Zaštita akumulatora automobila od pražnjenja. Napredni limitator pražnjenja baterije

Zaštitni krug pražnjenja olovne baterije

Zadatak je sljedeći: postoje solarni paneli koji pune bateriju, a postoji i opterećenje koje usisava ovu bateriju. Koncipiran je na način da baterija radi u međuspremničkom načinu rada te se stalno prazni i puni. Ali u stvarnosti, način se pokazuje nešto drugačijim, a moguća je situacija kada opterećenje može prekomjerno isprazniti bateriju. Poznato je da je pražnjenje olovnih baterija ispod 11 volti pogubno za njih: dolazi do nepovratne sulfatizacije ploča, zbog čega se značajno gubi kapacitet baterije. Da se to ne dogodi, morate isključiti opterećenje ako je baterija ispražnjena na 11 volti, idealno s malom marginom, tj. ne do 11, nego recimo do 11,5 volti.

Potraga za shemama na Internetu dovela je do očekivanog rezultata: najpotrebniji i najkorisniji uređaji ili nisu tamo, ili ih ima samo nekoliko, a oni su daleko od idealnih. Uspio sam pronaći shemu na radio mački, koja u načelu obavlja zadatak, ali nije promišljena. Konkretno, ako je opterećenje ispraznilo bateriju, uređaj ga je isključio na 11 volti, što će se sljedeće dogoditi? Napon na bateriji će lagano porasti, čak i bez ponovnog punjenja, a opterećenje će se ponovno priključiti dok napon ponovno ne padne, i tako dalje - ciklički, s vremena na vrijeme, u načinu, reklo bi se, generiranja.

Da se to ne bi dogodilo, potrebna je histereza. Širi pragove uređaja, sprječavajući pojavu takvih načina generiranja cikličkih operacija. Komparatori imaju izvrsnu mogućnost uključivanja za ovaj slučaj, koja se sastoji u dodavanju samo jednog otpornika s izlaza na ulaz. Na taj smo način finalizirali krug iz radio mačke, simulirajući ga u proteusu.

Shema uređaja je vrlo jednostavna. Na integriranom stabilizatoru 7805 sastavljen je referentni (primjerni) izvor napona. Napon iz baterije, koji dolazi kroz razdjelnik na potenciometru, uspoređuje se s njim, što dovodi do rada ili ne rada komparatora. Potenciometar regulira napon odziva, a otpornik postavlja histerezu od izlaza do ulaza. S ocjenama navedenim na dijagramu, opterećenje se isključuje pri naponu od 11,5 volti i spaja (dok se baterija puni) - pri 12,5 volti. Ponovnim izračunom otpora ovih otpornika, ove vrijednosti napona se mogu promijeniti.

Tiskana pločica je iscrtana za postojeće komponente, što je i razlog odabira tako velikih dijelova. LED je dizajniran za označavanje trenutnog načina rada uređaja: svijetli kada je opterećenje priključeno. Dioda štiti od EMF udara samoindukcije namota releja, koji bi trebao kontrolirati opterećenje.

Isprintana matična ploča.

Htio sam nešto zalemiti ... Nemojte sebi uskratiti takvo zadovoljstvo 🙂

Pozadinska priča je ovo. Pravim kvadrokopter 🙂 Trebam dobre baterije: velikog kapaciteta, dobre struje, svjetlost. Oni. litij-ionski. Kupljeno je nekoliko baterija i odlučeno ih je testirati. U posljednje vrijeme provjeravam sve što kupujem u Kini. Puno je bolje sastaviti uređaj od dijelova za koje znamo da su dobri: prvo, ima vremena ponovno naručiti dio ako je stigao mrtav, a drugo, lakše je provjeriti element na stolu nego u uređaju i nećeš ne moram ga iščupati iz utrobe ako se nešto dogodi. Kontrola ulaza je ispravna!

Dakle, provjerim svoje baterije i vidim da pokazuju kapacitet puno manji od deklariranog. Pa, događa se da su ležali u skladištu i sve to (iako je napon bio normalan i to je trebalo upozoriti). Sjećam se da se baterije mogu "trenirati", tj. provedite nekoliko ciklusa pražnjenja i punjenja i tada se kapacitet može vratiti.

Stavio sam jednu bateriju na iMax B6 punjač koji može automatski upravljati procesima pražnjenja i punjenja. Proces je dug ... što učiniti s drugom? Aha, misao! Ajde, ispraznit ću ga na starinski način, sa žaruljom! Da, znam da se litij-ionske baterije ne mogu isprazniti ispod oko 3 volta po ćeliji ("banka"), ali imam i tester, kontrolirat ću napon izravno na balansnom konektoru ... Općenito, loša ideja . Ja sam, naravno, vrtio i ugandoshit bateriju na nulu 🙁

Mislio sam da ništa strašno. Dosadašnja iskustva s nikal-kadmijem govore da je potpuno pražnjenje loše, ali nije kobno. Ali ne! Jednom mi je baterija trebala da jedan od tri elementa natekne i umre (morao sam je amputirati i sada imam 2S bateriju). Oni. Ne samo da je nemoguće isprazniti litij-ionsku bateriju ispod 3 V po ćeliji, nego apsolutno, nikako!

Dakle, razmišljamo dalje. Nemaju svi uređaji, posebno oni kućne izrade, kontroler koji će spriječiti da se baterija isprazni do opasne razine. Dakle, potreban vam je nekakav uređaj koji će pratiti napon i upozoriti ako se nešto dogodi. Modelari diljem svijeta mi se smiju zbog tako svježe ideje 😀

Kako to učiniti? Misao je tekla u neke mokre daljine, prema krugu na mikrokontroleru s element-po-elementom upravljanja baterijom... A onda mi je za oko zapeo video u kojem je predložen vrlo jednostavan analogni sklop koji isključuje struju kada napon padne. padne ispod zadanog praga. Istina, prati samo ukupni napon na bateriji i ne kontrolira pojedine "banke" .... ali svoju bateriju punimo pošteno, na balansnom punjaču, pa je pri radu dovoljno znati ukupni napon.

Dok ja razmišljam, Kinezi glume! I sad je jedan od njih zabrljao umjesto naručenog “rola” (L7805) poslao moćne MOS tranzistore (i oni su MOSFET-ovi). Nuuuuu...kad se toliko toga poklopilo - vrijeme je da se latimo lemilice 🙂

Da, shema je dobra. Ali postoji nijansa (c). Ima gumb za pokretanje. Oni. za uključivanje opterećenja potrebno je primijeniti napon i kratko pritisnuti tipku. Nezgodno: dvije akcije umjesto jedne. Ne želim gumbe!

Svi znaju da duboko pražnjenje baterija dramatično smanjuje život potonjih. Kako bi se isključio ovaj način rada baterija, koriste se različite sheme - ograničavači pražnjenja. S pojavom mikro krugova i snažnih tranzistora s promjenom polja, takvi su sklopovi počeli imati male dimenzije i postali su ekonomičniji.

Krug limitera, koji je već postao klasičan, prikazan je na slici 1, može se naći u mnogim krugovima radioamatera. Uređaj je dizajniran za rad kao dio besprekidnog napajanja za kućni inkubator. Tranzistor s efektom polja VT1 - IRF4905 u ovom krugu obavlja funkciju ključa, a mikro krug KR142EN19 je komparator napona.

Kada su kontakti K1 zatvoreni, to su kontakti releja koji povezuju bateriju u nedostatku mrežnog napona od 220 V, napon se dovodi u krug iz baterije GB1, ali budući da se sam tranzistorski ključ ne može otvoriti, dva dodatna elementa su uveden za pokretanje - C1 i R2. I tako, kada se napon pojavi na ulazu, kondenzator C1 počinje se puniti. U prvom trenutku početka punjenja, vrata tranzistora se usmjeravaju pomoću ovog kondenzatora na zajedničku žicu kruga. Tranzistor se otvara i ako je napon na bateriji veći od praga postavljenog na komparatoru, ostaje otvoren i dalje, ako je napon manji ..., tada se tranzistor odmah zatvara. Prag za odspajanje baterije od opterećenja postavlja otpornik R3. Komparator radi na sljedeći način. Kako se baterija prazni, napon na pinu 1 čipa DA1 KR142EN19 će se smanjivati, a čim se približi referentnom naponu ovog čipa -2,5 V, napon na njegovom pinu 3 počet će rasti, što odgovara smanjenju u naponu u dijelu sors-gate tranzistora VT1. Tranzistor će se početi zatvarati, što će dovesti do još većeg smanjenja napona na pinu 1 DA1. Dolazi do procesa zatvaranja VT1 poput lavine. Ovo će odspojiti opterećenje od baterije. Struja opterećenja koju prebacuje ovaj tranzistor može se povećati mnogo puta, pod uvjetom da se promatra toplinski režim tranzistora. Mislim na montažu na hladnjak, ali ne zaboravite da se na 100°C maksimalna odvodna struja smanjuje na 52A. Snaga odvoda tranzistora od 200 W navedena je u priručniku za temperaturu od 25°C.

Otpornik R1 potreban je za stvaranje potrebne struje kroz mikro krug, koja mora biti najmanje jedan miliamper. Blokada kondenzatora C1 i C3. R4 je otpor opterećenja. Ako uključite diodu u seriju s opterećenjem, po mogućnosti sa Schottky barijerom, tada možete unijeti u ovaj krug indikator prijelaza rada na bateriju - LED HL1. Za uštedu energije baterije, bolje je uzeti super-svijetli LED kao indikator i odabrati vrijednost otpornika R za željenu svjetlinu.

Koliko često zaboravimo isključiti opterećenje iz baterije ... Nikada niste razmišljali o ovom pitanju ... Ali često se događa da baterija radi, radi, a onda je nešto presušilo ... Mjerimo napon na njemu, a tamo 9-8V, ili čak i manje. Torba, možete pokušati vratiti bateriju, ali ne uspije uvijek.
Ovom prilikom je izumljen uređaj koji će, kada se baterija isprazni, odvojiti opterećenje od nje i spriječiti duboko pražnjenje baterije, nije tajna da se baterije boje dubokog pražnjenja.
Da budem iskren, mnogo puta sam razmišljao o uređaju za zaštitu baterije od dubokog pražnjenja, ali nije mi bilo suđeno da isprobam sve. A preko vikenda sam si postavio cilj napraviti malu shemu zaštite

Zaštitni krug baterije od potpunog pražnjenja

Gumbi za pokretanje i zaustavljanje koji se ne zaključavaju

Razmotrimo dijagram. Kao što vidite, sve je izgrađeno na dva op-pojačala uključena u način usporedbe. Za eksperiment je uzet LM358. I tako smo krenuli...
Referentni napon formira lanac R1-VD1. R1 je balastni otpornik, VD1 je najjednostavnija 5V zener dioda, može se koristiti i za veći ili manji napon. Ali ne više i nije jednak naponu ispražnjene baterije, koja je, usput rečeno, jednaka 11V.

Kod prvog op-ampa sastavljen je komparator koji uspoređuje referentni napon s naponom baterije. Napon na 3. nozi se dovodi iz baterije preko otporničkog razdjelnika, koji stvara usporedni napon. Ako je napon na djelitelju jednak referentnom naponu, na prvom kraku se javlja pozitivan napon koji otvara tranzistore koji su postavljeni kao pojačivački stupanj, da ne opterećuju izlaz op-amp-a.

Sve se lako postavlja. Primjenjujemo se na izlazni terminal - 11V. To je na ovoj nozi, jer postoji pad napona od 0,6 V na diodi i onda morate ponovno sastaviti krug. Dioda je potrebna tako da kada se pritisne gumb za pokretanje, struja ne ulazi u opterećenje, već daje napon samom krugu. Odabirom otpornika R2R6, uhvatimo trenutak kada se relej isključi, napon nestaje na 7. kraku, a na 5. kraku napon bi trebao biti nešto manji od referentnog.

Kada je prvi komparator ponovno izgrađen, napon od 12 V, kao što je očekivano, primijenimo na Vcc terminal i pritisnemo Start. Krug bi se trebao uključiti i raditi bez problema dok napon ne padne na 10,8 V, krug bi trebao isključiti relej opterećenja.

Pritisnemo Stop, napon će nestati na 5. nozi i krug će se isključiti. Usput, C1 je bolje ne stavljati veću denominaciju, jer će se dugo prazniti i morat ćete duže držati tipku STOP. Usput, još nisam smislio kako natjerati strujni krug da se odmah isključi ako postoji dobar kapacitet na samom opterećenju, kojem će trebati više vremena da se isprazni, iako možete staviti balastni otpornik na sam konder

Na drugom Ou odlučeno je sastaviti indikator koji pokazuje kada je baterija gotovo prazna i krug bi se trebao isključiti. Konfigurira se na isti način ... Napajamo Out - 11.2V i odabirom R8R9 postižemo da svijetli crvena LED dioda
Ovo dovršava postavljanje i krug je potpuno funkcionalan ...

Sretno s ponavljanjem...
Za sigurno, kvalitetno i pouzdano punjenje svih vrsta akumulatora preporučam

Kako ne biste propustili najnovija ažuriranja u radionici, pretplatite se na ažuriranja u U kontaktu s ili Odnoklassniki, također se možete pretplatiti na ažuriranja putem e-pošte u stupcu s desne strane

Ne želite ulaziti u rutinu radio elektronike? Preporučujem da obratite pozornost na prijedloge naših kineskih prijatelja. Za vrlo razumnu cijenu možete kupiti prilično kvalitetne punjače

Jednostavan punjač s LED indikatorom punjenja, zelena baterija se puni, crvena baterija je napunjena.

Postoji zaštita od kratkog spoja i zaštita od obrnutog polariteta. Savršen za punjenje Moto baterija kapaciteta do 20A\h, baterija od 9A\h napunit će se za 7 sati, 20A\h za 16 sati. Cijena za ovaj punjač 403 rubalja, dostava je besplatna

Ovaj tip punjača može automatski puniti gotovo sve vrste akumulatora za automobile i motocikle od 12V do 80Ah. Ima jedinstvenu metodu punjenja u tri faze: 1. Punjenje konstantnom strujom, 2. Punjenje konstantnim naponom, 3. Postupno punjenje do 100%.
Na prednjoj ploči nalaze se dva indikatora, prvi pokazuje napon i postotak napunjenosti, drugi označava struju punjenja.
Dosta kvalitetan uređaj za kućnu upotrebu, cijena svega 781,96 rubalja, dostava je besplatna. U trenutku pisanja ovog teksta broj narudžbi 1392, razred 4,8 od 5. euroutikač

Punjač za razne tipove baterija 12-24V sa strujom do 10A i vršnom strujom 12A. Može puniti helijeve baterije i SA \ SA. Tehnologija punjenja je ista kao i prethodna u tri stupnja. Punjač se može puniti u automatskom i ručnom načinu rada. Ploča ima LCD indikator koji pokazuje napon, struju punjenja i postotak napunjenosti.

Dobar uređaj ako trebate puniti sve moguće vrste baterija bilo kojeg kapaciteta, do 150A/h

Cijena za ovo čudo 1 625 rubalja, dostava je besplatna. U vrijeme pisanja ovog teksta, broj narudžbe 23, razred 4,7 od 5. Prilikom naručivanja ne zaboravite navesti euroutikač

Ukoliko je proizvod postao nedostupan, napišite u komentaru na dnu stranice.
Autor članka: Administratorska provjera

Prilikom izrade uređaja s vlastitim napajanjem potrebno je paziti na zaštitu baterije od dubokog pražnjenja. Dovoljno je jednom propustiti trenutak i dopustiti da se baterija duboko isprazni ispod praga minimalnog napona i baterija će otkazati, odnosno izgubiti dio kapaciteta i neće moći raditi pri nazivnim strujama opterećenja.

Kako bi se spriječili slučajevi pada napona ispod kritične razine u prekidu strujnog kruga baterije i potrošača, ugrađeni su zaštitni krugovi koji se sastoje od nekoliko čvorova:
komparator i prekidač napajanja.

Zahtjevi za shemu zaštite:

• mala struja curenja (vlastita potrošnja)
• sklopne struje usporedive s maksimalno dopuštenim za baterije

Ovaj sklop zaštite od dubokog pražnjenja baterije je sastavljen za zaštitu kiselo-gel baterije od 6 volti od 4 amper-sata, ali se također može konfigurirati za rad s baterijama od 12 volti i više, do napona napajanja ne7555 mikro kruga. Prototip ove ploče pronađen je u nekom časopisu i malo modificiran. Umjesto uobičajene zener diode, uvedena je podesiva zener dioda TL431, koja vam omogućuje podešavanje graničnog napona (isključeno opterećenje) u kombinaciji s podešavanjem otpornog razdjelnika R6 / R7. Od trećeg kraka mikro kruga tajmera 555, signal je počeo ne osvjetljavati LED, već otvarati npn tranzistor, koji zauzvrat otvara prekidač napajanja N-kanalni tranzistor s efektom polja. Obratite pozornost na karakteristike ovog tranzistora, mora biti dizajniran za rad s očekivanim strujama opterećenja, a još jedan važan detalj je napon otvaranja vrata. Ako planirate sklop za bateriju od 6 volti, potreban vam je tranzistor s efektom polja s naponom otvaranja od 5 volti n-kanalni MOSFET logičke razine. Tranzistori s efektom polja namjene "opće snage" s naponom otvaranja od 10-20 volti neće vam odgovarati, jer s naponom između vrata i izvora tranzistora od 5 volti, oni neće biti u načinu zasićenja, već u linearni način rada, što će dovesti do jakog rasipanja topline i kvara.