Зарядное устройство для аккумуляторов UPS

Приветствую, друзья!

зарядное устройство для аккумуляторовВы 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

Зарядное устройство для аккумуляторов UPSПеременное 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.

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

Зачем нужны эмиттерные повторители?

Внутреннее сопротивление аккумулятораНам 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.

document-propertiesЭмиттерный повторитель называется еще согласователем сопротивления.

эмиттерный повторительВыходное 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.

Составной транзистор TIP122В 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

Силовые элементы зарядного устройстваИз-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.

трансформатор заярдного устройстваВентилятор 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

ResumeПри 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.

ResumeПри 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.

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

ResumeПревышать 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!


Обсуждение: 7 комментариев

  1. Hardman:

    «обладает внутренним сопротивлением около 0,023 Ом»
    Это точно? Не МегаОмы?

    Ответить
    1. Виктор Геронда:

      В даташите сказано — 23 мОм, т.е 23 миллиОм, первая буква — маленькая. Если бы было 23 МегаОм, то писали бы 23 МОм. Но аккумулятор с таким внутренним сопротивлением никому не нужен!

      Ответить
  2. BigOSSa:

    Самый правильный зарядный это с режимом CC/CV. Лучший вариант на микросхеме L200C, пару резисторов, диод, микруха и БП. Ток заряда в 0,1С установить, напругу же в районе от 2,23В/банку для струйной подзарядки и до 2,27В/банку для цикличной зарядки (можно и 2,3-2,35В/б и 0,3С чтоб скорей набрал емкость но тогда надо контролить время заряда с авто переключением режимов заряда и схема будет не для дилетантов). А так в режиме струйной подзарядки может месяцами болтаться и аку не поплохеет. (точное напряжение указано в даташитах либо на корпусе ака для температуры 20-25С и в зависимости от его типа)
    PS/ Насчет схемы в статье.
    1) Ограничения тока заряда примитивное. Либо постоянно крутить резистор либо смерится, что в начале будет ток более 1-1,2А если аккумулятор посажен в ноль.
    2) Если два последовательно заряжать то не факт, что они не подгулявшие и тогда один будет в недозаряде, а второй будет уже «кипеть». Поэтому лучше только по одному заряжать.
    Учитывая 1) и 2) придется сидеть над зарядным целый день и контролить…то еще занятие.
    3) Выходное напряжение очень большое, по ходу в районе 35В (с транса идет 25В переменки). Стабилизатор же линейный и вся лишняя мощь уходит в тепло если заряжать только 1 аккумулятор. Поэтому в начале зарядник генерирует более 20Вт тепла и имеет КПД в районе 40%.
    4) Не вижу смысла ставить высоко -вольтные и -токовые транзисторы (D209 Uke=700V, Ik=12A) когда нагрузка не более 50В и 1А WTF O_o или на вентилятор (TIP122) с током в 5А =) что это за колхоз? Вместо D209 вполне пойдут те же TIP122 (они тоже составные) а на вентилятор BD139.
    И на последок, данное зарядное не имеет в себе ни одного ИОН и не является стабилизатором напряжения поэтому если сетевое напряжение будет плясать то и выходное тоже, ах да сопротивление ака в 23 мОм дано на частоте в 1кГц.

    Ответить
    1. Виктор Геронда:

      Спасибо за столь пространный комментарий. Да, схема примитивная. Но мне надо было быстро сделать зарядное устройство. Я часок прикидывал схему, часок покопался в «хламе» (который есть у любого ремонтника), часа за три наваял в железе из того, что нашел. И оно работает.
      По-честному, надо было делать на контроллере — со специальными режимами заряда-разряда-десульфатации, тестирования батареи и индикацией. Задача нетривиальная. Надо потратить не менее 200 часов и более 1000 руб., платы в Китае заказывать… А то, что сильно греется — так там вентилятор от старой материнки стоит )))

      Ответить
  3. Эдик:

    Здравствуйте. А я вот сделал из бесперебойника универсальное зарядное устройство плюс блок питания с регулировками напряжения 0-18 и током 0-10А. Засунул в тот же корпус от бесперебойника и очень даже не плохо получилось. Если интересно можете посмотреть подробности переделки по ссылке дальше _https://oldhommad.ru/blok-pitaniya-zaryadnoe-iz-besperebojjnika.html
    С ув. Эдик

    Ответить
    1. Виктор Геронда:

      Да, неплохо.

      Ответить
      1. Эдик:

        спасибо, но еще есть над чем поработать.
        а ссылки у вас не работают. ссылка не кликабельна

        Ответить

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

© 2021 Компьютер и жизнь // Дизайн и поддержка: GoodwinPress.ru