Из бесперебойника зарядное устройство: Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Содержание

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Однажды достался мне на запчасти старый бесперебойник от компьютера. Но не стал я его разбирать и утилизировать. Решил сделать из него зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов, тем более, что мощности его трансформатора для этой цели вполне было достаточно.
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Зарядники из старых бесперебойников я делал несколько раз, но это были совершенно безобразные поделки на скорую руку, собранные на дощечке, без регулировки и даже без предохранителя. На самоделкине даже публиковалось одно из них

Конечно, где – то в лесу, в деревне за 100 км от города севший аккумулятор, при крайней необходимости, можно пытаться заряжать от чего угодно, но для постоянного использования нужна хорошая и безопасная конструкция.

Разбираем бесперебойник и удаляем всё лишнее. Оставляем сетевой разъём с предохранителем, выходную розетку (ещё пригодится), трансформатор, выключатель.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Ещё понадобится мощный диодный мост с радиатором, конденсатор 4700 мкФ 35В, кулер от компьютера (но это не обязательно), микроамперметр (мне попался от старого кассетника), шунт примерно на 0,3 Ома и диммер. Диммер подойдёт самый обычный, используемый для регулировки света в помещениях, на 300 Ватт.

Сначала надо проверить трансформатор. Находим у него обмотку с самым большим сопротивлением. Это, скорее всего, была выходная обмотка, с напряжением 220В.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Теперь она будет входной. Подаём на неё напряжение из розетки и меряем, сколько будет на выходе.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Получилось 14,2В. переменного тока. После выпрямления на конденсаторе фильтра получится около 19В.

Димер тоже разбираем, нам нужна только его электронная начинка с регулятором.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Ну, а дальше всё просто. Уголками и винтами с гайками закрепляем все эти запчасти в корпусе и соединяем все вышеуказанные запчасти.
Схему соединений приводить нет особого смысла, потому как нет в ней ничего сложного.

Розетка, которая раньше была выходом бесперебойника, припаивается напрямую к сетевому разъёму, и теперь просто выполняет функцию удлинителя.

Димер включается в разрыв сетевого провода, последовательно с сетевым выключателем, и регулирует напряжение сети на входе трансформатора.

Выход трансформатора своими клеммами соединяется с диодным мостом, на котором есть соответствующая маркировка : ~, +, и — .
Конденсатор фильтра припаивается прямо к выводам диодного моста, согласно его полярности. Сюда же припаиваются провода от вентилятора, красный плюс, черный минус. С диодного моста синий провод «минус» идет прямо на «минус» аккумулятора.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Плюсовой, коричневый провод, с диодного мота припаивается к шунту, собранному из трёх параллельно соединённых керамических резисторов сопротивлением 1 (один) Ом. В итоге получается 0,33 Ом. Мощность резисторов 5 вт. С выхода шунта коричневый провод идёт на «плюс» аккумулятора.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Провода микроамперметра припаиваются прямо к выводам шунта. Сам микроамперметр закрепляется на пластиковой передней панели с помощью термоклея. Отверстия в пластиковой панели для микроамперметра и ручки диммера делаются обычным ножом. Тем же термоклеем крепится и ручка регулятора.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Аккумулятор подключается специальными цанговыми клеммами, купленными в автомагазине по случаю.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Перед включением зарядного устройства следует подключить аккумулятор (строго соблюдая полярность!), и включить устройство.
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Регулируя напряжение на входе, подбирают ток заряда аккумулятора на уровне 5..5,5 А. Это соответствует зарядному току 12 – вольтового автомобильного аккумулятора на 55 Ампер-часов. При указанном сопротивлении шунта (0,33 Ом) стрелка микроамперметра (ток его отклонения по паспорту равен 1 мА), как раз будет находиться в среднем положении шкалы.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Однажды достался мне на запчасти старый бесперебойник от компьютера. Но не стал я его разбирать и утилизировать. Решил сделать из него зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов, тем более, что мощности его трансформатора для этой цели вполне было достаточно.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Зарядное устройство из бесперебойника с диммеромЗарядники из старых бесперебойников я делал несколько раз, но это были совершенно безобразные поделки на скорую руку, собранные на дощечке, без регулировки и даже без предохранителя. Конечно, где – то в лесу, в деревне за 100 км от города севший аккумулятор, при крайней необходимости, можно пытаться заряжать от чего угодно, но для постоянного использования нужна хорошая и безопасная конструкция. Разбираем бесперебойник и удаляем всё лишнее. Оставляем сетевой разъём с предохранителем, выходную розетку (ещё пригодится), трансформатор, выключатель.
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Ещё понадобится мощный диодный мост с радиатором, конденсатор 4700 мкФ 35В, кулер от компьютера (но это не обязательно), микроамперметр (мне попался от старого кассетника), шунт примерно на 0,3 Ома и диммер. Диммер подойдёт самый обычный, используемый для регулировки света в помещениях, на 300 Ватт.

Сначала надо проверить трансформатор. Находим у него обмотку с самым большим сопротивлением. Это, скорее всего, была выходная обмотка, с напряжением 220В.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Теперь она будет входной. Подаём на неё напряжение из розетки и меряем, сколько будет на выходе.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Получилось 14,2В. переменного тока. После выпрямления на конденсаторе фильтра получится около 19В. Димер тоже разбираем, нам нужна только его электронная начинка с регулятором.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Ну, а дальше всё просто. Уголками и винтами с гайками закрепляем все эти запчасти в корпусе и соединяем все вышеуказанные запчасти.

Схему соединений приводить нет особого смысла, потому как нет в ней ничего сложного.

Розетка, которая раньше была выходом бесперебойника, припаивается напрямую к сетевому разъёму, и теперь просто выполняет функцию удлинителя.

Димер включается в разрыв сетевого провода, последовательно с сетевым выключателем, и регулирует напряжение сети на входе трансформатора.

Выход трансформатора своими клеммами соединяется с диодным мостом, на котором есть соответствующая маркировка : ~, +, и — .

Конденсатор фильтра припаивается прямо к выводам диодного моста, согласно его полярности. Сюда же припаиваются провода от вентилятора, красный плюс, черный минус. С диодного моста синий провод «минус» идет прямо на «минус» аккумулятора.Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Зарядное устройство из бесперебойника с диммеромПлюсовой, коричневый провод, с диодного мота припаивается к шунту, собранному из трёх параллельно соединённых керамических резисторов сопротивлением 1 (один) Ом. В итоге получается 0,33 Ом. Мощность резисторов 5 вт. С выхода шунта коричневый провод идёт на «плюс» аккумулятора.
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Провода микроамперметра припаиваются прямо к выводам шунта. Сам микроамперметр закрепляется на пластиковой передней панели с помощью термоклея. Отверстия в пластиковой панели для микроамперметра и ручки диммера делаются обычным ножом. Тем же термоклеем крепится и ручка регулятора.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Зарядное устройство из бесперебойника с диммером

Аккумулятор подключается специальными цанговыми клеммами, купленными в автомагазине по случаю.

Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Перед включением зарядного устройства следует подключить аккумулятор (строго соблюдая полярность!), и включить устройство.Зарядное устройство из бесперебойника с диммером
Регулируя напряжение на входе, подбирают ток заряда аккумулятора на уровне 5..5,5 А. Это соответствует зарядному току 12 – вольтового автомобильного аккумулятора на 55 Ампер-часов. При указанном сопротивлении шунта (0,33 Ом) стрелка микроамперметра (ток его отклонения по паспорту равен 1 мА), как раз будет находиться в среднем положении шкалы.
Источник

Этот пост может содержать партнерские ссылки. Это означает, что я зарабатываю небольшую комиссию за ссылки, используемые без каких-либо дополнительных затрат для вас. Дополнительную информацию смотрите в моей политике конфиденциальности.

Зарядное устройство для аккумуляторов UPS

Приветствую, друзья!

зарядное устройство для аккумуляторовВы пользуетесь источниками бесперебойного питания, и у вас проблемы с их аккумуляторами?

И мне в ремонт попадают бесперебойники с севшими аккумуляторными батареями.

При севшей батарее источник бесперебойного питания (ИБП) включить в большинстве случаев невозможно. Ситуация усугубляется тем, что зарядить ее штатным зарядным устройством ИБП чаще всего нельзя.

Приходится использовать отдельные зарядные устройства. Одно из таких устройств предлагается вашему вниманию. Оно сделано из того, что было под рукой.

Работа схемы зарядного устройства

Зарядное устройство для аккумуляторов UPSПеременное сетевое напряжение понижается трансформатором Т1, выпрямляются диодным мостом на диодах VD1 – VD4 и фильтруется электролитическим конденсатором C1.

Полученное постоянное напряжение подается на резистивный делитель с резисторами R1, R2 и R4. В верхнее плечо делителя включен переменный резистор R1. C его движка можно снимать постоянное напряжение в пределах примерно от 13 до 35 В.

С движка переменного резистора напряжение подается на эмиттерный повторитель, образованный транзистором VT1, нагрузкой которого служит резистор R3. Постоянное напряжение с резистора R3 служит входным сигналом для второго эмиттерного повторителя на составном транзисторе VT2 — VT3.

C выхода этого эмиттерного повторителя постоянное напряжение через резистор R5 подается на заряжаемый аккумулятор. Резистор R5 служит ограничителем тока при случайном замыкании выходных выводов зарядного устройства.

В качестве R1 используется многооборотный резистор, что позволяет точнее устанавливали величину зарядного напряжения. Величину зарядного напряжения можно регулировать в пределах примерно от 10 до 33 В. Это позволяет заряжать сразу два 12 В аккумулятора.

document-propertiesЭто устройство использовалось для зарядки 12 В кислотных и VRLA аккумуляторов емкостью 5, 7, 9 и 12 А*ч.

Зачем нужны эмиттерные повторители?

Внутреннее сопротивление аккумулятораНам нужен регулируемый источник постоянного напряжения, которые должен обладать низким внутренним сопротивлением. Для справки: аккумулятор GP 1272 12 В 7,2 А*ч, широко используемый в ИБП, обладает внутренним сопротивлением около 0,023 Ом.

Наше зарядное устройство должно обладать хотя бы на порядок меньшим выходным сопротивлением. В противном случае величина зарядного напряжения будет заметно снижаться при подключении аккумулятора. Это будет из-за того, что часть напряжения, в соответствии с законом Ома, будет падать на выходном сопротивлении зарядного устройства.

document-propertiesЭмиттерный повторитель называется еще согласователем сопротивления.

эмиттерный повторительВыходное сопротивление эмиттерного повторителя, подключенное параллельно нагрузке Rн, определяется внутренним сопротивлением источника сигнала Ri (см рис) и коэффициентом передачи h31e транзистора по току.

Чем этот коэффициент больше, тем меньше выходное сопротивление.

Источником сигнала для первого эмиттерного повторителя служит резистивный делитель R1, R2, R4.

Источником сигнала для второго эмиттерного повторителя служит резистор R3.

Составной транзистор TIP122В качестве первого эмиттерного повторителя используется составной транзистор типа TIP122.

Составным он называется потому, что образован двумя транзисторами, смонтированными в общем корпусе.

Общий коэффициент передачи по току определяется произведением коэффициентов отдельных транзисторов.

В качестве второго эмиттерного повторителя используется составной транзистор, образованный из двух отдельных мощных транзисторов типа D209.

Конструктивное исполнение зарядного устройства

Силовые элементы зарядного устройстваИз-за недостатка времени зарядное устройство не было смонтировано «по всем правилам». Активные элементы VD1 – VD4, VT2, VT3, VT4 установлены на общий радиатор, выдранный из неисправного компьютерного блока питания. Диодные сборки и мощные транзисторы D209 были взяты оттуда же.

Все остальное было смонтировано на куске картона. Радиатор имеет небольшие размеры, на нем установлены диоды и транзисторы, на которых рассеивается значительная мощность, поэтому он нуждается в обдуве вентилятором.

трансформатор заярдного устройстваВентилятор обдува питается напряжением, снимаемым с резистора R4 резистивного делителя через эмиттерный повторитель на составном транзисторе VT4 типа TIP122.

Используется небольшой 12 В компьютерный вентилятор. Подаваемое на него постоянное напряжение примерно равно 6 В.

При пониженном напряжении питании скорость вращения вентилятора и шум от него меньше.

В качестве диодов VD1 – VD4 используются две параллельно соединенные диодные сборки GBU605 от того же компьютерного блока питания.

В принципе, можно использовать и одну. Но запас по току не помешает…

Трансформатор Т1 – стержневой, имеет две катушки с первичными и вторичными обмотками. Первичные и вторичные обмотки катушек соединены последовательно каждая согласно схеме.

Рекомендации по применению зарядного устройства

ResumeПри зарядке одиночных 12 В аккумуляторов напряжение на клеммах не должны превышать 15 вольт. При зарядке сдвоенных 12 В аккумуляторов напряжение на клеммах не должно превышать 30 вольт.

ResumeПри зарядке надо контролировать ток заряда. Производители аккумуляторов рекомендуют заряжать батареи в щадящем режиме – током в 0,1 ее емкости. Таким образом, для батарей 7 А*ч ток заряда должен быть 0,7 А, для батарей 12 А*ч – 1,2 А.

ResumeПроизводители могут приводить и максимальные токи заряда. Так, например, для той же батареи GP1272 максимальный ток заряда не должен превышать 2,16 А.

ResumeПревышать максимальный ток заряда и напряжение не клеммах не рекомендуется во избежание сокращения срока службы аккумулятора.

Можно еще почитать:

Как устроены аккумуляторы в UPS.

Ремонт ИБП EATON 800.

До встречи на блоге!

Зарядное устройство для акб – Поделки для авто

Неоднократно мы говорили о конструкциях зарядных устройств для автомобильного аккумулятора и за это время успели предложить множество авторских вариантов строения ЗУ для автомобильных аккумуляторов.

Очередная конструкция простого, но в то же время мощного зарядного устройства с защитой от перегруза, короткого замыкания и переплюсовки питания. С переплюсовкой питания сталкивались многие автолюбители, когда по неосторожности путали плюс с минусом.

В случае дешевых, китайских зарядников или же самодельных конструкций (без защиты от переплюсовки), схема зарядного устройство моментально выйдет из строя, чтобы предотвратить это, мы приспособим систему защиты от переплюсовки, которая одновременно является защитой от перегруза и КЗ.

Схема…

Зарядное устройство для акб

В этот раз мы совместим эту схему с сетевым трансформатором и построим более мощное зарядное устройство для любых видов аккумуляторов.

Итак, в качестве трансформатора использован транс от старого и ненужного бесперебойника. Трансформатор будет включен в обратном направлении, выходная обмотка у нас будет первичной. Для начала нужно снять выходные данные трансформатора. Подключая в сеть измеряем переменное напряжение на выходе.

Зарядное устройство для акб

 

Вторичная обмотка обязательно имеет отвод от середины (если трансформатор от бесперебойника). Между средней точкой и одной из концов первичной обмотки напряжение обычно в пределах 6-7 Вольт, то есть, между двумя концами напряжение должно быть 2х7 Вольт.

Зарядное устройство для акб

14-15 Вольт вполне достаточно для зарядки любого автомобильного аккумулятора, даже с учетом спада напряжения после диодного выпрямителя, в таком случае мощный электролит будет компенсацией этой потери, заряжаясь до амплитудного значения.

Снимок355

Система защиты моментально срабатывает при появлении кзили переплюсовки питания. Силовой (полевой) транзистор в схеме не критичен, можно взять любой низковольтный N-канальный полевик с током 30-60Ампер, он не нагревается во время работы.

Зарядное устройство для акб

 

При нормальной работе полевик открыт , при появлении КЗ на шунте и полевике падение напряжения достаточно для срабатывания маломощного ключа, который открываясь замыкает затвор полевика на землю, этим надежно запирая его , так, что схема может находится в режиме защиты сколько угодно времени, при этом, для того , чтобы снять схему с защиты – просто нужно убрать перегруз или КЗ на выходе.

Пару слов о конструкции зарядника (блока питания и управления) . 

Трансформатор – сетевой , почему не импульсный ? сетевой же громоздкий, тяжелый, но не нужно забывать – он надежней любой импульсной схемы надежность работы важнее всего. Сам трансформатор взят от старого бесперебойника, он имеет обмотку на 14 -15 Вольт с отводом от середины.

С этой обмотки свободно можно снять ампер 10-15 и даже больше, но разумеется такие токи нам не нужны, для зарядки аккума 70А/ч эффективный ток заряда 7Ампер, (десятая часть емкости самого аккумулятора).

С учетом мощности нашего транса, можно заряжать даже аккумы на 120-150 Ампер часов, но откуда взять такую мощную схему управления ? схема, которая может управлять таким большим током заряда.

Есть несколько версий строения, можно использовать импульсные регуляторы либо обычные – линейные. Импульсные хороши тем, что имеют высокий КПД (до 90%) следовательно нагрева на управляющих элементах значительно меньше, чем в линейных схемах. Но импульсные схемы сложны и недоступны многим, взамен линейные можно собрать без спец микросхем, на транзисторах из подручного хлама (дешевизна конструкции тоже не мало важный момент).

Схема довольно простая с использованием более мощных тиристоров можно снять большой ток, а с такой развязкой ток до 7-8 Ампер

Генератор построен на комплиментарной паре маломощных транзисторов , при желании можно заменить на пару КТ3102/3107 или более ходовые КТ315/361.

Зарядное устройство для акб схема

Тиристор обязательно устанавливают на теплоотвод, не советую выставить минимальный ток, поскольку может сорваться работа генератора.

Из-за минимального количества комплектующих, схему можно собрать буквально навесным монтажом. К стати – тиристор тоже не критичен и может быть заменен на импортный, к примеру из серии BTA с током 15- 20 Ампер и более.

Снимок353Снимок356

На выходе сетевого трансформатора переменка, которую нужно выпрямить. для этих целей можно применить дешевые китайские мосты в алюминиевых корпусах (к примеру KBPC5012  на 50 Ампер, можно и на 30), но не смотря на приличный ток моста, он все равно будет нагреваться, поэтому желательно посадить на теплоотвод.

Автор; АКА Касьян

Как заряжать аккумулятор ИБП зарядным устройством правильно

Чтобы узнать, как зарядить аккумулятор 7ач 12в для ИБП, нужно учитывать, что это свинцовая батарея, в которой электролит находится в гелевой фракции: он не налит в резервуар, а им пропитан специальный мелкозернистый наполнитель из материала, не проводящего ток. Это дает возможность пользоваться АКБ даже если она расположена вверх ногами.

Зарядное устройство для такой батареи должно иметь режим зарядки именно свинцовых блоков, на нем должно быть выставлено значение тока 0,7 А.

Свинцовые герметичные гелевые батареи выгодны своей сравнительно малой стоимостью, хорошим качеством работы, небольшим весом. Обслуживать их (пополнять дистиллированной водой, электролитом) не требуется, весь уход ограничивается своевременной зарядкой. Никаких выделений в атмосферу устройство не производит — ни водород, ни любые иные опасные, взрывающиеся, вредящие газы не попадут в воздух, т.к. их кругооборот ограничен пределами герметичного корпуса.

Как зарядить аккумулятор ИБП: разница в способе зарядки разных типов аккумуляторов

Стандартная АКБ нуждается в токе постоянной величины, напряжение неуклонно увеличивается до определенного значения, электролит закипает и зарядка прекращается. Если заряжать АКБ бесперебойника таким же образом, закипевший электролит повлечет взрыв. Поэтому величина тока для заряда должна равняться одной десятой части емкости батареи, он должен уменьшаться до значений 20-30 мА, ограничиваться. Напряжение должно не превышать 15 В и не изменяться в ходе пополнения заряда.

Как правильно заряжать аккумулятор ИБП

Правильная зарядка АКБ бесперебойника обеспечивает ему гораздо более длительный срок функционирования, чем указанный производителем, без потерь в эффективности.

Первое пополнение заряда

С завода бесперебойники выпускаются заряженными, к пользователю могут попасть разряженными наполовину, либо полностью. В аппарат встроена система самотестирования, которая перед началом каждого цикла работы активизируется, сообщает о полноте заряда питательного элемента.

При первом включении для подзарядки аппарат подсоединяют к сети без установки какой-либо нагрузки. Длительность процедуры первоначального заряда всегда большая, около суток. Само устройство при этом можно не включать. Если перед началом процесса гаджет долго находился при низких термальных условиях, сильно охлажден, рекомендуется дождаться, когда он согреется до окружающей температуры.

После наполнения батареи ее нужно разрядить. Подключается нагрузка со стабильной мощностью до тех пор, пока заряд не станет нулевым.

Затем этапы полной зарядки/разрядки повторяют. После указанных четырех циклов калибровки элемент питания снова заряжают полностью и им можно начинать пользоваться.

Как заряжать аккумулятор для ИБП 12v: обязательные для выполнения условия

  • начинать пополнение свинцово-кислотной батареи нужно с величины тока, не превосходящей 30% от емкости батареи;
  • напряжение на выходе устройства зарядки должно быть соотносимым со входным его показателем питательного элемента;
  • размер тока полезнее устанавливать на чуть меньшее значение, чем назначенное, это сделает работу устройства бессбойной, долгой;
  • длительность процедуры заряда рассчитывается делением емкости АКБ в амперчасах на величину тока ЗУ в амперах.

Срок эффективной работы элемента питания бесперебойного прибора напрямую зависит от качественности, правильности его зарядки. Предлагается использовать одно и то же зарядное устройство, одинаковые величины и характеристики напряжения. Сам процесс зарядки не должен прерываться до полного заполнения батареи. В состоянии покоя питательный элемент будет терять свои действенные качества, гораздо полезнее будет постоянно его эксплуатировать. Слишком частая зарядка не ведет к досрочному износу, наоборот — естественное старение наступит с задержкой при таком ритме использования.

Как зарядить аккумулятор ИБП зарядным устройством, если он долго бездействовал

Разряженный и долго простаивавший в таком состоянии аккумулятор ИБП можно вновь зарядить, вернуть к функционированию. Зарядное устройство для этой цели подойдет обычное, выдающее постоянное напряжение, для кислотных батарей (12 Вт, 7Ач).

Для такой сложной процедуры, как возвращение функциональности залежавшемуся АКБ, потребуется вскрытие крышки, залитие в каждый резервуар трех миллилитров дистиллированной воды. Сама процедура проводится при открытой крышке, по окончании ее закрепляют на своем месте. Залитие проводится аккуратно, без повреждений пластин.

Начинать заряжать нужно по прошествии двух часов после залива. Напряжение должно составлять 14 В, а ток — не более 1/10 части от емкости АКБ (0,7А). Желательно, чтобы эту работу проводил специалист, обладающий специальными умениями, образованием.

Инвертор из бесперебойника — Diodnik

В быту иногда возникает острая необходимость в бесперебойном питании различных устройств. Это могут быть аварийное освещение, инкубаторы, аквариумное оборудования или простой усилитель, с которым компания вырвалась на природу. Современные бюджетные компьютерные источники бесперебойного питания способны проработать не более получаса от автономного питания, а те которые могут и специально для этого предназначены, стоят совсем других денег. Автомобильные инверторы на выходе не всегда выдают частоту в 50 Гц. Если нужна автономность на несколько часов, тогда в голову сразу приходит мысль, можно ли запитать UPS от обыкновенного автомобильного аккумулятора. На этот вопрос мы и постараемся сегодня дать ответ, сделаем инвертор из ИБП своими руками.

Инвертор из бесперебойника

Для переделки в инвертор мы выбрали UPS Mustek Power Must 800 USB (номер платы 098-17615-00-S1), этот UPS как будто создан для того, что бы его переделали, тем более нагрузка в 500 Вт для бытовых целей не такая уж и малая.

Переделка ИБП под автомобильный аккумулятор будет разбита на несколько этапов:

  • Отключение функции Green Power
  • Установка активной системы охлаждения
  • Реальные тесты

Green Power в UPS – некая хитрая фишка, которая не дает бесперебойнику достаточно долго работать от АКБ. В разных аппаратах проявляется и реализуется по-разному, в одних она отключает UPS, который работает без нагрузки через 5-10 мин, в других аппаратах Green Power не дает работать UPS более 25-30 мин в независимости от его нагрузки. Иногда эту функцию можно отключить с помощью специального резистора, но бывает, что процесс отключения зашит в микроконтроллер UPS, и тут уже ничем ему особо не поможешь.

Первым делом открываем корпус и для себя делаем фотографию его внутренностей, это нужно сделать для того, что бы в дальнейшем не возникало вопросов, что и куда подключать при обратной сборке.

Поле чего отключаем все провода и достаем плату управления, номер платы 098-17615-00-S1.

Если рассмотреть плату поближе можно увидеть, что на ней нанесены таблицы меняющие режимы работы бесперебойника.

Нас интересует резистор R15A, который отвечает за функцию Green Power. Аккуратно выпаиваем резистор с платы, а для любителей тишины еще можно произвести небольшие манипуляции с бузером. Если хочется полностью избавиться от писков, которые издает ИБП можно отпаять перемычку JP82 или выпаять сам бузер, а для тех, кто хочет приглушить звук достаточно впаять небольшой резистор на 100-300 Ом, вместо этой перемычки.

Следующим шагом станет установка 80мм вентилятора и небольшая доработка корпуса UPS.

Вентилятор отлично крепится к пластиковым перемычкам, которые уже есть внутри корпуса.

Как видим вентилятор размещается по центру корпуса, что дает возможность обдувать воздухом не только трансформатор, но и радиаторы транзисторов, расположенные в верхней части корпуса.

Можно придумать массу способов, как запитать вентилятор в UPS. Но мы выбрали самый простой и доступный для повторения. Питание вентилятора можно взять с платы лицевой панели, на которой размещена кнопка питания и светодиоды. Кнопку включения ставим на положение выкл. и тестером прозваниваем выводы разъема, находим, куда приходит плюс и минус от АКБ (у нас это вывод: вывод 7 — плюс, 5 – минус). Уже по дорожке или с помощью тестера отслеживаем плюс АКБ к кнопке питания и после кнопки (он возвращается через вывод 8 на плату). Значит, питание вентилятора можно взять с выводов: 5 – минус; 8 – плюс. При таком включении вентилятор у нас будет работать на полную мощность, когда кнопка питания будет включена, т.е. и при работе от сети (зарядке) и при работе от АКБ.

Дальнейшим этапом станет незначительная доработка корпуса. Первым делом делаем отверстия для притока свежего воздуха к вентилятору. Если портить лицевую панель жалко, можно наделать отверстий в днище, высота ножек позволит спокойно проходить небольшому потоку воздуха.

Также немного удивили декоративные пластиковые накладки, которые имеют перфорацию для вентиляции, но в самом корпусе в этих местах отверстий нет. Это все решается с помощью небольшого сверла и дрели.

Последним этапом перед сборкой станет фиксация трансформатора. При переноске UPS без штатного АКБ трансформатор буквально гуляет в своих посадочных местах, он с легкостью может из них выскочить и повредить основную плату.

Подключаем теперь провода с клеммами, вместо штатной батареи. Для дополнительной изоляции лучше надеть специальные силиконовые колпачки. Провод для подключения к UPS автомобильного аккумулятора нужно брать с сечением как можно больше, а сам провод должен быть максимально коротким.

И так, немного погоняем и протестируем наш инвертор из бесперебойника.

Как видим сделать инвертор из бесперебойника совсем не сложно, пришла пора реальных тестов. UPS на холостом ходу, ток потребления около 1 А.

Поставим на зарядку ноутбук, ток потребления поднялся до 5 А.

UPS нагружен лампочкой в 60 Вт, ток потребления почти 8 А.

К стати, ток зарядки не подымается выше 1 А, по мере заряда постепенно снижается.

Напряжение зарядки данного ИБП составляет 13,7 В.

Не трудно догадаться, что чем более емкая у Вас батарея, тем такой инвертор из бесперебойника проработает дольше, но и заряжаться от сети будет тоже весьма немалое время.

Данные фото и рекомендации даны для платы 098-17615-00-S1 от UPS Mustek Power Must 800 USB. При переделки других ИБП, вполне возможно данные рекомендации только частично останутся актуальными т.к. конструктив и схемы будут отличаться. Важно детально ознакомится с метками и таблицами, которые обозначены на плате, следовать рекомендациям производителя и не пытаться проводить эксперименты без знаний и навыков, т.к. можно вывести из строя не только сам UPS, но и аппаратуру, подключенную к нему. Главное помнить, что при работе UPS присутствует опасное для жизни напряжение.

Можно ли подключать автомобильный АКБ к UPS?

Мнения на этот счет двояки, но кардинально разные. Зачастую, по разным отзывам автомобильные аккумуляторы вполне справляются с данной задачей и работают стабильно. Основные проблема: газы, которые будут выделяться при зарядке АКБ и перегрев трансформатора, силовых ключей. От последней проблемы можно, хоть частично избавиться, используя дополнительные вентиляторы и т.п. А вот то от газов при зарядке никто никуда не денется. При зарядке выделяется не только взрывоопасный водород, но и другие газы, а это далеко не витамины. Если инвертор из бесперебойника используется в автомобиле, то и этот вопрос отпадает сам собой. Также важно помнить, что от сети зарядка АКБ происходит довольно небольшим током и процесс зарядки может растянуться на длительное время, от этого можно спокойно уйти если заряжать АКБ отдельно от UPS, например, для этих целей можно использовать самодельное зарядное устройство из блока питания компьютера. Использовать ли автомобильный АКБ в UPS решать нужно только Вам.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

comments powered by HyperComments

Как выбрать правильное зарядное устройство

Choosing a Battery Charger

Позвольте мне начать с отказа от ответственности: BatteryStuff.com не продает недорогие стандартные зарядные устройства для аккумуляторов, которые часто можно найти в розничных торговых точках и некоторых других интернет-магазинах. Мы специально обслуживаем зарядные устройства с микропроцессорным управлением, также известные как интеллектуальные зарядные устройства. Все зарядные устройства, которые мы храним, проверяются, тестируются и выбираются на основе функций, надежности и долговечности.

Зарядное устройство этого типа предназначено для зарядки свинцово-кислотных и других типов аккумуляторов на основе компьютерных алгоритмов.Проще говоря, зарядное устройство собирает информацию с аккумулятора и регулирует ток и напряжение заряда на основе этой информации. Это позволяет заряжать аккумулятор быстро, правильно и полностью при использовании интеллектуального зарядного устройства. Все зарядные устройства, которые мы продаем, могут оставаться подключенными к аккумулятору в течение неограниченного времени и не будут перезаряжать или повредить его.

Простые шаги для выбора правильного зарядного устройства для ваших нужд.

Шаг 1. Выбор зарядного устройства в зависимости от типа батареи

Независимо от того, является ли ваша батарея необслуживаемой, влажной ячейкой (залитой), AGM (абсорбированным стекломатом), гелевой ячейкой или VRLA (свинцово-кислотной батареей с регулируемым клапаном), одно зарядное устройство должно работать для всех типов, кроме гелевых элементов.Однако некоторые из наших зарядных устройств для гелевых элементов будут хорошо работать с другими типами аккумуляторов.

Шаг 2: Определение размера батареи

Selecting a Battery Charger

Мы имеем в виду не физический размер, а то, сколько ампер-часов хранится в вашей батарее. Например, типичный полноразмерный автомобильный аккумулятор составляет около 50 ампер-часов, поэтому вы должны выбрать зарядное устройство на 10 ампер, которое потребует около 6 часов для его зарядки, если аккумулятор полностью разряжен. Другой пример — морская батарея глубокого разряда, рассчитанная на 100 ампер-часов.Зарядному устройству на 10 ампер потребуется около 11 часов, чтобы полностью зарядить разряженную батарею. Чтобы рассчитать общее время зарядки аккумулятора, хорошее практическое правило состоит в том, чтобы разделить номинальную мощность аккумулятора в ампер-часах на мощность зарядного устройства (в амперах), а затем прибавить около 10% к дополнительному времени, чтобы полностью зарядить аккумулятор. ,

Некоторым людям, которые хотят быстрой подзарядки, следует поискать зарядное устройство с большим током. Если вы никуда не торопитесь, можете выбрать зарядное устройство меньшего размера. Самое главное — убедиться, что у вас достаточно мощности зарядного устройства, чтобы выполнить требуемую работу за отведенное вам время.

Шаг 3. Выбор зарядного устройства в зависимости от желаемого результата

Buying the Right Battery Charger

Некоторым людям требуется зарядное устройство, чтобы заряжать аккумулятор мотоцикла, классического автомобиля или самолета в межсезонье. В этих случаях подойдет простое слаботочное зарядное устройство. Другим требуется быстрое и мощное зарядное устройство, чтобы быстро восстановить аккумулятор троллингового двигателя или аккумулятор для инвалидной коляски. Другие типы зарядных устройств и причины, по которым они могут вам понадобиться:

  • Зарядные устройства MULTI VOLTAGE для использования при посещении другой страны
  • Водонепроницаемые зарядные устройства для стихийных бедствий
  • Зарядные устройства, которые используются как источники питания для жилых автофургонов
  • Зарядное устройство для нескольких аккумуляторов одновременно

Надеюсь, мы помогли вам определить, какое зарядное устройство лучше всего подходит для вашего приложения.Воспользуйтесь ссылкой ниже, чтобы ознакомиться с нашим большим выбором зарядных устройств для аккумуляторов и зарядных устройств 12/24 В.

Выберите лучшее зарядное устройство

Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.

Написано 6 августа 2020 г. в 10:46

,

Все о зарядных устройствах — Battery University

Узнайте, какое зарядное устройство лучше всего подходит для вашей области применения

Хорошее зарядное устройство является основой для надежных и хорошо работающих аккумуляторов. На рынке, чувствительном к цене, зарядным устройствам часто уделяется мало внимания и они получают статус «запоздалых». Аккумулятор и зарядное устройство должны идти вместе, как лошадь и повозка. При разумном планировании первоочередное внимание уделяется источнику питания, помещая его в начале проекта, а не после того, как оборудование будет завершено, как это обычно бывает.Инженеры часто не подозревают о сложности источника питания, особенно при зарядке в неблагоприятных условиях.

Рисунок 1 : Аккумулятор и зарядное устройство должны работать вместе, как лошадь и повозка.
Одно без другого не доставляет.

Зарядные устройства обычно идентифицируются по их скорости зарядки. Потребительские товары поставляются с недорогим персональным зарядным устройством, которое хорошо работает при правильном использовании.Промышленное зарядное устройство часто изготавливается третьей стороной и включает в себя специальные функции, такие как зарядка при неблагоприятных температурах. Хотя батареи работают при температуре ниже точки замерзания, не все химические соединения можно заряжать в холодном состоянии, и большинство литий-ионных аккумуляторов попадают в эту категорию. Батареи на основе свинца и никеля заряжаются в холодном состоянии, но с меньшей скоростью. (См. BU-410: Зарядка при высокой и низкой температуре)

Некоторые литий-ионные зарядные устройства (Cadex) включают функцию пробуждения, или «ускорение», чтобы обеспечить возможность подзарядки, если литий-ионный аккумулятор заснул из-за перегрузки. -опрокидывание.Состояние сна может возникнуть при хранении батареи в разряженном состоянии, в котором саморазряд доводит напряжение до точки отключения. Обычное зарядное устройство считает такую ​​батарею непригодной к эксплуатации, и аккумулятор часто выбрасывается. Boost применяет небольшой ток заряда, чтобы поднять напряжение от 2,2 В на элемент до 2,9 В на элемент для активации схемы защиты, после чего начинается нормальный заряд. Необходимо соблюдать осторожность, если литий-ионный аккумулятор оставался ниже 1,5 В на элемент в течение недели или дольше. Возможно, образовались дендриты, которые могут поставить под угрозу безопасность.(См. BU-802b: Что делает повышенный саморазряд? На Рисунке 5 исследуется повышенный саморазряд после того, как литий-ионный элемент подвергся глубокому разряду. См. Также BU-808a: Как пробудить литий-ионный аккумулятор во сне. .)

Зарядные устройства на основе свинца и лития работают от постоянного тока постоянного напряжения (CCCV) . Ток заряда постоянен, и напряжение ограничивается, когда достигает установленного предела. При достижении предела напряжения аккумулятор насыщается; ток падает до тех пор, пока аккумулятор не перестанет принимать дальнейший заряд, и быстрый заряд не прекратится.У каждой батареи свой порог слабого тока.

Никелевые батареи заряжаются постоянным током, и напряжение может свободно повышаться. Это можно сравнить с поднятием груза на резинке, когда рука продвигается выше груза. Обнаружение полного заряда происходит при обнаружении небольшого падения напряжения после устойчивого роста. Для защиты от аномалий, таких как закороченные или несовпадающие элементы, зарядное устройство должно включать таймер плато, чтобы гарантировать безопасное завершение заряда, если дельта напряжения не обнаружена.Также следует добавить датчик температуры, который измеряет повышение температуры с течением времени. Такой метод известен как разница между температурой и дельта-временем или dT / dt , и он хорошо работает с быстрой и быстрой зарядкой.

Повышение температуры является нормальным для никелевых аккумуляторов, особенно при достижении уровня заряда 70 процентов. Это вызывает снижение эффективности заряда, и для ограничения напряжения необходимо снизить ток заряда. Когда «готово», зарядное устройство переключается на непрерывный заряд, и аккумулятор должен остыть.Если температура остается выше температуры окружающей среды, значит, зарядное устройство работает некорректно, и батарею следует извлечь, так как капельный заряд может быть слишком высоким.

NiCd и NiMH не следует оставлять в зарядном устройстве без присмотра в течение недель и месяцев. Храните батареи до тех пор, пока они не понадобятся, в прохладном месте и перед использованием зарядите их.

Литиевые батареи должны всегда оставаться холодными во время зарядки. Прекратите использование аккумулятора или зарядного устройства, если температура повышается более чем на 10 ° C (18 ° F) выше окружающей среды при нормальной зарядке.Литий-ионный аккумулятор не может поглощать избыточный заряд и не получает непрерывного заряда при полном заряде. Li-ion-аккумулятор снимать с зарядного устройства не требуется; однако, если он не используется в течение недели или более, лучше всего поместить пакет в прохладное место и зарядить перед использованием.

Типы зарядных устройств

Самым простым зарядным устройством было ОВ

.

Зарядное устройство IC | Analog Devices

80V

4 I-

Отслеживание точки питания (полное), PowerPath

Зарядное устройство, импульсный режим, управление максимальной мощностью, Power Good, PowerPath

016 2,2

0

Li-I4 4,2 В

O

9005 От В до 80 В

Li-Ion

4,2 В

(ADP5061ACBZ-2-R7)

1 LT8491 6 80 10 Свинцово-кислотный, LiFePO4, литий-ионный, литий-полимерный От 1,3 до 80 В, плавающее напряжение От 1,3 до 80 В, переключение EEPROM, интерфейс I2C, отслеживание максимальной мощности (полное) 10,35 долл. США (LT8491EUKJ # PBF)
2 LT8228 6 100 40 Свинцово-кислотный, LiFe-IO4 -Полимер Переключение 100% рабочий цикл, двунаправленный, постоянный ток, постоянное напряжение, внешняя синхронизация, ограничение входного тока, монитор входного тока, ограничение выходного тока, монитор выходного тока, защита от короткого замыкания на выходе, перегрев Защита, защита от перенапряжения, установленная частота резистора, защита от обратного тока, защита от обратного входа, совместное использование SOA, Spread Spectrum $ 6.60 (LT8228EFE # PBF)
3 LTC4124 2,7 5,5 100 м Li-Ion 1 4,0 В, 4,1 В, 4,2 В, 4,35 В Линейный Линейный Power Transfer 2,65 долл. США (LTC4124EV # TRMPBF)
4 LT8708-1 2,8 80 20 Свинцово-кислотный, LiFePO4, литий-ионный, литий-полимерный — до Buck-Boost Монитор входного тока, регулировка входного тока, монитор выходного тока, регулировка выходного тока, полифазный режим, установленная частота резистора $ 6.60 (LT8708EUHG-1 # PBF)
5 LT8708 2,8 80 20 Свинцово-кислотный, LiFePO4, литий-ионный, литий-полимерный До 8092 Вольт -Boost Монитор входного тока, Регулировка входного тока, Монитор выходного тока, Регулировка выходного тока, PolyPhase, установленная частота резистора $ 6.60 (LT8708EUHG # PBF)
6 LTC4162-S 4.5 35 35 35 35

3.2 Свинцово-кислотный Свинцово-кислотный до 24 В Adj Переключение Зарядное устройство, интерфейс I2C, отслеживание максимальной мощности (полное), PowerPath 2,95 доллара США (LTC4162EUFD-SAD # PBF
LTC4162-L 4,5 35 3,2 Li-Ion, Li-Poly от 1 до 8 Adj Switching Зарядное устройство аккумулятора, интерфейс I2C, отслеживание максимальной мощности (полное), PowerPath 2 доллара США.95 (LTC4162EUFD-L40 # PBF)
8 LTC4162-F 4,5 35 3,2 LiFePO4 Максимум от 1 до 9 Интерфейс переключателя заряда батареи 2,95 долл. США (LTC4162EUFD-FAD # PBF)
9 LTC4013 4,5 60 20 Свинцово-кислотный, LiF-полимерный, LiF-полимерный, LiF-Polyon NiCd (медленная зарядка), NiMH (медленная зарядка) Напряжение аккумулятора до 60 В От 0 до 60 В Переключение Отслеживание максимальной точки мощности (выборка Voc), вход NTC, установленная частота резистора $ 3.95 (LTC4013EUFD # PBF)
10 ADP5092 80 м 3,3 150 м Li-Ion 1 Adj Отслеживание точки переключения 2,95 $ Макс. (ADP5092ACPZ-1-R7)
11 ADP5091 80 м 3,3 150 м Li-Ion 1 Adjd Отслеживание мощности переключения $ 2.49 (ADP5091ACPZ-1-R7)
12 LTM8064 6 58 6 Свинцово-кислотный, LiFePO4, литий-ионный, литий-полимерный До 36 В, плавающее напряжение 2 36 В Коммутация Внешняя синхронизация, регулирование выходного тока, установленная частота резистора 16,50 долл. США (LTM8064EY # PBF)
13 LTM8054 5 36 5.4 Lead, LiPO, LiPO Ионный, литий-полимерный Напряжение холостого хода до 36 В До 36 В Переключение Внешняя синхронизация, монитор входного тока, монитор выходного тока, полифазный режим, установленная частота резистора $ 15.95 (LTM8054EY # PBF)
14 LTC3106 850 м 5,1 300 м Li-Ion, Li-Poly, NiMH (медленная зарядка) 1 Line Adjar Line Adjar 2,94 доллара США (LTC3106EUDC # PBF)
15 LTC4040 3,5 5,5 2,5 LiFePO4, Li-Poly-Poly 1 3.45 В, 3,55 В, 3,5 В, 3,6 В, 3,95 В, 4,05 В, 4,0 В, 4,1 В Переключение Автоматическое переключение резервного питания $ 2,90 (LTC4040EUFD # PBF)
16 LTC4015 4,5 35 20 Свинцово-кислотный, LiFePO4, литий-ионный, литий-полимерный Напряжение аккумулятора до 35 В До 35 В Переключение Кулоновский счетчик, цифровая телеметрия, интерфейс I2C, отслеживание точки максимальной мощности (Полная), Температурный монитор $ 5.95 (LTC4015EUHF # PBF)
17 LT3761 4,5 60 20 Свинцово-кислотный, литий-ионный, литий-полимерный, NiCd (медленная зарядка), NiMH (медленная зарядка) Set от внешнего зарядного устройства IC Adj Коммутация Защита от разомкнутого светодиода, измерение тока от Rail-to-Rail, установленная частота резистора $ 3,20 (LT3761EMSE # PBF)
18 LTC4123
25 м NiMH (медленная зарядка) 1 1.5V Линейный Защита обратного входа 2,65 $ (LTC4123EDC # TRPBF)
19 LTC4121-4.2 4,4 40 400 м Коммутация Отслеживание максимальной точки мощности (выборка Voc) 2,60 доллара США (LTC4121EUD-4.2 # PBF)
20 LTC4121 4,4 40 400m Lead Ac4, Li -Ион, литий-полимерный Напряжение батареи до 18 В До 18 В Переключение Отслеживание максимальной точки мощности (выборка Voc) $ 2.60 (LTC4121EUD # PBF)
21 LTC4079 2,7 60 250 м Свинцово-кислотный, LiFePO4, литий-ионный, литий-полимерный, NiMH (медленная зарядка) Напряжение до батареи от 1,2 В до 60 В Линейный Вход NTC 2,35 долл. США (LTC4079EDD # PBF)
22 ADP5090 Reference Circuit Available 80 м 3,3 150 м 3,3 150 м Коммутация Отслеживание максимальной мощности (выборка Voc) $ 1.99 (ADP5090ACPZ-1-R7)
23 LT8490 6 80 10 Свинцово-кислотный, LiFePO4, литий-ионный, литий-полимерный От 1,3 В до 80 В 1,3 Напряжение плавающего режима Переключение Отслеживание максимальной мощности (полное) 10,35 долл. США (LT8490EUKJ # PBF)
24 LTM8056 5 58 5,4 Lie-IPO, свинцово-кислотный , Li-Polymer Напряжение холостого хода до 48 В До 48 В Коммутация Внешняя синхронизация, ограничение входного тока, мониторинг входного тока, ограничение выходного тока, мониторинг выходного тока, полифаза, заданная частота резистора $ 22.00 (LTM8056EY # PBF)
25 LTM8055 5 36 8,5 Свинцово-кислотный, LiFePO4, литий-ионный, литий-полимерный До 36 В, плавающее напряжение до Switching Внешняя синхронизация, ограничение входного тока, мониторинг входного тока, ограничение выходного тока, мониторинг выходного тока, полифаза, установленная частота резистора 22,00 $ (LTM8055EY # PBF)
26 ADP5063 4 ,7 2,1 Li-Ion 1 3,6 В Линейный Интерфейс I2C, PowerPath 1,29 долл. США (ADP5063ACPZ-1-R7)
27 9 LT365 32 4 Li-Ion, Li-Polymer 2 8.4 Коммутация 4,13 долл. США (LT3651EUHE-8.4 # PBF)
28 LT365

6.2 9000 32 4 Литий-ионный, литий-полимерный 2 8.2 Коммутация 4,13 долл. США (LT3651EUHE-8.2 # PBF)
29 LTC4120-4.2 4,25 40 400 м Li-Ion 10005 Li-Ion Коммутация Беспроводная передача питания 3,25 долл. США (LTC4120EUD-4.2 # PBF)
30 LTC4120 4,25 40 400 м Li-Ion, Li-Ion

2 Adj (3.От 5 В до 11 В) Переключение Wireless Power Transfer 3,25 долл. США (LTC4120EUD # PBF)
31 LTC4020 4,5 55 20 Свинцово-ионный 4, LiFe-LiFe Полимер Напряжение аккумулятора до 55 В До 55 В Понижающее повышение, переключение Управление максимальной мощностью, вход NTC, PowerPath 4,95 долл. США (LTC4020EUHF # PBF)
32

2 4 9751 AD5 6.7 2,1 Li-Ion 1 4,2 В Линейный Интерфейс I2C, PowerPath 1,29 долл. США (ADP5062ACPZ-1-R7)
33

000-1

LTC5 60 20 Свинцово-кислотный, LiFePO4, Li-Ion, Li-Polymer, NiCd (медленная зарядка), NiMH (медленная зарядка) Устанавливается с помощью внешнего зарядного устройства IC Adj Переключение Контроль максимальной мощности $ 3.95 (LTC4000EUFD-1 # PBF)
34 ADP5061 Reference Circuit Available 4 6,7 2,1 Li-Ion 1 4,2 В 6 Power Linear Линейный интерфейс
35 LT3796 6 100 20 Свинцово-кислотный, литий-ионный, литий-полимерный, NiCd (медленная зарядка), NiMH (медленная зарядка) Устанавливается внешними устройствами Adj Переключение

,

Разработка зарядного устройства для солнечных батарей

Введение

Рынок портативных электронных устройств на солнечной энергии продолжает расти, поскольку потребители ищут способы снизить потребление энергии и проводить больше времени на открытом воздухе. Поскольку солнечная энергия непостоянна и ненадежна, почти все устройства на солнечной энергии имеют перезаряжаемые батареи. Цель состоит в том, чтобы извлечь как можно больше солнечной энергии для быстрой зарядки аккумуляторов и поддержания заряда.

Солнечные элементы по своей сути являются неэффективными устройствами, но у них есть точка максимальной выходной мощности, поэтому работа в этой точке кажется очевидной целью проектирования.Проблема в том, что ВАХ максимальной выходной мощности изменяется с освещением. Выходной ток монокристаллического солнечного элемента пропорционален силе света, а его напряжение при максимальной выходной мощности относительно постоянно (см. Рисунок 1). Максимальная выходная мощность для заданной интенсивности света происходит в изгибе каждой кривой, где ячейка переходит от устройства постоянного напряжения к устройству постоянного тока. Конструкция зарядного устройства, которая эффективно извлекает энергию из солнечной панели, должна иметь возможность регулировать выходное напряжение панели до точки максимальной мощности, когда уровни освещения не могут удовлетворить требования к полной мощности зарядного устройства.

Рис. 1. Солнечный элемент вырабатывает ток пропорционально количеству падающего на него солнечного света, в то время как напряжение холостого хода элемента остается относительно постоянным. Максимальная выходная мощность достигается в точке изгиба каждой кривой, где элемент переходит от устройства постоянного напряжения к устройству постоянного тока, как показано на кривых мощности.

LT3652 — это многофункциональное зарядное устройство на 2 А, разработанное для применения в солнечной энергии. LT3652 использует контур регулирования входного напряжения, который снижает ток заряда, если входное напряжение падает ниже запрограммированного уровня, установленного простой схемой делителя напряжения.При питании от солнечной панели контур регулирования входного напряжения используется для поддержания максимальной выходной мощности панели.

Контур регулирования входного напряжения LT3652 действует в определенном диапазоне входного напряжения. Когда V IN , измеренное через резистивный делитель на выводе V IN_REG , падает ниже определенной уставки, ток заряда уменьшается. Зарядный ток регулируется с помощью управляющего напряжения на резисторе, чувствительном к току, включенном последовательно с катушкой индуктивности цепи зарядки понижающего стабилизатора.Снижение освещенности (и / или увеличение потребности в токе заряда) может привести к падению входного напряжения (напряжения панели), отталкивая панель от точки максимальной выходной мощности. В LT3652, когда входное напряжение падает ниже определенной уставки, определяемой резистивным делителем, подключенным между выводами V IN и V IN_REG , текущее управляющее напряжение снижается, тем самым уменьшая ток зарядки. Это действие заставляет напряжение от солнечной панели увеличиваться по ее характеристической кривой VI до тех пор, пока не будет найдена новая рабочая точка пиковой мощности.

Если солнечная панель освещена достаточно для обеспечения большей мощности, чем требуется для схемы зарядки LT3652, напряжение от солнечной панели увеличивается за пределами диапазона регулирования контура регулирования напряжения, зарядный ток устанавливается на максимальное значение и новое значение рабочая точка полностью определяется максимальным зарядным током для данной точки в цикле зарядки.

Если электронное устройство работает непосредственно от солнечной энергии и входное напряжение выше минимального уровня диапазона регулирования контура регулирования входного напряжения, избыточная доступная мощность используется для зарядки аккумулятора с более низкой скоростью зарядки.Мощность солнечной панели регулируется до максимальной рабочей точки мощности для уровня интенсивности.

Рисунок 2. Зависимость управляющего напряжения тока зарядного устройства (В SENSE — В BAT ) от пропорционального входного напряжения, измеренного с помощью делителя напряжения на выводе V IN_REG . V IN (напряжение солнечной панели) влияет только на зарядный ток, когда V IN_REG находится между 2,67 В и 2,74 В. В этом диапазоне зарядное устройство будет уменьшать зарядный ток, если это необходимо для работы панели с максимальной выходной мощностью.

На рис. 2 показана типичная характеристика регулирования V IN_REG . Когда напряжение на выводе V IN_REG превышает 2,67 В, напряжение V SENSE — V BAT на резисторе измерения тока увеличивается, пока не достигнет максимального значения 100 мВ, когда V IN_REG превышает 2,74. V. По мере дальнейшего увеличения V IN_REG , V SENSE — V BAT остается на уровне 100 мВ. Выражение для диапазона регулирования входного напряжения:

Если мы линеаризуем часть кривой на рисунке 2 для V IN_REG между 2.67 В и 2,74 В следующее выражение описывает напряжение измерения тока V SENSE — V BAT :

Тогда зарядный ток для аккумулятора будет:

Поскольку зарядная цепь LT3652 представляет собой понижающий стабилизатор с управляемым током, входной ток соотносится с зарядным током следующим выражением:

где η — КПД зарядного устройства

Входная мощность теперь может быть определена путем комбинирования уравнений 4 и 5 с входным напряжением, что дает следующее:

После выбора R SENSE для максимального зарядного тока и определения R IN1 и R IN2 для выбора диапазона управления входным напряжением тока, уравнение 6 может быть построено против кривых мощности солнечных панелей для определения работы зарядного устройства. точка для различных напряжений батареи.Вот пример.

На рис. 3 показано 2-элементное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов с питанием от солнечной батареи и LT3652.

Рис. 3. Зарядное устройство 2A на солнечной батарее.

Первый шаг — определить минимальные требования к солнечной панели. К важным параметрам относятся напряжение холостого хода, V OC , напряжение пиковой мощности, V P (MAX) , и пиковый ток мощности, I P (MAX) . Ток короткого замыкания I SC солнечной панели выпадает из расчетов, основанных на трех других параметрах.

Напряжение холостого хода должно составлять 3,3 В плюс прямое падение напряжения D1 выше напряжения холостого хода 2-элементной литий-ионной батареи плюс дополнительные 15% для запуска и работы с низкой интенсивностью.

Пиковое напряжение питания должно быть 0,75 В плюс прямое падение D1 выше напряжения холостого хода плюс дополнительные 15% для работы с низкой интенсивностью.

Пиковый ток потребляемой мощности является произведением напряжения холостого хода и максимального зарядного тока, деленных на пиковое входное напряжение мощности и эффективность схемы зарядки.

Решая эти три уравнения, мы можем определить минимальные требования к солнечной панели:

Характеристики солнечной панели можно увидеть на Рисунке 4.

Рисунок 4. Действие схемы зарядного устройства солнечной батареи на рисунке 3. Кривые мощности для различных уровней освещенности показаны для 100 Вт / м 2 от до 1000 Вт / м 2 в 100 Вт / м 2 шагов. Также показан диапазон регулирования V IN (V REG ). Контур управления V IN извлекает максимально возможную мощность от солнечной панели, направляя V IN к вершине кривой энергоемкости панели, когда V IN находится в диапазоне V REG .

Токочувствительный резистор R SENSE определяется из максимального значения 100 мВ V SENSE — V BAT , деленного на максимальный зарядный ток 2 А

Далее определяется схема делителя выходного напряжения обратной связи R FB1 и R FB2 . Сеть делителя напряжения должна иметь эквивалентное сопротивление Тевенина 250 кОм, чтобы компенсировать ошибку входного тока смещения. V FB контактных опорное напряжение 3,3 В.

Следующим шагом является установка напряжения отслеживания пиковой мощности с использованием сети делителей напряжения R IN1 и R IN2 , подключенных между выводами V IN и V IN_REG .

Проверьте минимальное и максимальное отслеживающее напряжение на входе пиковой мощности.

Последний шаг в выборе номиналов резисторов — определение сети делителя напряжения V SHDN , состоящей из R SHDN1 и R SHDN2 . Повышающий порог V SHDN составляет 1,2 В ± 50 мВ с гистерезисом 120 мВ. Сеть делителя напряжения должна быть настроена так, чтобы, когда напряжение на выводе V IN было равно V REG (MIN) , V SHDN было максимально возможным.

Пределы V SHDN теперь определены как:

LT3652 автоматически переходит в режим предварительного кондиционирования батареи, если обнаруженное напряжение батареи очень низкое. В этом режиме ток заряда снижается до 15% от запрограммированного максимума, установленного резистором измерения тока R SENSE . Как только напряжение аккумулятора достигает 70% от полностью заряженного постоянного напряжения (V FB = 2,3 В), LT3652 автоматически увеличивает максимальный ток заряда до полного запрограммированного значения.Пороговый уровень напряжения аккумулятора между режимом предварительного кондиционирования и максимальным током заряда определяется следующим образом:

Используя коэффициент 0,85, постройте диаграмму P IN в диапазоне V IN , который регулируется по току. Это регулируемая линия электропередачи V IN или V REG . Пересечение линии электропередачи V REG с кривой мощности солнечной панели является рабочей точкой. По мере зарядки аккумулятора наклон линии электропередачи VREG увеличивается, указывая на увеличение входной мощности, необходимой для поддержки возрастающей выходной мощности.Пересечение линии электропередачи V REG продолжает следовать кривым мощности солнечной панели, пока зарядное устройство не выйдет из режима постоянного тока.

Полученные графики показаны на Рисунке 4.

На рисунке 4 показана выходная мощность солнечной панели при уровнях интенсивности света от 100 Вт / м 2 до 1000 Вт / м 2 при 100 Вт / м 2 шагов. При максимальной интенсивности света (верхняя кривая на Рисунке 4) и напряжении аккумулятора чуть выше уровня предварительной подготовки (V BAT (MIN) при 2A) солнечная панель вырабатывает больше энергии, чем требуется зарядному устройству.Напряжение солнечной панели поднимается выше управляющего напряжения V REG и проходит через линию постоянного электропередач, пока не пересечет кривую интенсивности света для этого уровня интенсивности (точка A на рисунке 4). По мере зарядки батареи входная мощность увеличивается, и рабочая точка солнечной панели перемещается вверх по кривой силы света, пока батарея не приблизится к полной зарядке (точка B). LT3652 переходит из режима постоянного тока в режим постоянного напряжения, и зарядный ток уменьшается.Рабочая точка солнечной панели возвращается вниз по кривой силы света к напряжению холостого хода (точка C), когда батарея достигает своего конечного напряжения холостого хода.

Во время зарядки батареи, если интенсивность света уменьшается, рабочая точка перемещается по линии постоянного напряжения для напряжения батареи, пока не достигнет новой кривой интенсивности света. Если уровень интенсивности света продолжает уменьшаться, рабочая точка перемещается по этой линии постоянного питания, пока не достигнет линии питания V REG .В этот момент зарядный ток уменьшается до тех пор, пока рабочая точка не окажется на пересечении кривой силы света и линии электропередачи V REG (точка D для зарядки постоянным током в V BAT (FLOAT) с мощностью 800 Вт / м 2 освещение). По мере того как батарея продолжает заряжаться при этом уровне интенсивности света, рабочая точка перемещается по новой кривой интенсивности света, пока батарея не приблизится к полной зарядке.

По мере приближения темноты рабочая точка перемещается вниз по линии электропередачи V REG до тех пор, пока зарядный ток не прекратится (точка E) и выходное напряжение солнечной панели не упадет ниже порога падения SHDN, после чего LT3652 отключится.

Остальные элементы конструкции, выбор выходной катушки индуктивности, выпрямителя и конденсатора таймера описаны в методике проектирования в таблице данных LT3652 вместе с рекомендациями по компоновке печатной платы.

Максимальное напряжение питания для монокристаллического солнечного элемента имеет температурный коэффициент –0,37% / K, а максимальный уровень мощности составляет –0,47% / K. Это можно компенсировать, если R IN1 будет представлять собой комбинацию последовательного резистора и последовательного термистора NTC.Соотношение двух элементов, составляющих R IN1 и значение R IN2 , необходимо отрегулировать для достижения правильной отрицательной температуры V IN при сохранении диапазона регулирования V IN .

Контур регулирования входного напряжения LT3652 имеет возможность определять максимальную рабочую точку мощности характеристики мощности солнечной панели, таким образом используя полную мощность солнечной панели. Контур регулировки плавающего напряжения и его регулируемый ток зарядки позволяют использовать LT3652 с батареями многих типов, что делает его универсальным зарядным устройством.Дополнительные функции: широкий диапазон входного напряжения, цикл автоматической подзарядки для поддержания полностью заряженной батареи, режим предварительной подготовки батареи, измерение температуры NTC, выбор C / 10 или прекращение зарядки по времени, контакты НЕИСПРАВНОСТИ и состояния зарядки заполняют список полный набор функций LT3652. LT3652 выпускается в 12-выводном пластиковом корпусе DFN размером 3 мм × 3 мм с открытой контактной площадкой.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.