Автоматическое определение степени заряженности аккумулятора

skywriter_ufa · 22.02.2010, 19:21

Повторил с небольшими изменениями такое-то устройство. По задумке компаратор IC1a сравнивает напряжение на батарее (поделенное делителем R6-RV1-R8 ) с эталонным напряжением от VR1 (поделенным делителем R12-R10). Когда напряжение на батарее достигает определённого уровня (т.н. "плавающая точка"), компаратор отключает зарядный ток путём закрытия ключа Q1.

Проблема в том, что напряжение на батарее очень быстро (с 12 до 13,8 В примерно в течение 10 минут) достигает "плавающей точки", а после отключения зарядного тока так же быстро спадает, в результате состояние ключа Q1 циклически изменяется с периодом около 2 Гц. Причём за время одного периода ключ больше закрыт, чем открыт. В результате фактический уровень заряда батареи растёт очень медленно.

Пробовал на двух 12 В кислотных аккумуляторах: на 7 А*ч (похож на батарею для UPS, но я его покупал отдельно) и автомобильном на 66 А*ч (СТ-66 производства ЗАО "Аком") - результат одинаков.

Получается, что напряжение на батарее не может являтся критерием её заряженности. Тогда возникает вопрос:
1). На что же разсчитывал автор схемы, когда проектировал автоматическое отключение зарядного тока по уровня напряжению на батарее?
2). Как же на самом деле контролировать степень заряженности батареи, чтобы в нужный момент автоматически отключить зарядный ток?

Saadov · 22.02.2010, 19:33

Тут есть ответы
http://radiokot.ru/circuit/power/charger/12/

Цитата:

Коротко повторю алгоритм зарядки батареи. Весь процесс состоит из трех этапов. На первом этапе, когда батарея полностью или частично разряжена, допустимо проводить зарядку большим током, достигающим 0,1:.0,2С, где С - емкость аккумулятора в ампер-часах. Зарядный ток должен быть ограничен сверху указанным значением или стабилизирован. По мере накопления заряда растет напряжение на клеммах батареи. Это напряжение контролируем. По достижению уровня 14,4 - 14,6 вольта первый этап завершен. На втором этапе необходимо поддерживать постоянным достигнутое напряжение и контролировать зарядный ток, который будет снижаться. Когда ток заряда упадет до 0,02С, батарея наберет заряд не менее 80%, переходим к третьему этапу заключительному. Уменьшаем напряжение заряда до 13,8 в. и поддерживаем его на этом уровне. Ток заряда постепенно снизится до 0,002:.0,001С и стабилизируется на этом значении. Такой ток для батареи не опасен, в этом режиме батарея может находиться долго, без вреда для себя и всегда готова к применению.

И тут можно подчерпнуть интересного
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/m...avr/AVR450.htm

Saadov · 22.02.2010, 19:37

Сообщение от skywriter_ufa

Получается, что напряжение на батарее не может являтся критерием её заряженности

Может, если батарея не заряжается, а наоборот отдает энергию.

Просто при зарядке, надо контролировать не только напряжение, но и ток...

DSerge · 22.02.2010, 22:43

Ошибка многих "автоматических" ЗУ: отключать заряд при достижении опрделенного напряжения. Ни в одной инструкции на АБ не сказано - отключить заряд при достижении определенного напряжения.
Для герметичных гелевых - это напряжение (указано на корпусе), при котором АБ может находиться длительное время и ей не поплохеет. А сколько времени ей осталось заряжаться при этом напряжении - никто не знает (1-2-10-20 часов). Можно померить ток - стал 1-10 мА (зависит от емкости АБ), то, скорее всего АБ зарядилась (а может быть не может зарядиться

).Скорее всего, за сутки зарядится любая гелевая АБ. Этого напряжения быстро достигнет как уже заряженная (слабо разряженная) батарея, так и сильно засульфатированная (вот и получится полный недозаряд при автоматическом отключении).
Для автомобильных АБ если есть возможность померить плотность электролита, то это и нужно сделать. Это единственно верный способ.
Дстиг нужной плотности - конец заряда,не может достигнуть длительное время тоже отключай, значит - не может. Никакая автоматика отключения здесь не нужна.

avr123-nm-ru · 22.02.2010, 23:34

Сообщение от DSerge

Можно померить ток - стал 1-10 мА (зависит от емкости АБ), то, скорее всего АБ зарядилась

А при каком прикладываемом напряжении мерить ток ? Если вольт 20 приложить то как бы она ни была заряжена ток афигенный будет.

Saadov · 22.02.2010, 23:42

Сообщение от avr123-nm-ru

А при каком прикладываемом напряжении мерить ток ?

Для каждого аккумулятора напряжение заряда дано в паспорте.

skywriter_ufa · 23.02.2010, 09:26

Сообщение от Saadov

Тут есть ответы
http://radiokot.ru/circuit/power/charger/12/

И тут можно подчерпнуть интересного
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/m...avr/AVR450.htm

Насколько я понял, там ответ на второй вопрос: после фазы заряда большим током нужно перевести ЗУ в режим стабилизации напряжения и в принципе можно в этом режиме оставить, т.к. по мере роста уровня заряда батареи зарядный ток сам упадёт до незначительной величины.

Но остаётся ещё первый вопрос: на что же разсчитывал автор схемы? Он ведь продаёт комплекты для самостоятельной сборки своих устройств. Комплект SPC3 вроде 50 долларов стоит. А раз это покупают, значит могут ведь и недовольные претензии быть... Может быть, есть какой-то тип свинцовых аккумуляторов, у которых напряжение растёт не быстро, а пропорционально степени заряженности?

Я обрисовал ему по электронке свою ситуацию. Он сказал, что это нормальное поведение схемы. Но тогда совершенно не ясно вот что: какое же оно нормальное, если большая часть солнечной энергии, снимаемой с фотогальванической панели, остаётся неизпользованной (как я уже писал, за время цикла Q1 больше закрыт, чем открыт)? И как его изпользовать? Можно, конечно, подключить панель напрямую к батарее, но ведь тогда возникает риск перезаряда, насколько я понимаю, т.к. напряжение холостого хода панели около 20 В.

avr123-nm-ru · 23.02.2010, 11:25

Из AVR450

Метод заряда свинцово-кислотных аккумуляторов

Перед началом заряда используется простой, но удивительно эффективный метод определения зарядного напряжения. Прикладывается постоянный ток 1C и измеряется напряжение аккумулятора.

После этого аккумулятор заряжается напряжением, которое устанавливается на уровне, измеренном указанным выше способом. После снижения тока ниже 0.2C зарядный цикл прекращается. Режим быстрого заряда останавливается и запускается режим буферной подзарядки.

Буферная подзарядка выполняется при постоянном напряжении несколько ниже напряжения быстрого заряда. Буферная подзарядка прекращается по истечении установленного времени.

skywriter_ufa · 23.02.2010, 12:47

Сообщение от avr123-nm-ru

Из AVR450
Прикладывается постоянный ток 1C и измеряется напряжение аккумулятора.

Это я читал. Вызывает сомнения величина 1C. Под C обычно подразумевают ёмкость в А*ч. Если у меня ёмкость 66 А*ч, выходит, я должен подать ток 66 А? Не многовато ли? Не только для аккумулятора, но и для технического изполнения ЗУ. И в течение какого времени нужно держать такой ток - тоже не ясно.

avp94 · 23.02.2010, 13:14

Сообщение от avr123-nm-ru

Из AVR450

Метод заряда свинцово-кислотных аккумуляторов

Перед началом заряда используется простой, но удивительно эффективный метод определения зарядного напряжения. Прикладывается постоянный ток 1C и измеряется напряжение аккумулятора.

После этого аккумулятор заряжается напряжением, которое устанавливается на уровне, измеренном указанным выше способом.

Попробуйте применить данный способ для полностью заряженной АБ,(поскольку метод удивительно эффективный, особенно для герметичных АБ) и результат не заставит себя долго ждать для герметичных АБ и очень долго для не герметичных (пока не выкипит электролит).
Если правильно понял задачу темы, то она состоит в определени момента времени конца заряда АБ , а не в степени заряженности.
Для свинцовых АБ вполне подходит заряд стабилизированным током до тех пор, пока напряжение на АБ не стабилизируется или не начнет уменьшаться. Если брать "забугорные" АБ, то, как правило, на их сайтах выложены рекомендации по методу заряда (включая критерии их окончания).