Умная схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов — практично ли это?

Я подумал о том, чтобы сделать интеллектуальное зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов, используя следующую схему. Я не уверен, будет ли схема работать так, как я ожидаю, или нет.

Мои ожидания:

  1. Аккумулятор начинает заряжаться в режиме постоянного тока через UI, так как НЗ реле подключает вход к U1.
  2. Когда напряжение батареи замкнутой цепи превышает 14,1 В (или чуть больше), в ZD1 происходит пробой стабилитрона, и транзистор TIP31 начинает открываться. Реле включается, и теперь U2 начинает получать вход вместо U1.
  3. Теперь аккумулятор заряжается при постоянном плавающем напряжении примерно 14,2 В (учитывая падение прямого напряжения на D2, резистор R4 устанавливается таким образом, чтобы выходной сигнал регулятора напряжения был немного выше 14,2 В, например, 14,5 В).
  4. Я не хочу, чтобы зарядное устройство всегда было подключено к аккумулятору. Таким образом, при полной зарядке я бы отключил зарядное устройство вручную. Это означает, что я не хочу, чтобы зарядное устройство прилагало дополнительные усилия для автоматического запуска или остановки зарядки.

Я знаю, что значения напряжения могут немного отличаться. Но оправдает ли ожидания следующая схема? Оправдает ли эта схема эти ожидания? Я также очень сомневаюсь, что я иду в правильном направлении, чтобы заряжать аккумулятор SLA в 2 режимах - сначала фиксированным током, а затем фиксированным напряжением. Пожалуйста, дайте мне знать, оправдались ли мои ожидания, чтобы сделать работающее зарядное устройство.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Может поможет, если вы объясните, как это работает. Что заставляет реле включаться и выключаться. Мое главное наблюдение заключается в том, что LM317, вероятно, будет проводить большую часть своего времени в режиме теплового отключения, если только ток зарядного устройства не очень мал или радиатор не очень большой.
Я приветствую вашу попытку "свернуть свое собственное". Однако вы можете взглянуть на микросхемы, разработанные для этой цели. Даже если вы не хотите идти по этому пути, в технических описаниях и примечаниях к приложениям довольно подробно обсуждаются этапы зарядки аккумулятора. Доступны как аналоговые, так и импульсные типы. Прошло некоторое время, но я помню, что у TI было несколько микросхем контроллеров зарядных устройств.

Ответы (3)

Молодец, что пытаешься разработать собственную схему.

Вместо того, чтобы разбирать вашу схему, которая, как мне кажется, имеет несколько проблем, я просто хотел бы указать на несколько моментов, более тщательно проанализировать происходящее и предложить вам переосмыслить свой подход.

Во-первых, я предлагаю вам попробовать смоделировать эту схему; возможно, используя CircuitLab, если вы можете выдержать nagware, или LTspice или что-то еще, упростив схему (замените источник постоянного тока на U1 LM317, просто поместите провод вместо реле в состояниях NC или Open соответственно, +V источник для батареи и посмотрите, каковы напряжения и токи вашего важного узла.

Если симуляция не работает для вас, просто создайте эту штуку, измерьте и наблюдайте! Это будет лучший учитель.

Одна проблема, которая должна возникнуть, - это транзистор TIP31 (кстати, это не Дарлингтон, как символ, который вы использовали, но это не важно для анализа) - будет падение ~ 0,7 В на переходе база-эмиттер, что я подозреваю вы не учли?

Кроме того, подумайте о взаимодействии количества тока, необходимого для срабатывания реле, бета (коэффициент усиления) транзистора TP31 при таком малом токе (это очень большой транзистор для этой работы!), и, следовательно, о том, какой ток базы нужно - не слишком ли маленький ток для этого бесчувственного зверя транзистора? - и где это помещает вас на характеристическую кривую выбранного вами стабилитрона, и какое фактическое напряжение батареи должно быть, чтобы активировать реле. Вам нужно будет погрузиться в таблицы данных для всех этих компонентов, чтобы решить это.

В более общем плане подумайте о том, что происходит, когда схема переключается из режима CC в режим CV, что происходит в узле D1/D2/R5, как это влияет на поддержание включения реле — могут ли у вас возникнуть проблемы с колебанием?

Кроме того, что произойдет, если питание подается, но аккумулятор не подключен?

И если вы действительно делаете эту схему для настоящих, не забудьте рассчитать мощность резистора, особенно R1!

Решения для такого рода приложений обычно не соответствуют вашему подходу из-за недостатков, которые, я думаю, вы обнаружите со временем. Вам понадобится более точный и стабильный компаратор, чем стабилитрон, управляющий базой транзистора, вероятно, микросхема компаратора операционного усилителя, и этот компаратор, вероятно, должен быть сконфигурирован с некоторым гистерезисом, чтобы избежать колебаний при переключении состояний системы. между CC и CV.

Погуглите "двухступенчатая схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов", чтобы получить больше идей.

Затем сделайте эту схему, нагрейте и все такое, и похлопайте себя по спине за выполненную работу. Тогда и только тогда слушайте других ребят, говорящих вам: «Просто сделайте это с помощью импульсного регулятора»!

подход слишком дорог с точки зрения спецификации и рассеиваемой мощности. Я бы попробовал спланировать только с одной ступенью без реле. Вы можете сначала определить напряжение окончания заряда, а затем ограничить ток с помощью ШИМ.

Простой ИИП с ограничением тока и заданным напряжением как-то эффективнее. Для предложенной номинальной мощности SMPS будет размером с вашу ладонь, ваша схема, кроме чрезмерного нагрева, будет громоздкой.

Умная схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов — практично ли это?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v