Защита на акумулатора на автомобила от разреждане. Усъвършенстван ограничител на разреждането на батерията

Верига за защита от разреждане на оловно-киселинната батерия

Задачата е следната: има слънчеви панели, които зареждат батерията, и има товар, който изсмуква тази батерия. Конструиран е така, че батерията да работи в буферен режим и постоянно да се разрежда и зарежда. Но в действителност режимът се оказва малко по-различен и е възможна ситуация, когато натоварването може да разреди батерията прекомерно. Известно е, че разреждането на оловно-киселинните батерии под 11 волта е фатално за тях: настъпва необратима сулфатизация на плочите, в резултат на което капацитетът на батерията се губи значително. За да предотвратите това да се случи, трябва да изключите товара, ако батерията е разредена до 11 волта, в идеалния случай с малък резерв, т.е. не до 11, а да речем до 11,5 волта.

Търсенето на схеми в Интернет доведе до очаквания резултат: най-необходимите и полезни устройства или ги няма, или има само няколко и те далеч не са идеални. Успях да намеря схема на радио котка, която по принцип изпълнява задачата, но не беше обмислена. По-специално, ако товарът разреди батерията, устройството го изключи при 11 волта, какво ще се случи след това? Напрежението на батерията ще се повиши леко, дори без презареждане, и товарът ще се свърже отново, докато напрежението отново падне, и така нататък - циклично, от време на време, в режим, може да се каже, на генериране.

За да се предотврати това, е необходим хистерезис. Той разпределя праговете на устройството, предотвратявайки появата на такива режими на генериране на циклични операции. Компараторите имат отлична опция за включване за този случай, която се състои в добавяне само на един резистор от изхода към входа. По този начин финализирахме веригата от радио котката, симулирайки я в proteus.

Схемата на устройството е много проста. На интегрирания стабилизатор 7805 е монтиран референтен (примерен) източник на напрежение. С него се сравнява напрежението от акумулатора, преминаващо през делителя на потенциометъра, което води до работата или не на компаратора. Потенциометърът регулира напрежението на реакция, а резисторът задава хистерезиса от изхода към входа. При стойностите, посочени в диаграмата, товарът се изключва при напрежение от 11,5 волта и се свързва (тъй като батерията се зарежда) - при 12,5 волта. Чрез преизчисляване на съпротивлението на тези резистори, тези стойности на напрежението могат да бъдат променени.

Печатната платка е изчертана за съществуващите компоненти, което е причината за избора на толкова големи части. Светодиодът е предназначен да показва текущия режим на работа на устройството: той свети, когато товарът е свързан. Диодът предпазва от пренапрежения на ЕМП на самоиндукцията на намотката на релето, която трябва да контролира товара.

Печатна електронна платка.

Исках да запоя нещо ... Не си отказвайте такова удоволствие 🙂

Предисторията е следната. Създавам квадрокоптер 🙂 Имам нужда от добри батерии: голям капацитет, добър ток, светлина. Тези. литиево-йонни. Бяха закупени няколко батерии и беше решено да се тестват. Напоследък проверявам всичко, което купувам в Китай. Много по-добре е устройството да се сглоби от известни добри части: първо, има време да поръчате отново частта, ако е пристигнала мъртва, и второ, по-лесно е да проверите елемента на масата, отколкото в устройството, и ще не трябва да го изтръгвам от червата, ако нещо се случи. Входният контрол е правилен!

И така, проверявам батериите си и установявам, че показват капацитет много по-малък от обявения. Е, случва се да лежат в склада и всичко това (въпреки че напрежението беше нормално и това трябваше да предупреди). Спомням си, че батериите могат да се "обучават", т.е. извършете няколко цикъла разреждане-зареждане и след това капацитетът може да бъде възстановен.

Сложих една батерия на зарядното iMax B6, което може автоматично да управлява процесите на разреждане и зареждане. Процесът е дълъг ... какво да правя с второто? Аха, мисъл! Хайде, ще го разредя по стария начин, с крушка! Да, знам, че литиево-йонните батерии не могат да се разреждат под около 3 волта на клетка („банка“), но имам и тестер, ще контролирам напрежението директно на балансиращия конектор ... Като цяло, лоша идея . Аз, разбира се, завъртях и угандосих батерията до нула 🙁

Мислех, че нищо страшно. Предишен опит с никел-кадмий казва, че пълното разреждане е лошо, но не фатално. Но не! Отне ми батерията веднъж, за да се надуе и умре един елемент от три (трябваше да я ампутирам и сега имам 2S батерия). Тези. Не само е невъзможно да разредите литиево-йонна батерия под 3V на клетка, но абсолютно, въобще не!

Така че, ние мислим по-нататък. Не всички устройства, особено домашните, имат контролер, който ще предотврати разреждането на батерията до опасно ниво. Така че имате нужда от някакъв вид устройство, което ще следи напрежението и ще предупреди, ако нещо се случи. Моделисти от цял ​​свят ми се смеят за такава свежа идея 😀

Как да го направя? Мисълта потече в някои мокри разстояния, към верига на микроконтролер с елементно управление на батерията ... И тогава едно видео хвана окото ми, в което беше предложена много проста аналогова схема, която изключва захранването, когато напрежението пада под даден праг. Вярно е, че следи само общото напрежение на батерията и не контролира отделни "банки" .... но ние зареждаме батерията си честно, на балансиращо зарядно устройство, така че при работа е достатъчно да знаете общото напрежение.

Докато аз мисля, китайците действат! И сега един от тях се обърка вместо поръчаната „ролка“ (L7805) изпрати мощни MOS транзистори (те също са MOSFET). Нууууу... щом толкова много неща се събраха - време е да се захванем с поялника 🙂

Да, схемата е добра. Но има нюанс (c). Има бутон за стартиране. Тези. за да включите товара, е необходимо да подадете напрежение и да натиснете за кратко бутона. Неудобно: две действия вместо едно. Не искам копчета!

Всеки знае, че дълбокото разреждане на батериите драстично намалява живота на последните. За да се изключи този режим на работа на батериите, се използват различни схеми - ограничители на разреждането. С появата на микросхеми и мощни полеви превключващи транзистори такива схеми започнаха да имат малки размери и станаха по-икономични.

Веригата на ограничителя, която вече се е превърнала в класика, е показана на фигура 1, може да се намери в много вериги на радиолюбители. Устройството е проектирано да работи като част от непрекъсваемо захранване за домашен инкубатор. Полевият транзистор VT1 - IRF4905 в тази схема изпълнява функцията на ключ, а микросхемата KR142EN19 е компаратор на напрежение.

Когато контактите K1 са затворени, това са релейните контакти, които свързват батерията при липса на мрежово напрежение 220V, напрежението се подава към веригата от батерията GB1, но тъй като самият транзисторен ключ не може да се отвори, два допълнителни елемента са въведени за стартиране - C1 и R2. И така, когато напрежението се появи на входа, кондензаторът C1 започва да се зарежда. В първия момент от началото на заряда си портата на транзистора се шунтира от този кондензатор към общия проводник на веригата. Транзисторът се отваря и ако напрежението на батерията е по-високо от прага, зададен на компаратора, той остава отворен и по-нататък, ако напрежението е по-ниско ..., тогава транзисторът веднага се затваря. Прагът за изключване на батерията от товара се задава от резистора R3. Компараторът работи по следния начин. Тъй като батерията се разрежда, напрежението на пин 1 на чипа DA1 KR142EN19 ще намалее и веднага щом се доближи до референтното напрежение на този чип -2,5 V, напрежението на неговия пин 3 ще започне да се увеличава, което съответства на намаление в напрежението в секцията източник-затвор на транзистора VT1. Транзисторът ще започне да се затваря, което ще доведе до още по-голямо намаляване на напрежението на щифт 1 на DA1. Настъпва лавинообразен процес на затваряне на VT1. Това ще изключи товара от батерията. Токът на натоварване, превключван от този транзистор, може да се увеличи няколко пъти, при условие че се спазва термичният режим на транзистора. Имам предвид монтиране на радиатор, но не забравяйте, че при температура на матрицата 100°C, максималният дрейн ток намалява до 52А. Мощността на източване на транзистора от 200 W е дадена в ръководството за температура от 25 ° C.

Резисторът R1 е необходим за създаване на необходимия ток през микросхемата, който трябва да бъде поне един милиампер. Блокиране на кондензатори C1 и C3. R4 е съпротивлението на натоварване. Ако включите диод последователно с товара, за предпочитане с бариера на Шотки, тогава можете да въведете в тази верига индикатор за прехода към батерията - светодиода HL1. За да спестите енергия от батерията, по-добре е да вземете супер ярък светодиод като индикатор и да изберете стойността на резистора R за желаната яркост.

Колко често забравяме да изключим товара от батерията ... Никога не сте мислили за този въпрос ... Но често се случва батерията да работи, да работи и след това нещо е изсъхнало ... Измерваме напрежението на него и там 9-8V, или дори по-малко. Чанта, можете да опитате да възстановите батерията, но не винаги се получава.
По този повод беше изобретено устройство, което, когато батерията се разреди, ще изключи товара от нея и ще предотврати дълбоко разреждане на батерията, не е тайна, че батериите се страхуват от дълбоко разреждане.
Честно казано, много пъти съм мислил за устройството за защита на батерията от дълбоко разреждане, но не беше съдбата ми да опитам всичко. И през уикенда си поставих за цел да направя малка схема за защита

Верига за защита на батерията от пълно разреждане

Бутони Старт и Стоп всички незаключени

Нека разгледаме диаграма. Както можете да видите, всичко е изградено върху два операционни усилвателя, включени в режима на сравнение. За експеримента беше взет LM358. И така тръгнахме...
Референтното напрежение се формира от веригата R1-VD1. R1 е баластно съпротивление, VD1 е най-простият 5V ценеров диод, може да се използва и за повече или по-малко напрежение. Но не повече и не е равно на напрежението на разредена батерия, което между другото е равно на 11V.

При първия операционен усилвател беше сглобен компаратор, който сравнява референтното напрежение с напрежението на батерията. Напрежението на 3-то краче се подава от батерията през резисторен делител, който създава сравнено напрежение. Ако напрежението на делителя е равно на еталонното, на първото краче се появява положително напрежение, което отваря транзисторите, които са настроени като усилвателно стъпало, за да не се натоварва изхода на оп-усилвателя.

Всичко се настройва лесно. Прилагаме към изходния терминал - 11V. На този крак е, защото има спад от 0,6 V на диода и тогава трябва да възстановите веригата. Необходим е диод, така че при натискане на бутона за стартиране токът не влиза в товара, а подава напрежение към самата верига. Избирайки резистори R2R6, улавяме момента, в който релето се изключва, напрежението изчезва на 7-ия крак, а на 5-ия крак напрежението трябва да бъде малко по-малко от референтното

Когато първият компаратор е възстановен, прилагаме напрежение от 12 V, както се очаква, към терминала Vcc и натискаме Start. Веригата трябва да се включи и да работи без проблеми, докато напрежението падне до 10,8 V, веригата трябва да изключи релето за натоварване.

Натискаме Stop, напрежението ще изчезне на 5-ия крак и веригата ще се изключи. Между другото, C1 е по-добре да не слагате по-висок номинал, защото ще се разрежда дълго време и ще трябва да задържите бутона STOP по-дълго. Между другото, все още не съм измислил как да накарам веригата да се изключи веднага, ако има добър капацитет на самия товар, което ще отнеме повече време за разреждане, въпреки че можете да хвърлите баластно съпротивление на самия кондер

На втория Ou беше решено да се монтира индикатор, показващ кога батерията е почти празна и веригата трябва да се изключи. Конфигурира се по същия начин ... Захранваме Out - 11.2V и избирайки R8R9 постигаме червения светодиод да свети
Това завършва настройката и веригата е напълно функционална ...

Успех с повторението...
За безопасно, качествено и надеждно зареждане на всички видове акумулатори препоръчвам

За да не пропуснете най-новите актуализации в работилницата, абонирайте се за актуализации в Във връзка сили Odnoklassniki, можете също да се абонирате за актуализации по имейл в колоната вдясно

Не искате да се ровите в рутината на радиоелектрониката? Препоръчвам да обърнете внимание на предложенията на нашите китайски приятели. За много разумна цена можете да закупите доста висококачествени зарядни устройства

Обикновено зарядно с LED индикатор за зареждане, зелената батерия се зарежда, червената батерия е заредена.

Има защита от късо съединение и защита срещу обратна полярност. Перфектен за зареждане на Moto батерии с капацитет до 20A\h, 9A\h батерия ще се зареди за 7 часа, 20A\h за 16 часа. Цена за това зарядно 403 рубли, доставката е безплатна

Този тип зарядно може автоматично да зарежда почти всякакъв вид автомобилни и мотоциклетни батерии 12V до 80Ah. Има уникален метод на зареждане в три етапа: 1. Зареждане с постоянен ток, 2. Зареждане с постоянно напрежение, 3. Постепенно зареждане до 100%.
На предния панел има два индикатора, първият показва напрежението и процента на зареждане, вторият показва тока на зареждане.
Доста висококачествено устройство за домашна употреба, цената на всичко 781,96 рубли, доставката е безплатна.По време на това писане брой поръчки 1392,клас 4,8 от 5. еврощепсел

Зарядно за голямо разнообразие от видове акумулатори 12-24V с ток до 10А и пиков ток 12А. Възможност за зареждане на хелиеви батерии и SA \ SA. Технологията на зареждане е същата като предишната на три етапа. Зарядното устройство може да зарежда както в автоматичен режим, така и в ръчен режим. Панелът разполага с LCD индикатор, показващ напрежение, заряден ток и процент на заряд.

Добро устройство, ако трябва да зареждате всички възможни видове батерии с всякакъв капацитет, до 150A / h

Цена за това чудо 1 625 рубли, доставката е безплатна.Към момента на писане на това число броят поръчки 23,клас 4,7 от 5.При поръчка не забравяйте да посочите еврощепсел

Ако даден продукт е станал неналичен, моля, напишете в коментар в долната част на страницата.
Автор на статията:Административна проверка

При създаването на устройства със самостоятелно захранване трябва да се внимава да се предпази батерията от дълбоко разреждане. Достатъчно е да пропуснете момента веднъж и да оставите батерията да бъде дълбоко разредена под минималния праг на напрежение и вашата батерия ще се повреди или ще загуби част от капацитета си и няма да може да работи при номинални токове на натоварване.

За да се предотвратят случаи на спад на напрежението под критичното ниво в прекъсването на веригата батерия-потребител, са инсталирани защитни вериги, които се състоят от няколко възела:
компаратор и ключ за захранване.

Изисквания към защитната схема:

• нисък ток на утечка (собствена консумация)
• комутационни токове, сравними с максимално допустимите за батерии

Това верига за защита от дълбоко разреждане на батериятае сглобен за защита на 6-волтова 4-амперчасова киселинно-гелова батерия, но може също да бъде конфигуриран да работи с 12-волтови батерии и по-високи, до захранващото напрежение на микросхемата ne7555. Прототипът на тази дъска беше намерен в някакво списание и леко модифициран. Вместо обичайния ценеров диод беше въведен регулируем ценеров диод TL431, който ви позволява да регулирате напрежението на прекъсване (изключване на натоварването) във връзка с настройката на резистивния делител R6 / R7. От третия крак на микросхемата на таймера 555 сигналът започна да не осветява светодиода, а да отваря npn транзистора, който от своя страна отваря превключвателя на захранването N-канален полеви транзистор. Обърнете внимание на характеристиките на този транзистор, той трябва да е проектиран да работи с очакваните токове на натоварване, а друга важна подробност е напрежение при отваряне на вратата.Ако планирате схема за 6-волтова батерия, имате нужда от полеви транзистор с отварящо напрежение от 5 волта n-канален MOSFET с логическо ниво. Полевите транзистори с "обща мощност" с напрежение на отваряне от 10-20 волта няма да ви подхождат, тъй като при напрежение между портата и източника на транзистора от 5 волта, те няма да бъдат в режим на насищане, а в линеен режим, което ще доведе до силно разсейване на топлината и повреда.