Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Зарядка LEAD Gel
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Сайт и форум > В помощь начинающему > Схемотехника
Вадим М
Прошу помощи, нужна схема для управления зарядкой свинцового аккумулятора, такого к примерку как в упсе стоит. Заряжатся будет от солнечной батареи и надо будет чтоб отключала ток после завершения зарядки. Поиском искал, зарядок для лития пруд пруди, а вот для свинцовых аккумуляторов нашел только простое решение от тошибы, но выпускали микрушку они еще в 97 году, сейчас найти не реально.
МП41
А зарядка этих аккумуляторов - простая. Заряжают постоянным напряжением с одновременным ограничением тока. Легко реализуется простой схемой при участии LM317:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
rezident
SLA отключать от зарядки не обязательно, если напряжение с выхода зарядки ограничено. Это так называемая "буферная схема" в которой источник питания включен со SLA впараллель. Обычно только добавляют диодную развязку (или аналогичную по функциональности схему), чтобы SLA не разряжался на источник питания, когда тот не работает.
МП41
Да, при достижении полного заряда напряжение аккумулятора и зарядки сравняются, ток будет стремиться к нулю. На приведённой мной схеме потенциометр P1 устанавливает необходимое напряжение, а ток ограничения зависит от номинала резистора R1 (легко считается исходя из прямого падения на переходе Б-Э, вроде берут 0.2 от ёмкости аккумулятора).
yakub_EZ
Схему можно сделать на одной LM7815.
Имеет в себе ограничитель тока на 1 Ампер. Не оставит на ночь разряжаться батарею, включенную на резистивный делитель R1-R2-R3.
Ещё бы добавил диод Шотки от переполюсовки и возможной утечки
МП41
График заряда батареи после глубокого разряда:

Взято отсюда.

Цитата(yakub_EZ @ Jul 30 2010, 14:47) *
Ещё бы добавил диод Шотки от переполюсовки и возможной утечки.
Дельное предложение.
Вадим М
Цитата(МП41 @ Jul 30 2010, 14:56) *
График заряда батареи после глубокого разряда:

Взято отсюда.

Дельное предложение.

И тут Остапа понесло rolleyes.gif
Дело в том что выходное напряжение солнечной батареи зависит от освещенности. И вполне может случится так, что солнце жарит, на выходе батареи 18В и она способна 2 Ампера отдать, а аккум заряжен, ему большого тока ненадо. Так что зря надеятся что в конце зарядки входное напряжение и напряжение аккума почти сравняются... В схеме, которую любезно представили, следует учесть падение напряжения на LM317, а это 2,5В, если не ошибаюсь ( примерно 5 елементов по 0,5В). Заряженный аккум 14,2В плюс падение на ключевом елементе 2,5В, получаем минимум от 17В на входе
МП41
Цитата(Вадим М @ Jul 30 2010, 15:09) *
В схеме, которую любезно представили, следует учесть падение напряжения на LM317, а это 2,5В, если не ошибаюсь ( примерно 5 елементов по 0,5В). Заряженный аккум 14,2В плюс падение на ключевом елементе 2,5В, получаем минимум от 17В на входе.

Да, это недостаток этой схемы. Минимально необходимое напряжение на входе схемы немного зависит от этапа зарядки батареи. В сети я где-то видел импульсные аналоги предоставленной схемы (на базе LM2577-ADJ или MC34063), способные работать от входного напряжения меньшего, чем на аккумуляторе.

Цитата(Вадим М @ Jul 30 2010, 15:09) *
Дело в том что выходное напряжение солнечной батареи зависит от освещенности. И вполне может случится так, что солнце жарит, на выходе батареи 18В и она способна 2 Ампера отдать, а аккум заряжен, ему большого тока ненадо. Так что зря надеятся что в конце зарядки входное напряжение и напряжение аккума почти сравняются...

1. Если аккумулятор заряжен полностью, то на схему подавайте хоть 30В, аккумулятор больше не будет заряжаться, схема ограничивает напряжение на своём выходе.
2. Сравняется напряжение на выходе схемы и напряжение на заряженном аккумуляторе, если по входу схемы будет обеспечено достаточное напряжение с учётом падения на LM317.
3. Диод не даст аккумулятору разряжаться на схему, если солнечная батарея не будет обеспечивать достаточного напряжения, вне зависимости от состояния аккумулятора.
yakub_EZ
Цитата(Вадим М @ Jul 30 2010, 16:09) *
И тут Остапа понесло rolleyes.gif
Дело в том что выходное напряжение солнечной батареи зависит от освещенности. И вполне может случится так, что солнце жарит, на выходе батареи 18В и она способна 2 Ампера отдать, а аккум заряжен, ему большого тока ненадо. Так что зря надеятся что в конце зарядки входное напряжение и напряжение аккума почти сравняются... В схеме, которую любезно представили, следует учесть падение напряжения на LM317, а это 2,5В, если не ошибаюсь ( примерно 5 елементов по 0,5В). Заряженный аккум 14,2В плюс падение на ключевом елементе 2,5В, получаем минимум от 17В на входе

Тогда поставьте step-down с внешним полевиком на tl494, одним компаратором отсекаете напряжение, другим ток.
КПД под 80-90 процентов, и обкатанная-препрокатанная технология
МП41
Зарядники свинцовых аккумуляторов от солнечных батарей: 1 (англ.), 2 (англ.).
Microwatt
Для таких случаев простые компенсационные стабилизаторы (LM117 и иже с ними ) в принципе непригодны. Они будут работать только раз в три дня час около полудня и не столько заряжать аккумулятор, сколько греть воздух.
Подойдет импульсник топологии SEPIC.
Только опять за Вас нужно додумывать все - емкость свинцовой батареи, мощность солнечной батареи и прочие важные детали... Практическая реализация стабилизатора может коренным образом от этих мелочей зависеть.
МП41
Цитата(Microwatt @ Jul 30 2010, 16:12) *
Для таких случаев простые компенсационные стабилизаторы (LM117 и иже с ними ) в принципе непригодны. Они будут работать только раз в три дня час около полудня и не столько заряжать аккумулятор, сколько греть воздух.

"Лишнюю" энергию от солнечной батареи всё-равно придётся куда-то девать, потому что "вгонять" в аккумулятор ток больший рекомендуемого не стоит. Компенсационный стабилизатор эту энергию превратит в тепло, а импульсный - просто не использует. Другое дело, если во время зарядки солнечная батарея ещё что-то будет питать.
Вадим М
Цитата(Microwatt @ Jul 30 2010, 16:12) *
Для таких случаев простые компенсационные стабилизаторы (LM117 и иже с ними ) в принципе непригодны. Они будут работать только раз в три дня час около полудня и не столько заряжать аккумулятор, сколько греть воздух.
Подойдет импульсник топологии SEPIC.
Только опять за Вас нужно додумывать все - емкость свинцовой батареи, мощность солнечной батареи и прочие важные детали... Практическая реализация стабилизатора может коренным образом от этих мелочей зависеть.

В каком-то смысле вы правы, батарея будет примерно 18В 2А. Ее должно хватить чтоб заряжать 2 аккума по 7 ампер-часов

Цитата(МП41 @ Jul 30 2010, 16:12) *
Зарядники свинцовых аккумуляторов от солнечных батарей: 1 (англ.), 2 (англ.).

За схемы спасиба, уже есть от чего отталкиваться
МП41
Цитата(Вадим М @ Jul 30 2010, 16:40) *
Ее должно хватить чтоб заряжать 2 аккума по 7 ампер-часов

А как Вы планируете эти аккумуляторы между собой соединять и на какое напряжение каждый из них?
Вадим М
Цитата(МП41 @ Jul 30 2010, 16:46) *
А как Вы планируете эти аккумуляторы между собой соединять и на какое напряжение каждый из них?

12V два аккума. Планирую минусы вместе, на плюсы у каждого своя зарядка. Нагружатся каждый будет на свою нагрузку
Нашел инфу по микросхемке, LT3652 зарядник универсальный, но найти тоже трудно
serebr
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/uc2909.pdf
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/uc3906.pdf
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/bq2031.pdf
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/bq24450.pdf

Не забываем что:
1. Перезаряд батареи (разложение воды в электролите на кислород и водород) возникает при напряжении на батерее большем, чем 14.0 V при +25С и времени нахождения при этом напряжении непрерывно в течение нескольких месяцев. Поэтому типичное ограничение поддержания заряженного состояния аккумулятора в UPS составляет 13.6-13.8 V.
2. Напряжение поддержания зарядки 14.4 V допустимо только для циклического заряда/разряда (например, стартерная батарея в автомобиле).
3. Аккумуляторы с обозначенным использованием кальция требуют повышенного напряжения поддержания заряда при циклическом режиме заряда, обычно около 14.8 V.
4. Температурный коэффициент напряжения батареи: примерно -20 mV/C для батареи на 12 V. Этот же температурный коэффициент надо использовать и для определения напряжения поддержания аккумулятора в заряженном состоянии.
Microwatt
Отдельные зарядники на каждый аккумулятор делать смысла не имеет. Соединяйте батареи параллельно и пользуйтесь.
Хотя, я бы соединил их последовательно и имел сеть 24вольта, а не 12.
Опасения, что куда-то нужно девать не использованную энергию от СБ - надуманные, такой проблемы нет вообще.
Свинцовые батареи - давно и хорошо изученное. Никаких особо хитрых фирменных контроллеров для зарядки не нужно.
Достаточно иметь стабилизатор с выходом 13.6-13.8 вольта и ограничением мощности. Для Вашего случая - две батареи по 7Ач параллельно - 1.4-1.5 ампера на выходе зарядника.
Вот только... Вы берете солнечную батарею мощностью 36 ватт, а свинцовую ватт 20 (по входной предельной мощности). Нет ли тут системной ошибки?
Если предположить, что часть энергии будет направляться в батарею, а часть напрямую к потребителю, то схема несколько усложнится. Тогда нужно контролировать предельный ток заряда, для этого в стабилизатор придется ввести датчик тока.
Вадим М
Цитата(Microwatt @ Jul 30 2010, 19:36) *
Вот только... Вы берете солнечную батарею мощностью 36 ватт, а свинцовую ватт 20 (по входной предельной мощности). Нет ли тут системной ошибки?

Ошибки особой не вижу, потому как иксплатираватся это будет в горной местности, где батарея редко и недолго будет выдавать свои 36 вт. А двух акумов должно хватить на 3-4 дня непрерывной работы потребителей, что уж более чем достаточно
yakub_EZ
Может зря эти все импульсные навороченные стабилизаторы? Вот смотрю на ВАХ солнечного элемента, на том участке где придется работать, солнечный элемент в первом приближении можно рассматривать как стабилизатор тока. Следовательно можно просто поставить ключ на полевике и компаратор следящий за напряжением на батарее. По току батареи 2 ампера, как раз на два 7 а*ч аккумулятора
Ссылка, откуда взял ВАХ http://www.elin.ru/PV/
Microwatt
Цитата(yakub_EZ @ Aug 1 2010, 07:09) *
Может зря эти все импульсные навороченные стабилизаторы? Вот смотрю на ВАХ солнечного элемента,

Вы с реальной батареей под реальным небом когда-нибудь работали?
ВАХ - результат лабораторных исследований под тестовым, идеальным освещением. Малейший перекос от перпендикуляра на Солнце, дымка, тучка и батарея будет выдавать напряжение меньше, чем на аккумуляторе. Практически Вы не сможете ее использовать.
А при удачно сделанном зарядном стабилизаторе, можно снимать с СБ энергию в широком диапазоне освещенностей.
Так что поработать над таким стабилизатором не лишне.
Вадим М
Цитата(Microwatt @ Aug 1 2010, 12:48) *
Вы с реальной батареей под реальным небом когда-нибудь работали?
ВАХ - результат лабораторных исследований под тестовым, идеальным освещением. Малейший перекос от перпендикуляра на Солнце, дымка, тучка и батарея будет выдавать напряжение меньше, чем на аккумуляторе. Практически Вы не сможете ее использовать.
А при удачно сделанном зарядном стабилизаторе, можно снимать с СБ энергию в широком диапазоне освещенностей.
Так что поработать над таким стабилизатором не лишне.

Вот вот, городить систему, поворачивающую батарею за солнцем, это уже крутой изврат... rolleyes.gif
yakub_EZ
Цитата(Microwatt @ Aug 1 2010, 13:48) *
Вы с реальной батареей под реальным небом когда-нибудь работали?
ВАХ - результат лабораторных исследований под тестовым, идеальным освещением. Малейший перекос от перпендикуляра на Солнце, дымка, тучка и батарея будет выдавать напряжение меньше, чем на аккумуляторе. Практически Вы не сможете ее использовать.

Нет, не разработал ни одного устройства для серийного применения на солнечных элементах.
С ними имел дело только на радиолюбительском уровне.
В середине 90-х приделывал солнечную батарейку от китайской кепочки с вентилятором к радиоприемнику Меридиан 308 (вместо 3-х пальчиковых батареек). Так вот, тогда и обратил внимание, что ЭДС с батареи подключенной только на мультиметр в режиме вольтметра практически не меняется от освещенности, ни от угла, ни от дымки. Но стоит только уменьшить сопротивление цепи, как тут-же напряжение "просаживается". Как на приведенной ВАХ. Там, по приведенному графику, можно оценить цифры для режима холостого хода- с 0.58 до 0.52 вольта на крайних кривых ВАХ, грубо говоря 11% "проседания".
Батарея, которая выдает 19 вольт на ХХ (холостом ходу), а даташит батареи говорит что это под нагрузкой 2 А, при нижнем диапазоне освещенности будет давать порядка 17 вольт на ХХ, что для зарядки свинцового аккумулятора будет достаточно (более 14.5 вольт)
А вот ток уже пропорционален солнцу, с этим ничего не поделаешь.

Цитата(Microwatt @ Aug 1 2010, 13:48) *
А при удачно сделанном зарядном стабилизаторе, можно снимать с СБ энергию в широком диапазоне освещенностей.

Вот насколько широком? Для прямого подключения получаем КПД равный отношению напряжений АКБ и ЭДС солнечного элемента
Это 14.5 / 19 = 0.76, практически для всего диапазона токов. Сомневаюсь что на крайнем диапазоне токов, обычная схема sepic покажет такой КПД

Цитата(Microwatt @ Aug 1 2010, 13:48) *
Так что поработать над таким стабилизатором не лишне.


На счет поработать, это да, не лишне. Очень хочется взглянуть на итоговую схему и характеристики этого преобразователя.
Только хочу обратить внимание, может это тот случай когда не стоит утяжелять конструкцию, когда напряжения и возможности позволяют обойтись практически двумя ходовыми элементами
Microwatt
Вот у меня в руках 9-вольтовая батарея номиналом 750мВт. Солнышка в Запорожье достаточно, а этим летом так вообще.
На свои 8.75-9 вольт батарея выходит на холостом ходу при полной освещенности. При нагрузке на 56Ом отдает свои 700-750мВт.
В тени, ориентированная на чистое небо или с освещенностью 40-50% она даже на холостом ходу не дает более 3-5 вольт. А вот под нагрузкой может выдать при этом 70-100 милливат. Но это можно с нее снять в аккумулятор только повышающим стабилизатором.
Чтобы 18-вольтовая батарея давала 13.5 вольт для кое-какой зарядки аккумулятора напрямую (через развязывающий диод, разумеется) она должна быть очень хорошо освещена.
Кстати, батарея у меня в руках - поликремний. Она кое-как работает и при непрямом освещении. Монокристаллическая еще хуже в этом отношении. Я долго, лет 10, использовал 1.5 ваттную 9вольт монокремний в сплавах по речкам для зарядки 7-вольтового кадмий-никеля на 7Ач, накопил кое-какой опыт. Заряд идет только при прямом солнце и достаточно хорошей ориентации батареи на светило. А вот с контроллером было бы проще высасывать из нее хоть понемногу, но постоянно.
SEPIC по КПД... Ну тут уже "искусство схемотехники". .
Возможно, тут даже повышающим степ-ап или бакбустом можно обойтись. Можно за 90% уйти и это не фантастика. Не прозевать бы только перезаряд свинцовой батареи.
yakub_EZ
У вас была проблема в том, что никель кадмиевый аккумулятор тоже имеет "дурацкую" ВАХ - у него ЭДС 1.37В, а рабочее напряжение 1.2 вольта. Соответственно для 6-ти банок имеем 8,22 вольт ЭДС для заряда и в работе 7.2 вольта на нагрузку. С таким малым запасом по напряжению от фотоэлементов (9 вольт) процесс заряда очень скромный.
Для максимальной согласованности нагрузки от солнечного элемента, который имеет 9 вольт ЭДС необходимо "грузить" его на напряжении 7 вольт (резистор 64 Ом), а не 6.3, как в случае с резистором 56 Ом
Случай этой темы, по моему, другой
Microwatt
Похоже, это "пока не пощупаю - не поверю".
Ладно, ничто так не способствует пониманию проблемы, как практика ее решения.
Пробуйте.
nskmda
Цитата(Вадим М @ Jul 30 2010, 10:45) *
Поиском искал, зарядок для лития пруд пруди


А я как раз ищу такую зарядку, но чтобы вход был с солнечной батареи.
Вы встречали такие?
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2024 Invision Power Services, Inc.