Автоподзаряд аккумулятора резервного питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

 Комментарии к статье

Для обеспечения надежной работы многих стационарных устройств необходимо применять резервное питание. Чаще всего для этих целей устанавливают аккумулятор, но за ним надо следить, не допуская сильного разряда и вовремя ставить на подзаряд. Удобнее эту обязанность поручить автоматике.

Для подзаряда аккумулятора необходимо соответствующее устройство (внутреннее или внешнее).

Зарядное устройство можно выполнить в составе системы бесперебойного питания и полностью автоматизировать процесс, т. е. оно может включаться при снижении напряжения на аккумуляторе ниже порогового уровня, или же применить "плавающий" подзаряд. Под плавающим зарядом подразумевают подключение аккумулятора параллельно с нагрузкой (рис. 2.18), когда источник питания служит только для компенсации токов саморазряда в элементах питания. В этом случае схема получается наиболее простой.

В этих схемах поступающее напряжение с трансформатора выбирается таким, чтобы зарядный ток, проходящий через аккумулятор, компенсировал ток естественного саморазряда.

Рис. 2.18. Схемы, обеспечивающие плавающий подзаряд аккумулятора резервного питания

Нужное напряжение после выпрямителя можно подобрать экспериментально установкой дополнительных диодов или с помощью отводов от вторичной обмотки трансформатора (у некоторых унифицированных трансформаторов, например из серии ТН, ТПП и др., есть возможность немного изменить напряжение во вторичной цепи за счет переключения отводов в первичной обмотке). При этом контролируем ток в цепи аккумулятора по амперметру.

Обычно значение тока "плавающего" подзаряда не должно превышать 0,005...0,01 номинального для аккумулятора. Уменьшение тока заряда приводит только к увеличению продолжительности процесса (в данном применении время заряда значения не имеет - оно всегда будет достаточным).

Такие схемы можно применять, если ваша сеть достаточно стабильна и питающее напряжение не выходит за рамки допуска (в крупных городах за этим следят). В противном случае между трансформатором и аккумулятором устанавливается стабилизатор напряжения и диод, препятствующий прохождению тока аккумулятора в стабилизатор, когда трансформатор не включен (рис. 2.19). Микросхема КР142ЕН12 может быть заменена аналогичной импортной LM317.

Рис. 2.19. Схема зарядного устройства со стабилизатором напряжения

Так как в охранном устройстве нагрузка аккумулятора потребляет микроток, то контролировать на нем напряжение в процессе работы нет смысла - в холостом ходу оно всегда будет номинальным. Такой контроль выполняют при имитации максимальной нагрузки аккумулятору, что для полной автоматизации процесса потребует усложнения схемы зарядного устройства.

Более совершенная схема зарядного устройства приведена на рис. 2.20. Она не только поддерживает стабильное напряжение на аккумуляторе, но и имеет настраиваемую токовую защиту, которая предотвращает повреждение элементов в случае короткого замыкания на выходе (или неисправности аккумулятора). Ограничение тока полезно и в тех случаях, когда подключается новый аккумулятор (еще не заряженный или сильно разряженный ранее). В этом случае ограничение тока на нужном уровне предотвращает перегрузку питающего сетевого трансформатора (он может быть маломощным - 14...30 Вт, так как в режиме "Тревога" необходимый ток вполне может обеспечить сам аккумулятор). Кроме того, внутри микросхемы есть температурная защита, отключающая ее выход при перегреве, что исключает повреждение компонентов.

Рис. 2.20. Схема зарядного устройства с ограничением тока (нажмите для увеличения)

Для сборки устройства можно воспользоваться односторонней печатной платой из стеклотекстолита, показанной на рис. 2.21, ее внешний вид приведен на рис. 2.22.

Рис. 2.21. Топология печатной платы и расположение элементов

Рис. 2.22 Внешний вид монтажа элементов на плате

Трансформатор (Т1) можно заменить на ТП115-К9 - он имеет 2 обмотки по 12 В с допустимым током до 0,8 А. В холостом ходу на обмотке будет напряжение 16 В, а после выпрямления и сглаживания конденсатором - 19 В, что вполне достаточно для работы стабилизатора (основную часть времени схема будет работать как раз в режиме холостого хода).

Работающая аналогично еще одна схема приведена на рис. 2.23. Основой ее является микросхема L200 (отечественных аналогов нет), имеющая выводы (2 и 5) для контроля тока в нагрузке. Приведенное включение микросхемы является типовым: от номинала резистора R2 зависит максимальный ток в цепи нагрузки Iмах = 0,45/R2, а нужное напряжение выставляется резистором R3.

Рис. 2.23. Второй вариант схемы зарядного устройства с ограничением тока

Стабилизатор может обеспечить выходной ток от 0,1 до 2 А и имеет внутреннюю защиту от перегрева.

Для монтажа элементов второй схемы зарядного устройства можно воспользоваться печатной платой, показанной на рис. 2.24.

Рис. 2.24. Топология печатной платы и внешний вид монтажа

О настройке всех схем со стабилизацией. Вам потребуется миллиамперметр, вольтметр (лучше цифровой) и имитирующий нагрузку мощный резистор. Все это соединяется по схеме, показанной на рис. 2.25.

Рис. 2.25. Стенд для настройки и проверки зарядного устройства

Сначала при отключенном аккумуляторе соответствующим подстрочным резистором выставляем на выходе стабилизатора напряжение 13 Вт. После этого переключателем S1 включаем резистор Rн и проверяем ток ограничения. Его можно установить любым при помощи подбора резистора токовой обратной связи - R3 в схеме рис. 2.20 (например, для тока 220 мА - R3 = 3,9 Ом; для 300 мА - R3 - 3,3 Ом) или R2 в схеме на рис. 2.23.

Теперь вместо резистора Rh подключаем аккумулятор GB1. Необходимый ток в цепи заряда (для энергоемкости конкретного аккумулятора) устанавливаем подстройкой выходного напряжения. Окончательную установку следует делать уже после того, как аккумулятор полностью зарядится - этот ток должен компенсировать саморазряд GB1.

Автор: Шелестов И.П.

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Кислородно-ионная батарея 19.05.2023 Литий-ионные батареи, несмотря на то, что они являются привычным явлением в современном мире и питают все, от электромобилей до смартфонов, не обязательно оптимальное решение для всех приложений. Исследователи Венского технического университета совершили прорыв, создав кислородно-ионную батарею, которая имеет несколько значительных преимуществ. Хотя батарея может не соответствовать плотности энергии литий-ионным аккумуляторам, ее емкость не уменьшается безвозвратно с течением времени, благодаря чему батарея может работать очень долго. Изготовление кислородно-ионных аккумуляторов не нуждается в дефицитных элементах и использует негорючие материалы. Инновационная концепция батареи уже привела к патентной заявке, поданной в сотрудничество с партнерами в Испании. Эти кислородно-ионные батареи могут стать выдающимся решением для крупномасштабных систем хранения энергии, таких как те, которые требуются для хранения электроэнергии из возобновляемых источников. Керамические материалы, изучаемые командой TU Wien, могут поглощать и высвобождать вдвойне отрицательно заряженные ионы кислорода. Когда подается электрическое напряжение, ионы кислорода мигрируют из одного керамического материала в другой, после чего можно заставить мигрировать обратно, таким образом генерируя электрический ток. Важнейшим преимуществом новой технологии батареи является ее потенциальная долговечность: "Во многих батареях у вас есть проблема, что в какой-то момент носители заряда больше не могут двигаться", - говорит Александр Шмид. Тогда их уже нельзя использовать для производства электроэнергии, емкость батареи уменьшается. После многих циклов зарядки это может оказаться серьезной проблемой". Кислородно-ионный аккумулятор, однако, можно регенерировать без каких-либо проблем: если кислород теряется из-за побочных реакций, то потерю можно просто компенсировать кислородом из окружающего воздуха.

Другие интересные новости:

▪ 13 Мп датчик изображения OmniVision OV13850 для мобильных устройств

▪ Фотокамера Samsung WB2200 с 60-кратным оптическим зумом

▪ Контроллер MAX5945 для передачи энергии в сети Ethernet

▪ Солдаты-киборги

▪ Датчик изображения ON Semiconductor AR0221

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Строителю, домашнему мастеру. Подборка статей

▪ статья Светодиод. История изобретения и производства

▪ статья Какой монарх пережил более 50 покушений на свою жизнь? Подробный ответ

▪ статья Береза. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Замазка для оконных рам. Простые рецепты и советы

▪ статья УКВ блок (144, 430 МГц). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026