Зарядное устройство для аккумуляторов UPS

Приветствую, друзья!

Вы 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

Переменное 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.

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

Зачем нужны эмиттерные повторители?

Нам 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.

Эмиттерный повторитель называется еще согласователем сопротивления.

Выходное сопротивление эмиттерного повторителя, подключенное параллельно нагрузке Rн, определяется внутренним сопротивлением источника сигнала Ri (см рис) и коэффициентом передачи h21e 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.

В 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

Из-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.

Вентилятор 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

При 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.

При 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.

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

Превышать 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!