Главная » Участники » Nazar » Электроника, самоделки » Схема устройства защиты 12В кислотного аккумулятора от глубокого разряда с автовозвратом
Схема устройства защиты 12В кислотного аккумулятора от глубокого разряда с автовозвратом

Схема устройства защиты 12В кислотного аккумулятора от глубокого разряда с автовозвратом
Схему рассчитывал таким образом чтобы она повторно подключала аккумулятор при использовании его в буферном режиме - то есть в таких ситуациях, когда сетевое питание надолго не пропадает и аккумулятор не успевает сильно разрядиться. При этом, думаю, нету надобности в цикличной зарядке и можно использовать источник питания с выходным напряжением примерно в 13,8В.

За основу устройства взята микросхема-детектор понижения напряжения КР1171СП10. Она управляет мощным ключем на p-канальном MOSFET'е совместно с тиристором. Последний используется в устройстве в качестве запоминающего элемента. Последний пришлось добавить в схему по той причине что микросхема изначально до поднятия напряжения до требуемого уровня (при подаче питания) удерживает свой выходной транзистор (выход типа открытый коллектор) открытым. Из-за этого не получилось использовать вместо тиристора еще один транзистор - микросхема удерживала его закрытым не давая самой себе переключиться при достаточном входном напряжении.

При достаточно заряженном аккумуляторе (который не успел полежать и напряжение на нем свыше 13,5В, или же когда он подключен к источнику питания для буферного режима работы) устройство автоматически подключает аккумулятор к нагрузке. Это происходит благодаря открыванию стабилитронов и следом за ними протеканию тока через управляющий вывод тиристора и отпиранию последнего. Одновременно заряжается также С1 через R5 и на его выводах появляется напряжение в полярности + и - - на левой и правых обкладках соответственно.

Далее тиристор даже при разрядке аккумулятора остается открытым благодаря достаточному току в его анодной цепи. Последний обеспечивается резистором R4. На нем же заодно создается достаточное падение напряжения для открывания силового полевого транзистора. Резистор R3 повышает помехозащищенность схемы благодаря снижению чувствительности VS1.

По мере разряда аккумулятора напряжение на нем падает пока не дойдет до значения около 10В (DA1 имеет небольшой технологический разброс напряжения срабатывания). При этом DA1 быстро открывает свой внутренний транзистор закорачивая таким образом R5 на минус источника питания. Это приводит к прикладыванию напряжения заряженного С1 к тиристору в обратной полярности и он тут же запирается обесточивая нагрузку.

После этого повторное подключение нагрузки возможно снова только после повышения напряжения на аккумуляторе до уровня пока не откроются стабилитроны. Или же можно сделать такое раньше благодаря кнопке "Вкл". Ее можно добавить в устройство по желанию. Но при этом стоит учитывать предварительный уровень заряда аккумулятора. Так как даже если напряжение на нем будет ниже 10В то открывшись после нажатия кнопки тиристор уже не сможет закрыться. Произойдет такое благодаря отвязке анода тиристора от выхода микросхемы по постоянному току благодаря С1.

Напряжение срабатывания стабилитронов подбирается при сборке схемы. У меня устройство включалось при входном напряжении 13,45В.
оригинальное фото

  • Получить код для блога
  • Послать ссылку другу

Комментарии к фотографии
1. Igor Zabor (15.02.2023 21:32)
13,45 много, если аккумулятор заряжен, но именно "полежал", будет около 12,6 В, потом может быть ситуация, когда источник отключен а нагрузка не требуется в данный момент, тоже придется стартовать с "полежавшего". Схема интересная, но угрожающе простая, я бы потестил надежность закрытия тиристора, особенно с разными экземплярами микросхемы.

Возьми у меня схему компаратора http://ixbt.photo/?id=photo:1561809 , она десятилетиями в схемах АТС проверена, автоматический возврат, деталей, правда чуть больше, можно взять любой компаратор или операционник с одним элементом внутри и низким потреблением.

Еще схема не учитывает недлительную просадку напряжения при больших кратковременных токах в нагрузке, например, при подключении устройств со сравнительно большими конденсаторами на входе, может преждевременно отключиться, особенно при напряжении батареи 12 В и ниже.

При этом DA1 быстро открывает свой внутренний транзистор закорачивая таким образом R5 на минус источника питания.
А в микросхеме точно реализован триггерный режим с гистерезисом? Опасаюсь "дребезга", когда состояние выхода меняется с 0 на 1 с большой частотой, ведь напряжение на батарее может снижаться очень медленно, это может "плавно" разрядить C1 и тиристор не закроется.
2. Nazar (15.02.2023 22:53)
1. Значение в 13,8В брал с параметров на корпусе АКБ. Максимальное подаваемое напряжене в буферном режиме на нее 13,9В там указано. Для старта с полежавшего в схеме имеется кнопка для ручного пуска. Тиристор закрывается надежно - сбоев не было. Только я не догадался проверить как будет работать схема при плавном довольно снижении входного напряжения. Должна работать хорошо но надо будет это проверить. За компараторы не подумал, спасибо. Устойчивость работы схемы при напряжении 12В и ниже не проверял. Но, думаю, что все должно быть хорошо - я не планирую подключать нагрузку к разряженной батарее. Стартовать же самостоятельно при разряженной АКБ схеме не сможет ввиду отсутствия связи выхода КР1171СП10 и УЭ тиристора. А также и из-за сравнительно высокого общего напряжения срабатывания стабилитронов.

Да, в КР1171СП10 как раз имеется триггерный режим благодаря наличию компаратора. Есть у нее также и гистерезис.

Кстати, нижнее граничное напряжение работы UC3843 8,5В (а напряжение старта у нее 9,5В насколько помню). Поэтому даже если тиристор не закроется то нагрузка от него отключится все равно. Хотя она может потом снова включиться если тиристор будет и далее открыт - на разряженной АКБ без нагрузки напряжение повысится само по себе немного.
3. Igor Zabor (15.02.2023 23:08)
Осторожно, 13,9 В это для уже хорошо уставшей и сульфатированной батареи, с большим сопротивлением, обычное значение напряжения буферного режима для свинцовых АКБ 13,6 - 13,8 В, причем до сих пор идут баталии на радио-форумах между 13,7 и 13,8. Но никто не подает 13,9, указано, хорошо, но проверь на нагрев и особенно раздувание при полном заряде. В обычной АКБ выкипит чуть воды и ладно, а эти батареи 7 А*Ч вздуваются от любого чиха.
4. Nazar (15.02.2023 23:11)
3. Ага, вот оно что, спасибо за инфу. Тогда постараюсь убавить выходное напряжение зарядно-питающего блока до 13,6В.
5. Igor Zabor (15.02.2023 23:26)
Тут идеально под конкретную батарею (износ, кривость китайского производства), т.е. померить ток заряда, при конкретном напряжении, у меня на 13,6 было всё замечательно в начале, а как устала, так на 13,6 брать ничего не хочет, хотя разряжена. Зять еще притащил списанную, но живую - тоже самое, при 13,6 через 4 часа и 1 Ампер дура в 60 А*Ч уже типа заряжена =)). Пришлось UPS подстраивать https://zaborin.ru/master/radiotseh/?id=50 вроде оживает, но все равно уже состарилась.

Если батарея у тебя свежая, то 13,9 точно много.
6. Nazar (15.02.2023 23:34)
5. Батарея та: https://ixbt.photo/?id=photo:1457589 не сильно свежая уже - давно ее купил. Но и большой наработки у нее не было - лежала заряженной большую часть времени.
7. Igor Zabor (16.02.2023 00:09)
Вот, как раз в стадии, когда имеет смысл напряжение подбирать индивидуально. Самый простой и точный способ - по разряду, разряжать стабильным током (КРЕН5, нагруженная на пару ПЭВ). Выставить, например, 13,7, пусть неделю постоит с контролем нагрева и вздутия, разрядить с получением ампер-часов, если 6 - 6,5 А*Ч отдала - всё идеально.

Но, конечно, сначала нужно вычислить фактическую ёмкость, зарядив током 0,7 А и разрядив, под контролем, на следующий день.
8. Nazar (16.02.2023 00:16)
7. Спасибо.
Ваш комментарий:
Вам необходимо зарегистрироваться и войти на фотогалерею, чтобы иметь возможность оставлять свои комментарии.
Участник: Nazar
Альбомы участника
Тематики галереи

О проектеОбсуждение фотогалереиОбсуждение цифровой фотографии
Политика использования cookieПолитика защиты и обработки персональных данных
Copyright © iXBT.com, 2006-2024 • Разработка: MN
Rambler's Top100 Рейтинг.ru