lavere spenning oppdages, er batteriet tilkoblet og du kan fortsette å lade.
I alle faser, sammen med hovedhandlingene, kontrolleres tilstedeværelsen av batteriet. Dette er fordi batteriet kanskje ikke er i laderen. Hvis dette skjer, bør laderen fra en hvilken som helst fase flytte til å kontrollere tilstedeværelsen av batteriet.
Batterikvalifiseringsfasen
Lading av batteriet begynner med kvalifiseringsfasen. Denne fasen er nødvendig for en foreløpig vurdering av den første batteriladingen. Når batterispenningen er mindre enn 0,8V, kan ikke hurtiglading utføres, det kreves en ekstra forhåndsladefase. Hvis spenningen er større enn 0,8V, hoppes forhåndsladefasen over. I praksis er det observert at batterier ikke utlades under 1,0V, og forhåndsladefasen blir nesten aldri brukt.
Pre-charge fase
Designet for innledende lading av alvorlig utladede batterier. Forladestrømverdien må velges fra 0,1C til 0,3C. Forhåndslading må begrenses i tid. En lang forhåndsladingsfase er ikke nødvendig, siden spenningen til et fungerende batteri raskt skal nå 0,8V. Hvis spenningen ikke øker, betyr dette at batteriet er skadet og ladeprosessen må avbrytes.
Under lange ladefaser er det nødvendig å overvåke batteritemperaturen og stoppe ladingen når temperaturen når en kritisk verdi. For Ni-MH-batterier er den maksimalt tillatte temperaturen 50°C. Også, som i andre faser, bør du sjekke tilstedeværelsen av batteriet.
Overgangsfase til hurtiglading
Når batterispenningen når 0,8V, kan du gå videre til hurtiglading. Det anbefales ikke å bruke høy ladestrøm umiddelbart. Det anbefales ikke å slå på høy strøm i begynnelsen av ladingen. Det er nødvendig å øke strømmen gradvis over 2-4 minutter til den angitte hurtigladestrømmen er nådd.
Rask ladefase
Ladestrømmen er satt fra 0,5-1,0C. I denne fasen er det viktig å nøyaktig bestemme øyeblikket for slutten. Hvis hurtigladefasen ikke stoppes i tide, vil batteriet bli ødelagt. Derfor, for å bestemme den nøyaktige slutttiden for hurtiglading, er det nødvendig å bruke flere uavhengige kriterier.
For Ni-Cd-batterier brukes vanligvis –dV-metoden. Under lading øker spenningen, og ved slutten av ladingen begynner den å avta. For Ni-Cd-batterier er et tegn på fullført lading en reduksjon i spenningen med omtrent 30 mV (for hvert batteri). –dV-metoden er den raskeste og fungerer utmerket selv for ikke fulladede batterier. Hvis du bruker denne metoden for å begynne å lade et fulladet batteri, vil spenningen på det raskt øke og deretter reduseres kraftig, noe som vil føre til slutten av ladeprosessen.
For Ni-MH-batterier fungerer ikke metoden like vellykket, siden reduksjonen i spenning for dem er mindre merkbar. Ved ladestrømmer under 0,5C nås vanligvis ikke maksimal spenning, så en lader for batterier med liten kapasitet kan ofte ikke korrekt oppdage slutten av ladingen for batterier med stor kapasitet.
På grunn av det svake spenningsfallet ved slutten av ladingen, er det nødvendig å øke følsomheten, noe som kan føre til tidlig avslutning av hurtigladingen på grunn av støy generert av laderen og også penetrert fra strømnettet. Dette er grunnen til at du ikke bør lade batterier i en bil, på grunn av det faktum at nettverket om bord som regel har for høyt nivå av forstyrrelser. Batteriet er også en kilde til støy. Av denne grunn bør filtrering brukes ved måling av spenning. Derfor må filtrering brukes i spenningsmåleprosessen.
Ved lading av batterier til seriekoblede batterier, når individuelle batterier er forskjellige i ladetilstand, reduseres påliteligheten til –dV-metoden merkbart. I dette tilfellet nås toppspenningen til forskjellige batterier til forskjellige tider, og spenningsprofilen er uskarp.
For Ni-MH-batterier brukes også dV=0-metoden, hvor det i stedet for spenningsreduksjon oppdages et platå i spenningsprofilen. I dette tilfellet indikeres slutten av ladingen av en konstant spenning på batteriet i flere minutter.
Til tross for alle vanskelighetene med å bestemme slutten av batterilading ved hjelp av –dV-metoden, definerer de fleste produsenter av Ni-MH-batterier denne metoden som den viktigste for hurtiglading. Ved slutten av ladingen med en strøm på 1C, bør spenningen endres fra -12mV til -2,5mV.
Umiddelbart etter tilkopling av en stor ladestrøm kan spenningen oppleve svingninger, noe som kan identifiseres som en reduksjon i spenning ved slutten av ladingen. For å forhindre falsk avslutning av hurtigladeprosessen, må –dV-kontrollen deaktiveres for første gang (vanligvis 3-10 minutter) etter tilkopling av ladestrømmen.
Sammen med en reduksjon i spenningen ved slutten av ladingen begynner en økning i temperatur og trykk inne i batteriet. Dermed kan fullføringstiden for lading bestemmes av temperaturøkningen. På grunn av miljøpåvirkninger anbefales det imidlertid ikke å sette en absolutt temperaturterskel for å bestemme når ladingen er fullført. Oftere er det ikke selve temperaturen som brukes, men hastigheten på dens endring. Med en ladestrøm på 1C må ladingen fullføres når temperaturstigningshastigheten når 1°C/min. Det skal bemerkes at ved ladestrømmer mindre enn 0,5C, endres temperaturøkningshastigheten praktisk talt ikke, og dette kriteriet kan ikke brukes.
Begge metodene som er diskutert forårsaker en liten overlading av batteriet, noe som fører til en reduksjon i levetiden. For å sikre at batteriet er fulladet, bør fullføringen av ladeprosessen utføres ved bruk av lav strøm og ved lav batteritemperatur (ved høye temperaturer er batteriets evne til å akseptere en lading betydelig redusert). Derfor anbefales det å fullføre hurtigladefasen litt tidligere.
Det finnes en såkalt infleksjonsmetode for å bestemme sluttid for hurtiglading. Essensen av metoden er at den maksimale deriverte av spenning med hensyn til tid analyseres. Hurtigladingen stopper når spenningsøkningen når sin maksimale verdi. Denne metoden gjør det mulig å fullføre hurtigladefasen før temperaturen rekker å stige betydelig. Denne metoden krever høypresisjons spenningsmålinger og matematiske beregninger.
Noen ladere bruker pulsladestrøm. Strømpulser har en varighet på ca. 1 s, og intervallet mellom pulser er ca. 20-30 ms. Blant fordelene med denne metoden er bedre utjevning av konsentrasjonen av aktive stoffer gjennom hele volumet og en lavere sannsynlighet for utseendet av krystallinske formasjoner på elektrodene. Det er ingen nøyaktig informasjon om effektiviteten til denne metoden, men det er kjent at den ikke forårsaker skade.
I prosessen med å bestemme slutten av hurtiglading av batteriet, er det nødvendig å måle spenningen nøyaktig. Hvis disse målingene gjøres under strøm, vil en ekstra feil vises på grunn av kontaktmotstanden. Av denne grunn blir ladestrømmen slått av under målingen. Etter å ha slått av strømmen bør du ta en pause i 5-10 ms mens spenningen på batteriet er etablert. Deretter utføres målingen. For høykvalitetsfiltrering av nettverksfrekvensinterferens tas som regel et antall påfølgende prøver over et intervall på en periode av nettverksfrekvensen (20 ms), og deretter utføres digital filtrering.
Det er utviklet en annen lademetode med pulsstrøm, kalt FLEX negativ pulslading eller Reflekslading. Den skiller seg fra en konvensjonell pulsladning ved tilstedeværelsen av utladningsstrømpulser i intervallene mellom ladestrømpulser. For ladestrømpulser i størrelsesorden 1 s, velges varigheten av utladningsstrømpulsene til ca. 5 ms. Størrelsen på utladningsstrømmen overstiger ladestrømmen med 1-2,5 ganger.
Blant fordelene med metoden bør nevnes en lavere batteritemperatur under lading og muligheten til å eliminere store krystallinske formasjoner på elektrodene. General Electric Corporation har utført uavhengige studier av denne metoden, som indikerer at metoden verken gir fordel eller skade.
Siden korrekt gjenkjenning av slutten av hurtigladingen er ekstremt viktig, må laderen bruke flere metoder for å bestemme slutten av ladingen samtidig. Det er også nødvendig å sjekke noen tilleggsbetingelser for å avbryte hurtigladingen. Under hurtiglading bør du overvåke batteritemperaturen og avbryte prosessen hvis den når en kritisk verdi. For hurtiglading er temperaturgrensen strengere enn for hele ladeprosessen. Derfor, når temperaturen når +45°C, er det nødvendig å nødstoppe hurtigladingen og fortsette til ladefasen med lavere ladestrøm. Før ladingen fortsetter, må batteritemperaturen synke, siden ved høye temperaturer reduseres batteriets evne til å akseptere en lading betydelig.
En annen tilleggsbetingelse er en tidsbegrensning for hurtiglading. Når du kjenner ladestrømmen, batterikapasiteten og ladeeffektiviteten, kan du beregne tiden som kreves for full lading. Hurtigladingstimeren bør stilles inn for en tid som overstiger den beregnede tiden med 5-10 %. Hvis denne ladetiden er over, men ingen av metodene for å fastslå slutten av hurtigladingen har fungert, avsluttes prosessen unormalt. Denne situasjonen indikerer mest sannsynlig en funksjonsfeil i spennings- og temperaturmålekanalene.
Ladefase
Ladestrømmen er satt til 0,1-0,3C. Med en ladestrøm på 0,1C anbefaler produsenter å lade opp innen 30 minutter. Gjennomføring av lengre lading resulterer i overlading av batteriet; Batterikapasiteten øker med 5-6 %, men antall lade-utladingssykluser reduseres med 10-20 %. En positiv effekt av ladeprosessen er å utjevne batteriladingen. De som er fulladet sprer tilført energi som varme samtidig som de gjenværende batteriene lades. Hvis ladefasen følger umiddelbart etter hurtigladefasen, må batteriene avkjøles i noen minutter. Når temperaturen på batteriet stiger, synker evnen til å akseptere en ladning betydelig. Ved 45°C tåler batteriet bare 75 % lading. Derfor gjør oppladingsprosessen, utført ved romtemperatur, det mulig å fullade batteriet.
Flyteladningsfase
Ladere for Ni-Cd-batterier etter ladeprosessen går som regel over til vedlikeholdsladingsmodus for å holde batteriet i fulladet tilstand. Dermed forblir batteritemperaturen forhøyet hele tiden, og dette reduserer batterilevetiden betraktelig. Ni-MH-batterier tåler dårlig overlading, og derfor er det ikke tilrådelig at de er i vedlikeholdslading. Det er nødvendig å bruke en svært lav flytende ladestrøm bare for å kompensere for selvlading.
For Ni-MH-batterier kan selvutlading de første 24 timene være opptil 15 % av batterikapasiteten, og deretter reduseres selvutladingen og utgjør 10-15 % av batterikapasiteten per måned. For å kompensere for selvutlading er en gjennomsnittlig strøm på mindre enn 0,005C tilstrekkelig. Noen enheter slår på vedlikeholdsladestrømmen en gang med noen få timers mellomrom, og andre ganger kobles batteriet fra enheten. Mengden av selvutlading avhenger sterkt av temperaturen, så det beste alternativet er å gjøre flyteladingen adaptiv - slik at en liten ladestrøm kobles til kun når en spesifisert reduksjon i spenning oppdages.
Vedlikeholdsladefasen trenger ikke gjennomføres, men dersom det går lang tid mellom lading og bruk av batteriet, må batteriet lades opp før bruk for å kompensere for selvutlading. Det beste alternativet er et der laderen holder batteriene fulladet.
Ultrarask lading
Når du lader opp til 70 % av batterikapasiteten, er effektiviteten av ladeprosessen nær 100 %. Denne indikatoren er en forutsetning for å lage ultraraske ladere. Selvfølgelig er det umulig å øke ladestrømmen på ubestemt tid. Det er en grense på grunn av hastigheten kjemiske reaksjoner oppstår med. I praksis kan ladestrømmer på opptil 10C brukes. For å forhindre at batteriet overopphetes, etter å ha nådd 70 % ladenivå, må strømmen reduseres til nivået for standard hurtiglading og slutten av ladingen må overvåkes på standard måte. Det er nødvendig å nøyaktig overvåke oppnåelsen av lademerket på 70 %. Det er ingen pålitelige metoder for å løse dette problemet ennå. Problemet ligger i å bestemme ladetilstanden i batteriet, der batterier kan utlades annerledes. Det er også problematisk å levere ladestrøm til batteriene. Med så høye ladestrømmer kan en svak kontakt forårsake ytterligere oppvarming av batteriet, noe som fører til ødeleggelse. Hvis laderen svikter, kan batteriet til og med eksplodere.
Bly-syrebatterier som brukes i avbruddsfri strømforsyning for informasjonslagringsenheter er utsatt for rask slitasje og for tidlig feil under drift. Årsaken er krystallisering av platene, kortslutninger mellom elektrodene ved dendroidavsetninger på overflaten av platene og sulfatering.
Kapasiteten og levetiden til oppladbare batterier avhenger av laderens driftsmodus og lademetode.
Før du vurderer ønsket batterilademodus, bør du spore prosessen med batteriutladning og årsakene til den for tidlige feilen.
Som regel forekommer batteriutladning i avbruddsfri strømsystemer under drift svært sjelden og i en periode på flere minutter, tilstrekkelig til å ta datalagringssystemet ut av drift for å eliminere feilen. På datamaskinens harddisker vil lesehodet i løpet av denne tiden gå tilbake til sin opprinnelige tilstand, ellers kan oppstartssektorene og arbeidsinformasjonen bli skadet. Deretter kan den tapte informasjonen delvis gjenopprettes, men full bruk av harddisken vil være umulig.
Mangelen på utladningsegenskaper i batteridriften fører til for tidlig feil.
Batterier i avbruddsfrie systemer diagnostiseres av en intern krets for å sikre at spenningen på batteriet samsvarer med de spesifiserte parametrene, hvis det er nettspenning, overfører den avbruddsfrie strømforsyningsenheten automatisk strøm til belastningen fra strømnettet. Hvis nettstrømmen går tapt, må enheten bytte til modusen for å konvertere batterienergi til en spenning som i parametere ligner på strømforsyningen.
Ekstern diagnostikk av et avbruddsfri strømforsyningsbatteri etter drift bekrefter tilstedeværelsen av høy intern motstand - på grunn av høy krystallisering, høy selvutladning når platene er internt kortsluttet, forårsaket av sulfatering. Høy spenning på elektrodene diagnostiseres av de interne kretsene som full ladning og batteriet er ikke lenger ladet. Økning av ladespenningen fører til økt varmeutvikling. Nedgangen i batterikapasitet er forårsaket av ikke-fungerende sulfatering av overflaten av platene, laststrømmen er ikke i stand til å gå ut av de indre lagene i den porøse strukturen til batteriplatene og utgangsspenningen faller uakseptabelt under belastning, noe som fører til en feil på den avbruddsfrie strømforsyningen.
Et lite energiforbruk ved fjerning av informasjonslagringssystemer fra driftstilstand krever ikke installasjon av kraftige bilbatterier, men kraftige ladere for å fylle på den brukte batterienergien.
For å lade batteriet og holde det i fungerende stand, bør du bruke en lader som bruker to lademetoder: hurtiglading og vedlikeholdslading (kompensasjonslading).
Den langsomme lademetoden som brukes ved lading av mobiltelefonbatterier er uakseptabel i denne situasjonen, da den på mobiltelefoner fører til krystallisering av platene og batterisvikt på et uventet øyeblikk.
Med denne metoden lader ikke batteriet helt eller overopphetes, med termisk ødeleggelse av platene. Datalagringssystemer er i drift i mer enn en dag, og batteriene i spenningsvedlikeholdsenheter må være i standby-lademodus i lang tid.
En av årsakene til batterisvikt er likestrømslading i fravær av liten utladningsstrøm og mangel på sykling i lademodus. Under utladningsstrømmen har blyioner tid til å reduseres til en amorf tilstand og avsettes på overflaten av platene. Ved pauser i ladestrømpulsene synker batteritemperaturen.
Lading av lukkede batterier med heliumfylling må oppfylle følgende parametere: begrense ladespenningen for å eliminere overlading og oppvarming, automatisk begrensning av ladestrømmen i den første perioden med hurtiglading - dette vil beskytte strømregulatoren mot overbelastning og overoppheting, og battericellene fra en uakseptabel mengde ladestrøm, implementering av jetopplading med en pulserende strøm av kort varighet og amplitude som ikke er lavere enn ladestrømmen anbefalt av produsenten. Gjennomsnittsverdien av ladestrømmen overstiger ikke 0,05 C, hvor C er batterikapasiteten.
Ved å bruke strømsykling for å regenerere platene vil batteriet holdes i fungerende tilstand så lenge som ønsket. På kort tid reduseres den interne motstanden til batteriet titalls ganger, kapasiteten og driftsspenningen gjenopprettes.
Hurtigladingsmodus er preget av følgende parametere:
Ladetiden er 1-2 timer, dette er nok til å gjenopprette batterikapasiteten etter en nødinnkobling av en avbruddsfri strømforsyning, ladestrømmen er 0,2-0,3 C, batteriets ladenivå er 100 % slå av - den slås av når ladesluttspenningen nås til bufferjet-lademodus. Den endelige batterispenningen er angitt i passet eller på dekselet, for eksempel for et Champion 12 Volt 7 A/h-batteri installert i en avbruddsfri strømforsyningsenhet av APC-typen, er den 13,3 -13,8 V ved 20 graders kabinetttemperatur. Ladestrømkarakteristikken faller bratt - med økende spenning på batteriet faller ladestrømmen og nærmer seg minimumsverdien på 0,03 -0,05 C - jetlademodus. I fravær av strømbrudd, kan batteriet forbli i en ladet tilstand over lengre tid i standby-modus. Med jet-ladeteknologi kompenseres forbruket av batterikapasitet for å opprettholde driften av kretsen i standby-modus og selvutlading. Stabilisering av ladespenningen ved negativ tilbakemelding fra batteriet til ladestrømpulsgeneratoren lar deg opprettholde lademodusen i automatisk modus.
Laderspesifikasjoner:
Nettspenning 220 Volt.
Maksimal ladestrøm 650 mA.
Ladespenning 13,8 Volt.
Batteri 12 Volt 1-7a/t.
Hurtigladestrøm 350-450 mA.
Jet ladestrøm 30-40 mA.
Utladningsstrøm 22 mA.
Ladetid 1-2 timer.
Ladetiden er kontinuerlig.
Nødmodustiden er 10-30 minutter.
Lasteeffekt 50 watt.
Den avbruddsfrie strømforsyningskretsen inkluderer en pulslader, der en konstant ladestrøm konverteres av en generator på en timer til en sekvens av pulser, og pausene mellom pulser med positiv polaritet fylles med en konstant utladningsstrøm med negativ polaritet. Batteriet belastes med en utladningsstrøm under lading, som brukes til å indikere tilkoblingen av batteriet til kretsen.
Strømomformeren er laget ved hjelp av felteffekttransistorbrytere styrt av en nettfrekvensgenerator. I fravær av nettspenning, tilføres spenningen til nettfrekvensen og nivået generert av omformeren gjennom reléet til lasten i nærvær av nettspenning, den leveres til lasten gjennom kontaktene til reléet som er koblet til; nettverk uten konvertering.
Enheten har en lysindikasjon for innkobling, batteritilkoblingspolaritet, høyspennings- og ladeindikator. Lydsensoren indikerer fravær av nettspenning og advarer om å iverksette tiltak for å fjerne informasjonslagringssystemet fra driftsmodus på kort tid i henhold til programmet.
Analog timer DA1 (fig. 1) genererer pulser med stabil frekvens i selvoscillatormodus. Lade-utladingsprosessen til tidskondensatoren C1 vil foregå syklisk, ladetiden avhenger av verdien av motstanden R2 - T1 = 0,69 C1R2, utladingstiden er lengre T2 = 0,69 C1 (R3 + R4).
Den fulle perioden for pulsen er T=T1+T2. Frekvensen til selvoscillatoren avhenger av verdiene til elementene R2, R3, R4, C1 - F=1/T. Driftssyklusen avhenger av driftsperioden til pulsen D=T1/T. Når utladningstiden reduseres ved å redusere verdien til motstand R2, øker driftssyklusen.
Diode VD1 genererer en kort puls med ladestrøm.
Resistor R3 lar deg stille inn ladestrømmen i henhold til batterispesifikasjonene.
Timeren drives av en analog stabilisator DA2, diode VD2 lar deg beskytte timeren og stabilisatoren mot feil batteripolaritet.
Timerspenningen velges basert på forsyningsspenningen til DD1-mikrokretsen –ren.
Kondensatorer C2, C3, C4, C5 reduserer støynivået i strømforsyningskretsene.
Etter at strøm er tilført timeren DA1 og eksterne kretser, vil kondensator C1 begynne å lade eksponentielt til en spenning på 2/3 Un i løpet av tiden T1, hvoretter den interne komparatoren til timeren på inngang 6 på DA1 vil skifte den interne triggeren til i motsatt tilstand vil den interne utladningstransistoren ved pinne 7 på DA1 åpne, kondensator C1 vil begynne å utlades til nivået 1/3 Un i løpet av tiden T2.
Lading av batteriet vil følge samme scenario.
Pinne 5 i DA1-timerbrikken gir direkte tilgang til delepunktet med et nivå på 2/3 av forsyningsspenningen, som er referansepunktet for driften av den øvre komparatoren. Ved å bruke denne pinnen kan du endre dette nivået for å få modifikasjoner på kretsen, i dette tilfellet for å stille ut ladespenningen på batteriet GB1. En N-type felteffekttransistor introduseres i kretsen som en nøkkelstrømbryter, pulser fra utgang 3 på timeren gjennom motstand R5 tilføres porten til transistoren VT1, transistoren åpnes og ladestrømmen fra strømforsyningens likeretter. VD3 gjennom begrensningsmotstand R10 og sikring FU1 leveres til batteri GB1. HL3-indikatoren indikerer med korte lyspulser at batteriet lades, indikerer et brudd i batteriladekretsen eller en defekt transistor VT1.
Tilstedeværelsen av strøm til timer DA1 indikeres av den gule LED HL1.
HL2 LED, parallelt med batteriet, utfører tre funksjoner, indikerer med et grønt lys den riktige polariteten til tilkoblingen til GB1-batteriet og er en batteriutladningskrets med en strøm på opptil 20 mA. Når den lyser rødt, indikerer LED en nødsituasjon eller feil polaritet for å koble batteriet til kretsen.
Den negative tilbakekoblingsspenningen fra den positive batteribussen gjennom begrensningsmotstanden R7 og innstillingsmotstanden R8 tilføres kontrollelektroden til den justerbare parallellspenningsregulatoren DA3 - en integrert analog av en zenerdiode som er i stand til å danne en justerbar referanse
spenning ved pinne 5 på timer DA1 Når spenningen på batteriet øker, åpnes den kontrollerte zenerdioden og stabiliseringsspenningen endres.
En reduksjon i spenningen ved katoden (pinne 3 på DA3) fører til en reduksjon i spenningen ved punkt 5 DA1 på direktetilgangsdeleren med et nivå på 2/3 Un, noe som vil føre til en økning i generatorfrekvensen på DA1-timeren og en reduksjon i spenningen og ladestrømmen til GB1-batteriet.
Et tap av nettspenning fører til at relé K1 slår seg av og kontaktene K1.1 og K1.2 slår seg. De første aktiverer driften av generatoren på DD1-brikken ved å bruke et lavt nivå på inngang R (pinne 5 på DD1), etter at generatoren er startet, vil rektangulære pulser med en frekvens på 50 Hz genereres ved utgangene T1 og T2 . Pulsene faseforskyves med en kvart periode. For å konvertere rektangulære pulser til sinusoider nær formen, er en kondensator C7 installert ved utgangen av transformator T2. HL3-gassutladningsindikatoren indikerer tilstedeværelsen av høyspenning.
Bruken av felteffekttransistorer krever ikke installasjon av kraftige radiatorer.
De fleste av radiokomponentene til kretsen er installert på et trykt kretskort, resten er festet i et hus som brukes fra datamaskinens strømforsyning. Budsjettvifte B1 brukes til det tiltenkte formålet.
Radiokomponentene til kretsen tilsvarer tabell 1.
| Betegnelse |
Valør |
Erstatning |
Merk |
|
|
metalltråd |
||||
|
Andre motstander |
||||
|
Chip DA1 |
||||
|
IRF3701,IRF3808. |
||||
|
TP 114-7 16V 1A |
||||
|
TTP-40,TN-6O |
||||
|
RP-21-003UHL |
Oppsett av enhetskretsen bør begynne med å kontrollere +16 volt strømkilden og spenningen ved utgangen av DA2 analog stabilisator. I mangel av batteri GB1 i kretsen, lyser ikke ladestrømindikatoren LED HL3, HL2 blinker med frekvensen til generatoren på timer DA1, når batteriet er tilkoblet, vil lade LED blinke og polaritetsindikatoren vil lyse grønn, hvis polariteten til batteritilkoblingen er riktig, hvis polariteten er feil, vil LED-en lyse opp
rød glød. For å stille inn ladestrømmen i batteriets åpne krets kobler du til et amperemeter for en strøm på opptil én ampere, bruk motstand R3 for å stille inn ladestrømmen innenfor 0,2 C, og bruk motstand R8 for å stille inn spenningen på batteriet til 13,3 volt. Etter 1-2 timers lading vil spenningen på batteriet øke til 13,8 volt og strømmen falle til 0,1C, deretter vil strømmen falle til 0,03C i vedlikeholdsladingsmodus.
HA1 lydkapselen har en intern lavfrekvent oscillator.
Etter å ha slått av nettspenningen, bruk motstand R14 for å stille inn frekvensen til 50 Hz på kondensator C7.
Installer små radiatorer som måler 10*50*10 mm på felteffekttransistorer VT1-VT3.
Installer indikasjonslysene på huset på siden motsatt vifte B1.
Litteratur:
1) V. Konovalov “Måling av R-intern AB” “Radiomir” nr. 8 2004 s. 14
2) V. Konovalov, A. Razgildeev "Restaurering av batterier" "Radiomir" nr. 3 2005. s.7
3) V. Konovalov "Minneeffekten fjernes av spenningsøkningen." "Radiomir" nr. 10 2005 s. 13.
4) V. Konovalov “Lader og gjenopprettingsenhet for Ni-Ca-batterier” “Radio” nr. 3, 2006, s. 53.
5) D.A. Khrustalev "Batteries" Moskva 2003
6) I.P. Shelestov "Nyttige diagrammer for radioamatører" bok 5. Moskva 2003
7) V. Konovalov “Nøkkellader” “Radiomir” nr. 9.2007. side 13.
8) Mikrokrets KR142EN19. «Radio» nr. 4.1994
9) Pulslader “Radio” nr. 8.1995. s.61
10) Vedlikehold av "vedlikeholdsfrie" batterier, "Radiomir" nr. 11.2001, s. 13.
11) M. Ozolin “En enkel avbruddsfri strømforsyning.” “Radio” nr. 8.2005, s. 32.
12) S. Biryukov "Primære kvartsklokker." "Radio" nr. 6 2000. s.34.
13) V. Konovalov “Batteri-regenerator.” “Radiomir” nr. 6.2008 s. 14.
14) V. Konovalov "Pulsdiagnostikk av batterier." "Radiomir" nr. 8 2008. s.15.
Passasjer- og nyttekjøretøyer brukes regelmessig, men spesialutstyr: Gravemaskiner, valser, dieselaggregater og nødbensinaggregater brukes med jevne mellomrom.
Det svakeste punktet ved oppbevaring av slikt utstyr er batteriene. Blybatterier er kjent for å være utsatt for selvutlading, noe som akselererer med alder og lagringsforhold. Selvutladningshastigheten øker også betydelig (opptil 50%) etter "koking", når elektrolyttdensiteten overstiger 1,32 g/cm3.
Selvutladning
Denne prosessen er en ulempe ved den kjemiske strukturen til et bilbatteri. Det er mange grunner til selvutlading, for eksempel dårlig kvalitet på batterimaterialer. Fremmede urenheter, metaller, salter fører til ladningsoverføring fra en elektrode til en annen, selv i "tomgangstilstand".
Elektrodene i seg selv kan også være årsaken til dette fenomenet: forskjellige sammensetninger av gitteret og aktiv masse kan skape et lite "batteri inne i batteriet", som bruker kapasiteten på tomgang. Vedlikeholdsfrie batterier, der kalsium i stedet for antimon brukes som hovedtilsetning i elektroden, lider minst av selvutladning. Kalsiumbatterier, sammenlignet med antimonbatterier, har 8 ganger lavere energitap.
Viktig! Nye batterier har den laveste selvutladingshastigheten. Ved temperaturer under 0 oppstår dette fenomenet praktisk talt ikke.
Opprettholde ladning
Selvutladning er snikende på grunn av dyp sulfatering. Fullstendig selvutlading gjør batteriet ubrukelig, og selvutlading pluss lav temperatur kan også føre til "frysing" av plastbatterihuset. Ved lagring av utstyr og dieselgeneratorer må derfor batteriladingen opprettholdes.
Innen militær og luftfartsteknologi Problemet med selvutlading løses ved å tømme batteriene: Batteriet lades, hvoretter syren tappes fra det. Batteriet forblir tørt når det lades.
I bil- og spesialutstyr, hvis det ikke er mulig å drenere syren, må ladningen opprettholdes. Noen enheter kan opprettholde lading i buffermodus: dvs. lad opp batteriet, og etter full lading, ta på seg belastningen til forbrukerne (alarmer, nødoverføringssystemer). For eksempel har CTEK MXS 5.0 både en buffermodus og en pulsladingsvedlikeholdsmodus - batteriet lades kun når spenningen på terminalene faller under en viss terskel. En annen fordel med å lade CTEK MXS 5.0 er muligheten til å lade og opprettholde en lading gjennom sigarettenneren eller en separat montert "hurtigkobling". Så batteriene må ikke fjernes før du oppbevarer utstyret.
Når du opprettholder ladningen til lagret utstyr, er det bedre å gjøre uten en selvgående pistol. Enheter som ikke er designet for å opprettholde en ladning, vil gradvis "koke" elektrolytten og gjøre den om til ren syre. Dette batteriet vil ikke lenger fungere.
Laderkrets
Den foreslåtte automatiske enheten er designet for å lade bilbatterier med en kapasitet på 32 til 60 Ah og holde dem i ladet tilstand.
Produsenter anbefaler å lade batterier med en strøm lik 0,04...0,06 av batterikapasiteten i amperetimer. Batteriladetiden avhenger ifølge selskapene i stor grad av ladestrømmen – både ved lading i bil og ved lading fra lader.
Under ladeprosessen endres spenningen ved batteriets poler, og når den blir lik 2,3...2,35 V per celle (fra 13,8 V til 14,1 V for et 12 V-batteri), er batteriet 100 % ladet.
Et utladet batteri selvutlades per dag med omtrent 1 ... 2 % av kapasiteten. Hvis overflaten på batteriet er sterkt forurenset med elektrolyttsprut, øker denne verdien betydelig.
Den elektriske kretsen til laderen er utformet på en slik måte at når batteriet er 100 % ladet, bytter det til ladesparingsmodus, og leverer en svak ladestrøm (100...250 mA). Denne lille strømmen forhindrer selvutladning og sulfatering.
Laderen får strøm fra en nettspenning på 220 V +10 % og -15 %. Likeretterenheten består av en nettverkstransformator (T1) med en effekt på 100 W, en likeretterbro V2M1-5 og en filterkondensator C1.
Motstanden til motstand R1 avhenger av batterikapasiteten. Et batteri med en kapasitet på 45 A*h krever en strømstyrke på 1 = 0,05-45 = 2,25 A.
Da bør motstand R1 ha en motstand på ca. 1,8 ohm. For et batteri med en kapasitet på 60 Ah er ladestrømmen 3 A, og motstanden til motstanden R1 er 1,33 Ohm. Motstand R1 er viklet på en keramisk kropp med en ledning med en diameter på 1 ... 1,2 mm. Den nøyaktige verdien av motstanden R1 bestemmes av hvilket batteri som er koblet til enheten. Enheten blir mer allsidig hvis du erstatter motstand R1 med en justerbar motstand (reostat).
Ladenivåovervåkingsenheten består av en spenningsstabilisator DA1, et kontrollrelé K1, en transistor VT1 (2T9135) og en Schmitt-trigger (VT2, VT3), som danner en terskelenhet som overvåker
batteriets ladenivå. Når spenningen når 13,9...14,1 V, bytter enheten til ladevedlikeholdsmodus.
I følge batteriprodusentene er denne modusen akseptabel for alle vanlige typer bly-syre-batterier.
Dens fordeler:
- batteriet kan kobles til laderen så lenge som ønskelig og er alltid i fulladet tilstand;
- på grunn av den lille ladestrømmen blir ikke laderen overbelastet, og strømforbruket fra strømnettet er minimalt;
- det er ikke nødvendig å overvåke ladeprosessen.
To LED-indikatorer brukes til å indikere driftsmodusen til laderen. Under ladeprosessen lyser HL2-dioden (grønn) og i ladesparingsmodus lyser HL1-dioden (blå eller gul).
Justering av enheten til 100 % ladenivå utføres som følger. Et voltmeter med en maksimal nåleavbøyning på 20...30 V er koblet til batteripolene; når spenningen når 13,9... 14,1 V, stilles multi-turn potensiometeret R13 slik at enheten skifter fra lademodus til ladesparemodus. Denne operasjonen er ønskelig
gjenta flere ganger. Dette fullfører hele oppsettet.
Retteelementet V2M1-5 monteres på en ribberadiator. Kontrollenheten, som består av en integrert krets DA1, relé K1 (type R15-12V, polsk produksjon) og andre elementer, er montert på et trykt kretskort. En plateradiator som måler 30x12x1 mm er festet til transistor VT1 med en M3 skrue.
Hele enheten er montert i en metallkasse med hull for ventilasjon. Arealet av hullene skal være omtrent lik 0,5 av kroppens areal.
Radio, fjernsyn, elektronikk, nr. 9/98. Oversettelse av A. Belsky.
"Radioamatør", nr. 7/1999, s. 18.
Last ned: Enhet for lading av bilbatterier
Hvis du finner ødelagte lenker, kan du legge igjen en kommentar og lenkene vil bli gjenopprettet så snart som mulig.
For tiden er det mange metoder for å lade batterier. Det er mer moderne som krever spesielle ladere, og det finnes også enkle, klassiske lademetoder som har vært kjent siden opprettelsen av oppladbare batterier og som er populære den dag i dag.
I dag skal vi se på to klassiske metoder for å lade et batteri.
1. Lad batteriet med konstant ladestrøm. I=konst.
2. Lad batteriet med konstant ladespenning. U=konst.
I dag trenger vi følgende enheter:
1. Nivårør (hvis tilgjengelig)
2. Hydrometer.
3. Voltmeter (multimeter eller innebygd laderenhet).
4. Lader.
Før du begynner å lade batteriet, må du sørge for at dette er nødvendig, det vil si sjekke batteriet og forberede det for lading, for dette trenger vi:
1. Rengjør batterikassen og polene for oksider, fjern påfyllingspluggene
2. Kontroller elektrolyttnivået med et nivårør, og hvis et lavt nivå observeres (mindre enn 10-12 mm), er det nødvendig å tilsette destillert vann.
3. Mål tettheten til elektrolytten ved hjelp av et hydrometer
4. Mål spenningen (emf) til batteriet ved hjelp av et voltmeter eller multimeter. 
Og det er tilrådelig å skrive ned eller huske disse verdiene, vi trenger dem for å overvåke slutten av batteriladingen.
Basert på den målte tettheten og spenningsverdiene til batteriet, vurder om det fortsatt må lades eller ikke.
Tettheten til elektrolytten i et fulladet batteri målt ved en temperatur på +25°C, avhengig av klimasonen, skal samsvare med verdiene som er angitt i tabellen.
Spenningen på et fulladet batteri må være minst 12,6 volt.
Ikke lad batteriet med mindre det er nødvendig, da dette vil forkorte levetiden ved å overlade batteriet.
Prinsippet for batterilading er at spenning fra laderen kobles til batteriet, og for at ladestrømmen skal oppstå, det vil si for å starte batteriladeprosessen, må ladespenningen alltid være mer batterispenning.
Hvis ladespenningen er mindre enn spenningen på batteriet, vil retningen til strømmen i kretsen endres, og batteriet vil begynne å gi fra seg energien til laderen, det vil si utlade til den.
Så la oss se på den første metoden for å lade et batteri.
Lader batteriet med konstant ladestrøm.
Lading av et batteri med konstant ladestrøm er den viktigste universelle lademetoden. Du må vite at når du bruker denne metoden, i motsetning til noen andre, lades batteriet til 100% av kapasiteten.
Med denne metoden holdes ladestrømmen konstant gjennom hele ladningen.
Dette oppnås enten ved å bruke spesielle ladere med funksjonen å stille inn en gitt ladestrømverdi, eller ved å inkludere en reostat i ladekretsen, men i sistnevnte tilfelle må du selv endre rheostatmotstandsverdiene for å oppnå en konstant ladestrøm under ladeprosessen.
Poenget er at under ladeprosessen endres batterimotstanden og spenningen på den, noe som fører til en reduksjon i ladestrømmen. For å holde ladestrømmen på et konstant nivå, er det nødvendig å øke verdien av ladespenningen ved å bruke den ovennevnte reostaten.
Jeg vil si igjen at i moderne ladere kan ladestrømverdien opprettholdes automatisk.
Ladestrømmen velges vanligvis lik 10 % av batterikapasiteten, som er angitt på batterikassen. I litteraturen er denne kapasiteten betegnet som C20, som er kapasiteten ved en 20-timers utladningsmodus. Bare husk dette.
Ladetiden til batteriet avhenger av graden av utlading før lading. Hvis batteriet var helt utladet, men ikke under 10 volt, vil den omtrentlige ladetiden være innen 10 timer.
Hvis du ikke er begrenset av ladetid, er det bedre å lade batteriet med en strøm på 5 % av batterikapasiteten, mens ladeprosessen skjer mer effektivt og batteriet lades til 100 % av kapasiteten, mens ladingen tiden øker.
Batteriet lades til rikelig gassutvikling, konstant spenning og elektrolytttetthet er oppnådd i 2 timer.
Spenningen til laderen koblet til batteriet når vanligvis 16-16,2 volt på slutten av ladingen.
Det skal sies at på slutten av ladingen av batteriet ved hjelp av metoden for konstant ladestrøm, er det en betydelig økning i temperaturen på elektrolytten i den. Derfor, når temperaturen når 45 grader, bør du redusere ladestrømmen med 2 ganger, eller avbryte ladingen helt for å redusere temperaturen til 30-35 grader.
Så vi tar laderen, kobler de positive og negative klemmene til batteriterminalene, setter innstillingsknappen for ladestrøm til minimum, det vil si helt til venstre, og kobler laderen til nettverket.
Deretter setter vi ladestrømmen lik 10 % av batterikapasiteten og hver 2. time kontrollerer vi tettheten til elektrolytten, spenningen på batteriet, som vil øke under ladingen av batteriet og, hvis mulig, temperaturen på elektrolytten, eller i det minste indirekte, ved å berøre batteridekselet med hånden.
Hvis laderen ikke har funksjonen til å opprettholde en konstant ladestrøm, vedlikeholder vi den manuelt ved å endre ladespenningen og overvåke ladestrømmen hver halvtime ved hjelp av laderens amperemeter, eller et amperemeter koblet i serie til ladekretsen .
Når spenningen når omtrent 14 volt, overvåker vi tettheten og spenningen hver time.
Hvis du observerer tegn på lading (koking, konstant tetthet og spenning), kobler du laderen fra nettverket og kobler fra klemmene fra batteriet.
Batteriet vårt er ladet.
Ulemper med lademetoden:
1. Lang batteriladetid (ved lading med en strøm på 10 % av kapasiteten, ca. 10 timer, ved lading med en strøm på 5 % av kapasiteten - ca. 20 timer, forutsatt at batteriet var helt utladet).
2. Behovet for hyppig overvåking av ladeprosessen (ladestrøm, spenning, tetthet og temperatur på elektrolytten).
3. Det er en mulighet for overlading av batteriet.
Lader batteriet ved konstant ladespenning.
Lading av batteriet mens du opprettholder en konstant spenning over det er en raskere og enklere metode for å sette batteriet i drift.
Essensen av denne lademetoden er som følger.
Laderen er direkte koblet til batteriet og holder en konstant ladespenning gjennom hele ladeprosessen. I dette tilfellet settes spenningen innenfor 14,4-15 volt (for et 12-volts batteri).
Med denne lademetoden settes verdien på ladestrømmen, kan man si, automatisk, avhengig av utladningsgrad, elektrolytttetthet, temperatur og andre faktorer.
I begynnelsen av batterilading kan ladestrømmen nå store verdier, til og med 100 % av batterikapasiteten, siden emk til batteriene har den minste verdien, og forskjellen mellom denne emk og ladespenningen er størst. Men under ladeprosessen øker batteriets EMF, forskjellen mellom batteriets EMF og ladespenningen reduseres, og dermed reduseres ladestrømmen, som etter 2-4 timer kan nå ca 5-10% av batterikapasiteten. Igjen, alt avhenger av graden av utlading av batteriet.
Slike høye ladestrømmer er årsaken til raskere lading av batterier.
På slutten av batteriladingsprosessen synker ladestrømmen til nesten null, så det antas at når du lader ved å opprettholde en konstant ladespenning, vil batteriet bare lade til 90-95% av kapasiteten.
Dermed, når ladestrømmen er nær null, kan ladningen stoppes, batteriet kan gjenopprettes til sin opprinnelige tilstand og installeres på bilen.
Batteriet lades forresten med konstant ladespenning i en bil.
Hvis batterispenningen er mindre enn 12,6-12,7 volt (avhengig av bilmerke), kobler regulatorreléet generatoren til batteriet for å lade det opp. Dessuten tilsvarer spenningen fra generatoren en verdi på 13,8-14,4 volt (standardverdi; i utenlandske biler er generatorspenningen funnet å være litt høyere enn den angitte verdien).
1. Koble laderen til batteriet,
2. Still inn ladespenningen innenfor 14,4-15 volt,
3. Kontroller batteriets ladestrøm
4. Fjern batteriet fra lading når gjeldende verdi er nær null.
Ulemper med metoden:
1. Batteriet lades ikke til full kapasitet, men i gjennomsnitt til 90-95 % av verdien.
2. Stor overbelastning av ladespenningskilden i starten av ladingen, på grunn av stor ladestrøm (relevant ved lading av batteri fra bilgenerator).
Etter å ha ladet batteriet ved hjelp av en av metodene, må du:
1. Pass på at spenningen på den er minst 12,6 volt,
2. Elektrolytttetthet innenfor 1,27 g/cm3
3. Elektrolyttnivå 10-12 mm over platene
4. Fjern mulige elektrolyttlekkasjer og installer batteriet på bilen.
Og nå spørsmålet. I noen videoer på YouTube og i artikler på nettsteder kom jeg over følgende råd om å koble laderen til batteriet: først koble til pluss, deretter minus. Så jeg vil gjerne vite din mening: er denne påstanden korrekt eller spiller ikke sekvensen for tilkobling av ladeledningene noen rolle?
Skriv dine meninger i kommentarene.
Jeg foreslår at du ser en detaljert video der jeg forklarer hvordan du lader batteriet ved hjelp av to klassiske lademetoder:
