Видове и предназначение на автоматичните зарядни устройства

Различните електронни устройства в работата си използват преносими източници на енергия, батерии. Най-честото напрежение за тяхната работа е 12 волта. Батериите, които дават натрупаната енергия на устройствата, периодично са необходими за зареждане. Когато възстановявате енергията си, най-удобно е да използвате автоматично зарядно устройство (зарядно устройство), което позволява да се опрости операциите, извършвани от потребителя, до минимум.

Видове батерии и принципа на тяхната работа

Има различни технологии, използвани при производството на батерии (АКР). В зависимост от процесите, които се случват в средата на клетките на батерията, се използват различни методи за възстановяване на заряда. Приблизително същият принцип на работа, батериите са разделени според производствените материали и химичните процеси, които преминават през тях.

1. Никел-кадмий (NiCd). Първо се появява през 1899 година. Производствената им технология е подобрена, докато през 1947 г. е създаден елемент с възможност за унищожаване на газове, които се появяват в процеса на зареждане. Основните предимства от този тип: способността да се извършва бързо зареждане, висока товароносимост, ниска цена, добра надеждност и устойчивост на замръзване. Съхранявайте акумулатора, възможно най-натоварващ. Същевременно се открояват следните недостатъци: наличието на ефект на паметта, токсичност, ниска енергийна плътност, степен на саморазреждане достига 10% на месец. Понастоящем те практически не се използват в ежедневието поради тяхната токсичност.
2. Никел-метален хидрид (NiMh). През 1984 г. използването на съединение La-Ni-Co позволява да абсорбира водород за повече от 100 цикъла. В сравнение с Ni-Cd батериите, те имат по-високи специфични енергийни показатели и не са токсични. Животът на NiMh батериите зависи от времето на зареждане и начина на неговото управление. Този вид батерии са чувствителни към презареждане и се характеризират с 500 до 1 000 цикъла на зареждане и зареждане. Животът е от 3 до 5 години.
3. Литиево-йонни (LiIon). Днес те са най-обещаващите елементи. На цена те са по-скъпи от другите видове батерии, но на практика нямат недостатъци. Първият такъв тип батерия беше пусната през 1991 г. от Sony Corporation. В допълнение, високите енергийни мощности имат най-ниското ниво на самоизхвърляне от всички останали видове. Броят на циклите на зареждане надхвърля хиляди пъти. Батериите от първото поколение, базирани на анод от метален литий, имат експлозивен потенциал по време на презареждане или многократни цикли на зареждане и разреждане. Замяната на анода с графит, при продукти от второ поколение, напълно елиминира проблема.
4. Литиев полимер (LiPol). Този тип батерия е проектиран да замени LiIon от първо поколение. Конструкцията се основава на прехода на полимери към полупроводниково състояние, когато те са изложени на йони. Основната разлика от литиево-йонните батерии е използването на солиден електролит. Съвременните LiPol батерии могат да се произвеждат в гъвкава форма, като дебелината на елементите е един или повече милиметра. Броят цикли на зареждане е 800 пъти, няма ефект на паметта. За да се избегне възникването на запалване или експлозия, всички батерии са снабдени с електронна схема, която следи заряда и предотвратява прегряването.
5. Оловно-киселинното устройство е разработено през 1859 г. Структурно, батерията е сглобена от шест батерии с номинално напрежение от 2,2 волта, свързани в серия. Всеки елемент е набор от решетъчни плочи, направени от олово. Плочите са покрити с активен материал и са потопени в електролита. Батерията има стойност на саморазреждане по-ниска от NiCd шест пъти и има добра толерантност при високомощни натоварвания. Недостатъците са тежкото тегло и бързото влошаване на работата на студа. При дълбок разряд надхвърлящ осемдесет процента, животът на акумулатора пада драстично.
6. Хелий батерии. Произвежда се от технологията AMG и GEL с електролит в обвързано състояние. Характеризира се с ниска степен на саморазреждане и издържа около двеста цикъла на зареждане и разреждане. Когато енергията се възстанови, се изисква 10% от номиналния капацитет на акумулатора. Недостатъкът на този тип е, че батерията не трябва да се загрява, тъй като е възможно да се прехвърли хелият в течно състояние.

Принципът на действие на акумулаторите се основава на химични реакции, които се случват, когато различни материали взаимодействат помежду си. Тези процеси са обратими, цикли на натрупване и освобождаване на енергия имат способността да се повтарят многократно. Корпусът на акумулатора е изработен от запечатан тип с клемни краища.

Всички съвременни батерии не изискват поддръжка.

Видове зарядни устройства за акумулатори

Капацитетът и продължителността на периода на използване на батерията зависи от условията на работа и начина на зареждане. Качественото устройство за съхранение не трябва да позволява зареждане на батерията и да бъде защитено срещу прегряване. Има два начина за упражняване на контрол на таксуването:

• ток;
• по напрежение.

Първият метод се използва за NiCd и NiMh батерии, а вторият за оловно-киселинни, LiIon и LiPol батерии. Автоматичната памет за батериите използва в своята работа специализирани микросхеми, които контролират целия процес на оползотворяване на енергия.

Текущо управлявана памет

Такива устройства се наричат ​​галваностатични. Основната характеристика на устройството за зареждане е количеството ток, с което се зарежда батерията. Заредете батерията правилно и разширяване на ефективността му, ще бъде получена само при избиране на желаната стойност на стойността, както и скоростта на зареждане. Колкото по-голям е токът, толкова по-висока е скоростта, но високата стойност на скоростта на зареждане води до бързо разграждане на батерията. Автоматичните зарядни устройства задават текущи стойности, равни на десет процента от капацитета на акумулатора (0.1C).

За да се елиминира ефектът от самозарязването, след края на зареждането работата на зарядното устройство се превключва към режим на зареждане с нисък ток. Някои устройства за възстановяване на енергия са снабдени с възможност за бързо зареждане, докато токът се повишава до 1 ° С от капацитета на батерията. Често този режим не се препоръчва поради скъсяването на живота на енергийните елементи.

Зареждането на батерията се прекратява, ако токът на зареждане не се промени за три часа.

Памет с управление на напрежението

Инструментите работят в потенциостатичен режим. Самият процес се състои от два етапа, първият се контролира от ток, а вторият от напрежението. Краят на заряда възниква в зависимост от стойността на текущото намаление до зададената стойност или след определено време. Оловно-киселинните и литиево-йонните батерии се зареждат с алгоритми, различни от никел-кадмиеви и никел-метални хидридни батерии. За последната има три скорости на зареждане: бавно (0.1С), бързо (0.3С) и супер бързо (1С). Зареждането на акумулатора спира, когато напрежението достигне зададената стойност.

Изисквания за зарядни устройства

12-волтовите батерии в автомобилите и непрекъсваемите захранвания се използват повече. На търговските етажи можете да намерите готови автоматични зарядни устройства за 12V батерии. Основните изисквания за тях са, както следва:

1. Текущо регулиране. Устройството за зареждане трябва да може да регулира зарядния ток както автоматично, така и ръчно.
2. Счетоводство за отопление. Зарядното устройство трябва да контролира температурата. Стойността на температурата на батерията по време на процеса на зареждане варира, също е правилно да се промени напрежението върху нея. Например, когато температурата се увеличи с 5 градуса, напрежението на батериите трябва да се намали с 0,1-0,2 волта. Когато отоплението е силно, процесът на зареждане трябва да спре.
3. Извършвайте зареждане на няколко етапа. Процесът на зареждане стъпка по стъпка в паметта позволява да се удължи времето за използване на батерията. Първият етап се състои в анализ на състоянието на батерията и, ако е необходимо, нейното разреждане до прагова стойност (премахване на ефекта на паметта). Вторият етап е заряда на нарастващото напрежение и намаляващата сила на тока. В третия етап зареждането се зарежда с поддържане на минималния ток и напрежение.
4. Работна температура. Паметта трябва да може да работи без прекъсване в широк диапазон от работни температури.
5. Всички етапи, които се появяват, трябва да бъдат лесно идентифицирани на индикаторите на устройството.
6. Зарядното устройство трябва да бъде защитено срещу късо съединение и пренапрежение при входа и изхода.

Всички процеси в автоматичната памет се управляват от микропроцесори. Благодарение на тях цифровото устройство не изисква намеса, но самата тя избира необходимия ток на напрежение и зареждане. Когато използвате такива устройства, възможността за зареждане на батерията е напълно отстранена. Напоследък паметта започва да използва не постоянен сигнал, а пулсов сигнал, който осигурява ефективен и икономичен режим. От всички модели на пазара могат да се разграничат следните зарядни устройства:

• Nyundai НY400.
• Daewoo DW450.
• WelleAwO5-1208.
• Dexa Star SM150.
• Vitals 2415ddca.

Универсално устройство за самопроизводство

Изисквания към устройството, защита на батерията при презареждане при достигане на стойност на напрежението равна на 13,7 волта. Силата на самото устройство е от външен източник с напрежение от 20-25 волта. Устройството на заряда не съдържа недостатъци на радио елементите, лесно се настройва и има защита от късо съединение.

Токовият контролер използва интегралната схема на LM317, неговата стойност е зададена от превключвателя SB1. Втората микросхема се включва от принципа на ограничаване на налягането. Желаната стойност се определя от съпротивлението RP2 и RP1. Когато се достигне зададеното напрежение, процесът на зареждане спира. След това батерията може да бъде свързана по всяко време без страх от презареждане.

Контролерът DA4 се използва за управление на светодиодната индикация. Като дисплей се използва двуцветен диод. Червеният цвят показва предварително разреждане, зеленото показва заряд.

Когато батерията е инсталирана, нейното напрежение се сравнява с втория изход на контролера. Транзисторът, работещ в ключовия режим VT1, е отворен и токът, преминаващ през светодиода, води до червено сияние. Вторият и четвъртият вход на контролера получава напрежение от ценеровия диод VD5, равно на 6 волта. Транзисторът VT3 се включва в схемата за последовател на източника. В батерия, която изисква зареждане, тя изключва блока за ограничаване на напрежението, така че да работи само ограничителят на тока.

Веднага след като напрежението на батерията достигне зададената стойност и достигне 12,8 волта, на първия изход на компаратора се появява високо ниво. Прагът се определя от RP32 и RP4. Транзисторът VT1 затваря и превръща втория и четвъртия изход на чипа в инверсия. Червеният светодиод изгасва и зеленият светодиод светва. VT3 се затваря и започва ограничителят на напрежението.

Стабилизиране на захранването 12 волта за управляващия и индикаторния модул се извършват чрез вградения стабилизатор DA3 7812. Тъй като бутоните за захранване се загряват по време на зареждането, те трябва да се монтират на радиатора. Охладителната система е включена за VT4. Ако радиаторът започне да се нагрява, термодвойката изпраща сигнал до третото рамо на контролера, което отваря транзистора VT4 и включва вентилатора.

Настройката с подходящ монтаж и работни части намалява, за да се зададат необходимите параметри за зареждане. На входа се подава сигнал от 20 волта и се проверява наличието на 12 волта на 3 крака на контролера. В клема X2, без да се свързва товара, променливният резистор RP1 е настроен на 12,8 волта. Променливата резистор RP3 постига състояние, в което светодиодът свети в зелено. С помощта на RP5, момента, в който е включен вентилаторът.