Меню

Ограничители по току разряда аккумулятора

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Защита АКБ 12 В от сильного разряда

В одном из старых номеров зарубежного радиожурнала есть неплохая схема защиты для свинцовой гелевой батареи 12 В (в том числе для автомобильной).

Защита АКБ 12 В от сильного разряда

Защита АКБ 12 В от сильного разряда

Позже специалисты указали на конструктивную и концептуальную ошибку, заключающуюся в том, что когда нагрузка отключается схемой, ток по-прежнему потребляется от батареи и имеет значительную величину. Нетрудно представить что будет без вмешательства пользователя при её срабатывании: через какое-то время реле сработает, подключив нагрузку, которая разрядит аккумулятор до нуля.

Первое улучшение схемы

Вот предложение по модернизации.

Защита АКБ 12 В от сильного разряда

Схема требует некоторого вмешательства со стороны пользователя в виде включения её с помощью кнопки S1. Если напряжение батареи выше, чем напряжение отключения, питание всей схемы удерживается с помощью реле. Если напряжение упадет ниже установленного значения (например, оно установлено на 10,2 В), реле будет отключено, а аккумулятор будет физически отключен от устройства и нагрузки.

Защита АКБ 12 В от сильного разряда

В конечном итоге реле было заменено на полевой МОП-транзистор, чтобы снизить потребление тока во включенном состоянии и уменьшить вероятность отказа механической части модуля.

Концепция удобного обращения с предохранителями здесь была преднамерено, чтобы добиться физического отключения батареи при превышении низкого напряжения и предотвращения повторного включения. Можно вернуться к полной автоматизации, но в нее необходимо внести некоторые изменения, чтобы минимизировать энергопотребление, потому что такой предохранитель будет потреблять ток даже в отключенном состоянии. Это всё-же должна быть схема с минимально возможным энергопотреблением.

Конечно каждая электронная конструкция несет в себе определенный риск отказа. Эта схема проста, в ней нет электролитических конденсаторов с ограниченным сроком службы, поэтому есть вероятность, что при правильной работе она прослужит очень долго.

Другая модернизация схемы защиты

Защита АКБ 12 В от сильного разряда

Вдобавок изменили R7 на 120k, потому что у схемы был слишком маленький гистерезис. Теперь работает нормально.

Защита АКБ 12 В от сильного разряда

После модификации принципиальная схема потребляет около 10 мА при 10,2 В. При 12 В после включения реле ток будет около 50 мА.

Защита АКБ 12 В от сильного разряда

Переделка улучшает работу этой схемы, хотя 10 мА тоже недостаточно. Можно еще сделать кнопку ПУСК для включения. Тогда после выключения она не будет потреблять ток и не включится сама по себе при увеличении напряжения на батарее. На этом этапе достаточно изменить плату и добавить кнопку, параллельно замыкающим контактам реле.

Источник

Ограничитель разрядки аккумуляторной батареи

Предлагаемое устройство постоянно контролирует напряжение батареи аккумуляторов во время её эксплуатации, не допуская глубокой разрядки, отрицательно влияющей на состояние аккумуляторов.

Ограничитель разрядки отключает нагрузку от батареи при уменьшении напряжения ниже заранее установленного порогового значения. Описание устройства аналогичного назначения опубликовано в Радио, 2004, № 6.

Однако оно не имеет гистерезиса порога срабатывания. В результате этого, когда напряжение батареи под нагрузкой окажется меньше порога срабатывания, а без нагрузки — больше, то устройство будет периодически отключать и подключать нагрузку до тех пор, пока напряжение батареи без нагрузки не станет ниже порога срабатывания. Предлагаемое устройство не имеет этого недостатка, так как при его проектировании предусмотрен гистерезис порога срабатывания.

Читайте также:  Регулировка тока в зарядном устройстве полевым транзистором

Схема ограничителя разрядки аккумуляторной батареи

В схему ограничителя разрядки входят два основных элемента — микросхема параллельного стабилизатора напряжения DA1 и сильноточный р-канальный переключательный полевой транзистор VT1. Микросхема DA1 использована как компаратор [2], контролирующий напряжение батареи, транзистор VT1 — как электронный ключ, разрывающий цепь питания нагрузки.

Устройство работает следующим образом. Через микросхему DA1 течёт ток не более 0,5 мА. не зависящий от напряжения на её входе управления, пока оно меньше порога включения микросхемы (около 2,5 В). Когда напряжение на входе управления превысит порог включения микросхемы, ток через неё существенно возрастёт.

Порог срабатывания устройства устанавливают подстроечным резистором R1. На вход управления микросхемы контролируемое напряжение поступает через фильтр НЧ R3C2, чтобы устройство реагировало на среднее значение питающего напряжения, а не на мгновенные его изменения. Чем больше ёмкость конденсатора С2, тем менее оно чувствительно к пульсациям этого напряжения.

Когда напряжение батареи превышает установленный порог, через микросхему протекает ток несколько миллиампер, падение напряжения на резисторе R2 достаточно для поддержания транзистора VT1 в открытом состоянии, поэтому нагрузка подключена к батарее. Благодаря тому что сопротивление открытого канала транзистора VT1 составляет сотые доли ома, потери напряжения на нём даже при токе в несколько ампер невелики.

Когда напряжение батареи станет менее установленного порога, ток через микросхему упадёт, напряжение на резисторе R2 окажется недостаточным для открывания транзистора VT1, в результате чего он закроется и разорвёт цепь питания нагрузки. При подключении разряженной батареи транзистор VT1 вообще останется закрытым.

Чтобы переключение происходило более чётко, в устройство введена положительная обратная связь через резистор R4. Благодаря этому устройство обладает гистерезисом: отключение нагрузки осуществляется при меньшем напряжении питания, чем её подключение Величину гистерезиса можно регулировать подборкой резистора R4. Для указанных на схеме номиналах гистерезис составил 0,4 В при напряжении питания 9 В и 0,6 В при напряжении питания 12 В. Если напряжение питания ниже порога срабатывания и увеличивается, то напряжение на входе управления микросхемы также возрастает. Но так как нагрузка обесточена, напряжение на вход управления поступает с движка резистора R1 через делитель R3R4. Поэтому подключение нагрузки происходит при напряжении на движке резистора R1, на несколько сотен милливольт большем порога включения микросхемы.

Когда ток через микросхему начинает расти, транзистор VT1 открывается и на выходе появляется напряжение. Через резистор R4 оно поступает на вход управления микросхемы, напряжение на нём возрастает, что приводит к тому, что ток через неё возрастает ещё больше и в конечном итоге транзистор VT1 открывается полностью. При уменьшении питающего напряжения происходит обратный процесс.

Так как полевой транзистор VT1 начинает открываться при напряжении затвор-исток 2,5…3 В, то устройство может работать в интервале питающих напряжений от 5…7 В до 20 В. В нём можно применить микросхему TL431, номера выводов которой на схеме указаны в скобках, переключательные транзисторы с р-канапом из списка, приведённого в Радио, 2001, № 5, с. 45, подстроечный резистор СПЗ-19, постоянные — МЛТ, С2-33, оксидный конденсатор — К50-35, неполярный — К10-17.

Читайте также:  Частицы образующие ток в полупроводниках

При использовании малогабаритных деталей для поверхностного монтажа габариты устройства можно сделать небольшими. Для примера на рис. 2 показан эскиз печатной платы при использовании микросхемы TL431CD в корпусе SO-8 и транзистора IRLML6402P в корпусе SOT-23. Этот транзистор имеет сопротивление канала в открытом состоянии 0,06 Ом и малый ток утечки в закрытом состоянии (несколько микроампер). Он обеспечивает коммутацию тока до 2…3 А. Подстроечный резистор R1 — POZ3AN. Оксидный конденсатор — танталовый импортный типоразмера D. Резисторы — Р1-12.

Налаживание проводят с реальной нагрузкой и аккумуляторной батареей. Перед первым включением движок подстроечного резистора R1 устанавливают в нижнее по схеме положение. Резистор R2 подбирают так, чтобы при выключенной микросхеме DA1 транзистор VT1 был закрыт, а при включённой — открыт. Порог срабатывания устанавливают движком подстроечного резистора R1, а его гистерезис — подборкой резистора R4. Следует учесть, что эти регулировки взаимосвязаны, поэтому для достижения требуемых параметров может возникнуть необходимость повторить их поочерёдно. Величину гистерезиса устанавливают так, чтобы при снижении напряжения батареи нагрузка отключалась без повторного подключения.

Источник: Радио №01 2012г.
Автор: И. НЕЧАЕВ, г. Москва

Источник

3 прикольных устройства с AliExpress для АКБ

Китайские производители неугомонны! И нужно отдать им должное — их предложениям нет числа. Мы обратили внимание на три устройства: прибор защиты АКБ от глубокого разряда, автомобильный тестер аккумулятора с принтером и универсальные быстросъемные клеммы. Расскажем о них по порядку, а заодно выслушаем оценку нашего специалиста Алексея Ревина.

1. Устройство защиты АКБ от разряда

Заводские настройки при этом такие — напряжение 12,3 Вольт, задержка 10 минут, вибросенсор — на максимуме. Утверждается, что самостоятельно устройство не сработает, так как напряжение в бортовой сети не опускается ниже 13–14 Вольт (работает генератор), да и движущийся автомобиль всегда создает достаточно вибраций, которые уловит вибросенсор.

А если устройство однажды разорвет цепь и не восстановит, то его можно демонтировать — открыть водительскую дверь и капот с помощью ключа при этом возможно.

И еще: современные высокотехнологичные автомобили при отключении батареи могут не запуститься и потребовать инициализации на сервисе. Но если у вас автомобиль, на котором вы периодически сами снимаете клемму с батареи (например, для зарядки) и ничего плохого не происходит, то подобное устройство можно установить, чтобы пережить очередную самоизоляцию.

2. Тестер с принтером

Алексей Ревин: «Не вижу в таком устройстве никакого смысла для личного пользования. Замеры, которые выполняет прибор, можно сделать обыкновенным тестером за 300 рублей. А „чеки“ кому вы будете предъявлять, на гвоздик в гараже накалывать? Разве что, вы ведете дневник технического состояния автомобиля и фиксируете все параметры. Тогда этот прибор вам пригодится».

3. Быстросъемные клеммы

Алексей Ревин: «Такие клеммы позволяют быстро отсоединить аккумуляторную батарею. В современном автомобиле это может потребоваться только при замыкании проводки. А вот при подключении батареи на катерах и яхтах такие клеммы удобны тем, что после похода выходного дня позволяют быстро снять аккумулятор в том числе и для предотвращения хищения».

Читайте также:  Ударит ли током если взяться за один

Наш вердикт. Условно полезным для автомобиля можно считать устройство защиты АКБ от разряда. В период карантина к нему, возможно, есть смысл присмотреться.

    Тест 7 автономных пусковых устройств и советы по их использованию вы найдете тут.

Продлить срок любого механизма помогут современные технологии — присадки в ГСМ.

Источник



Ограничитель разрядки аккумуляторной батареи

Всем известно, что глубокая разрядка аккумуляторных батарей резко уменьшает срок эксплуатации последних. Для того чтобы исключить такой режим работы аккумуляторов применяют различные схемы – ограничители разрядки. С появлением микросхем и мощных полевых переключательных транзисторов такие схемы стали иметь небольшие габариты, стали более экономичными.

Ограничитель разрядки аккумуляторной батареи, shema1

Схема ограничителя, ставшая уже классической, показана на рисунке 1, ее можно встретить во многих схемах радиолюбителей. Устройство предназначено для работы в составе бесперебойного источника питании домашнего инкубатора. Полевой транзистор VT1 – IRF4905 в данной схеме выполняет функцию ключа, а микросхема КР142ЕН19 является компаратором напряжения.

IRF4905 datasheet PDF

При замыкании контактов К1, это контакты реле, которые подключают аккумулятор при отсутствии напряжения сети 220В, на схему подается напряжение с аккумуляторной батареи GB1, но так как сам по себе транзисторный ключ открыться не может, то для его запуска введены два дополнительных элемента – С1 и R2. И так, при появлении напряжения на входе, начинает заряжать конденсатор С1. В первый момент начала его заряда затвор транзистора оказывается зашунтирован этим конденсатором на общий провод схемы. Транзистор открывается и если напряжение на аккумуляторной батарее находится выше установленного на компараторе порога, он остается открытым и далее, если же напряжение ниже…, то транзистор сразу же закрывается. Порог отключения аккумулятора от нагрузки устанавливается резистором R3. Компаратор работает следующим образом. По мере разряда аккумуляторной батареи напряжение на выводе 1 микросхемы DA1 КР142ЕН19 будет уменьшаться и как только оно приблизится к опорному напряжению данной микросхемы -2,5В, начнет увеличиваться напряжение на ее выводе 3, что соответствует уменьшению напряжения на участке исток-затвор транзистора VT1. Транзистор начнет закрываться, что приведет к еще большему уменьшению напряжению на выводе 1 DA1. Возникает лавинообразный процесс закрывания VT1. В результате этого нагрузка будет отсоединена от аккумулятора. Ток нагрузки, коммутируемый данным транзистором, может быть увеличен в разы при условии соблюдения теплового режима транзистора. Я имею в виду установку его на радиатор, но не забывайте, что при температуре кристалла 100°С, максимальный ток стока уменьшается до 52А. Мощность стока транзистора 200Вт дана в справочнике для температуры 25°С.

Резистор R1 нужен для создания необходимого тока через микросхему, который должен быть не менее одного миллиампера. Конденсаторы С1 и С3 блокировочные. R4 это сопротивление нагрузки. Если последовательно с нагрузкой включить диод, лучше с барьером Шоттки, то можно ввести в данную схему индикатор перехода работы на аккумуляторную батарею – светодиод HL1. Для экономии энергии батареи в качестве индикатора лучше взять сверхъяркий светодиод и подобрать номинал резистора R по нужной яркости.

Рисунок печатной платы ограничителя разряда аккумулятора скачать можно здесь.

Источник