Автоматическое зарядное устройство для свинцово-кислотных батарей

[rynya78]

В этой статье я расскажу, как из компьютерного блока питания формата АТ/АТХ и самодельного блока управления изготовить довольно-таки «умное» зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. К ним относятся т.н. «УПС-овые», автомобильные и другие АКБ широкого применения.

Описание

Устройство предназначено для зарядки и тренировки (десульфатации) свинцово-кислотных АКБ ёмкостью от 7 до 100 Ач, а также для приблизительной оценки уровня их заряда и емкости. ЗУ имеет защиту от неправильного включения батареи (переполюсовки) и от короткого замыкания случайно брошенных клемм. В нём применено микроконтроллерное управление, благодаря чему осуществляются безопасные и оптимальные алгоритмы зарядки: IUoU или IUIoU, с последующей «добивкой» до 100%-го уровня зарядки. Параметры зарядки можно подстроить под конкретный аккумулятор (настраиваемые профили) или выбрать уже заложенные в управляющей программе. Конструктивно зарядное устройство состоит из блока питания АТ/АТХ, который нужно немного доработать и блока управления на МК ATmega16A. Всё устройство свободно монтируется в корпусе того же блока питания. Система охлаждения (штатный кулер БП) включается/отключается автоматически.

Достоинства данного ЗУ — его относительная простота и отсутствие трудоёмких регулировок, что особенно актуально для начинающих радиолюбителей.

]1. Режим зарядки — меню «Заряд». Для аккумуляторов емкостью от 7Ач до 12Ач по умолчанию задан алгоритм IUoU. Это значит:

— первый этап- зарядка стабильным током 0.1С до достижения напряжения14.6В

— второй этап-зарядка стабильным напряжением 14.6В, пока ток не упадет до 0,02С

— третий этап-поддержание стабильного напряжения 13.8В, пока ток не упадет до 0.01С. Здесь С — ёмкость батареи в Ач.

— четвёртый этап — «добивка». На этом этапе отслеживается напряжение на АКБ. Если оно падает ниже 12.7В, включается заряд с самого начала.

Для стартерных АКБ (от 45 Ач и выше) применяем алгоритм IUIoU. Вместо третьего этапа включается стабилизация тока на уровне 0.02C до достижения напряжения на АКБ 16В или по прошествии времени около 2-х часов. По окончанию этого этапа зарядка прекращается и начинается «добивка». Это- четвёртый этап. Процесс заряда проиллюстрирован графиками рис.1 и рис.2.

2. Режим тренировки (десульфатации) — меню «Тренировка». Здесь осуществляется тренировочный цикл:

10 секунд — разряд током 0,01С, 5 секунд — заряд током 0.1С. Зарядно-разрядный цикл продолжается, пока напряжение на АКБ не поднимется до 14.6В. Далее — обычный заряд.

3. Режим теста батареи. Позволяет приблизительно оценить степень разряда АКБ. Батарея нагружается током 0,01С на 15 секунд, затем включается режим измерения напряжения на АКБ.

4. Контрольно-тренировочный цикл (КТЦ). Если предварительно подключить дополнительную нагрузку и включить режим «Заряд» или «Тренировка», то в этом случае, сначала будет выполнена разрядка АКБ до напряжения 10.8В, а затем включится соответствующий выбранный режим. При этом измеряются ток и время разряда, таким образом, подсчитывается примерная емкость АКБ. Эти параметры отображаются на дисплее после окончания зарядки (когда появится надпись «Батарея заряжена») при нажатии на кнопку «выбор». В качестве дополнительной нагрузки можно применить автомобильную лампу накаливания. Ее мощность выбирается, исходя из требуемого тока разряда. Обычно его задают равным 0.1С — 0.05С (ток 10-ти или 20-ти часового разряда).

Перемещение по меню осуществляется кнопками «влево», «вправо», «выбор». Кнопкой «ресет» осуществляется выход из любого режима работы ЗУ в главное меню.

Основные параметры зарядных алгоритмов можно настроить под конкретный аккумулятор, для этого в меню есть два настраиваемых профиля — П1 и П2. Настроенные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти (EEPROM-е).

Чтобы попасть в меню настроек нужно выбрать любой из профилей, нажать кнопку «выбор», выбрать «установки», «параметры профиля», профиль П1 или П2. Выбрав нужный параметр, нажимаем «выбор». Стрелки «влево» или «вправо» сменятся на стрелки «вверх» или «вниз», что означает готовность параметра к изменению. Выбираем нужное значение кнопками «влево» или «вправо», подтверждаем кнопкой «выбор». На дисплее появится надпись «Сохранено», что обозначает запись значения в EEPROM.

Значения настроек:

1. «Алгоритм заряда». Выбирается IUoU или IUIoU. См. графики на рис.1 и рис.2.

2. «Емкость АКБ». Задавая значение этого параметра, мы задаем ток зарядки на первом этапе I=0.1C, где С- емкость АКБ В Ач. (Таким образом, если нужно задать ток заряда, например 4.5А, следует выбрать емкость АКБ 45Ач).

3. «Напряжение U1». Это напряжение, при котором заканчивается первый этап зарядки и начинается второй. По умолчанию задано значение 14.6В.

4. «Напряжение U2». Используется только, если задан алгоритм IUIoU. Это напряжение, при котором заканчивается третий этап зарядки. По умолчанию — 16В.

5. «Ток 2-го этапа I2». Это значение тока, при котором заканчивается второй этап зарядки. Ток стабилизации на третьем этапе для алгоритма IUIoU. По умолчанию задано значение 0.2С.

6. «Окончание заряда I3». Это значение тока, по достижению которого зарядка считается оконченной. По умолчанию задано значение 0.01С.

7. «Ток разряда». Это значение тока, которым осуществляется разряд АКБ при тренировке зарядно-разрядными циклами

Кому интересно,то схему и всё прилагаемое вышлю.Как сюда вставить,пока не зная

[Igr44]

Если речь идет о епроме, значится предпологается наличие самого контроллера. Что именно вы используете атмел или микрочип?

Материалы можно выложить в архиве на любом файлообменнике и оставить ссылку в теме на его закачку.

[nick_f]

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

оно?

[rynya78]

Да,это оно

[nick_f]

Да,это оно

ну тогда расскажите, сразу ли вышло повторить, что было использовано, какие проблемы, как решили, как в работе. фото своей конструкции и ее особенности.

п.с. лично я имею раскуроченный (отпаял провода всего кроме +12 ) рабочий блок питания со 120 мм кулером, но руки так и не дошли дальше.

Змінено 6 січня, 2013 користувачем nick_f

[rynya78]

Вся проблема возникла в переделке блока,пришлось пару дней посидеть,блок управления заработал сразу

[nick_f]

Вся проблема возникла в переделке блока,пришлось пару дней посидеть,блок управления заработал сразу

думаю, всем будут интересны подробности, раз уж тема открыта )))

[Igr44]

Понял спасибо!

Ну если это человек написавший эту тему разработал то он заслуживает только уважения!

[rynya78]

Если будет интересно,то постараюсь помочь.Им пользуюсь примерно пол года,тестировалось уже на многих аккумуляторах

[Igr44]

Вот я бегло посмотрел на устройство. Ди интересные функции, но любого более менее подготовленного радиолюбителя останавливает в ней наличие электронного шунта, ну и некоторая избыточность схемы. К примеру отдельного драйвера фит ключей, ну и конечно некоторая сложность использования с традиционными трансформаторами. Хотя они более предпочтительные для таких целей. В частности использовать транс в обратном включении от обычного бесперебойника мощностью 400-600 вт.

[rynya78]

Посмотри здесь

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

[Andrey-4]

эээ... а экономический смысл есть вообще? Учитывая что инвертерные Боши, гисы, ринги можно взять от 450 грн...

[rynya78]

если делать самому,то есть.В наличии было много сгоревших БП от компов,ремонт оиного составлял 10$+30$ блок управления

[Wet]

А можливо замість БП використати УПС?

[yadrov]

нет

[Igr44]

А можливо замість БП використати УПС?

Можно использовать трансформатор с бесперебойника для зарядного акб. Но без навыков в радиотехнике лучше не экспериментировать.

[Александр29]

Можно использовать трансформатор с бесперебойника для зарядного акб. Но без навыков в радиотехнике лучше не экспериментировать.

Встречал людей, которые к бесперебойнику просто подключали автомобильный аккумулятор, для увеличения автономной работы. Нормально всё работало годами.

[yadrov]

в упсе вроде бы автотрансфоматор. как его можно использовать?