Automatisches Ladegerät für Blei-Säure-Batterien. Schema, Beschreibung

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Automatisches Gerät zum Laden von Blei-Säure-Batterien. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen

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Das Ladegerät ist ein parametrischer 14,2-V-Spannungsstabilisator mit einem Feldeffekttransistor-Steuerelement. Die Gate-Schaltung des leistungsstarken Feldeffekttransistors VT1 wird von einer separaten 30-V-Quelle gespeist.

Automatisches Ladegerät für Bleibatterien

Um eine Ausgangsspannung von 14,2 V zu erhalten, ist es notwendig, eine stabilisierte Spannung von etwa 1 V an das Gate des Transistors VT18 anzulegen, da die Sperrspannung des Feldeffekttransistors IRFZ48N 4 V erreicht. Die Spannung am Gate wird gebildet durch den Parallelstabilisator DA1, der über den Widerstand R2 von einer Spannungsquelle von 30 V gespeist wird. Der Stabilisator VD3 wurde eingeführt, um Änderungen der EMF einer vollständig geladenen Batterie bei Änderungen der Außentemperatur auszugleichen.

Wenn Sie eine entladene Batterie an das Ladegerät anschließen (ein Indikator für eine tiefentladene Batterie ist eine EMK von weniger als 11 V an ihren Anschlüssen), wechselt der Transistor VT1 aufgrund der großen Differenz vom aktiven Stabilisierungsmodus in einen vollständig geöffneten Zustand zwischen der Spannung am Gate und an der Source: 18 V – 11 V = 7 V, das sind 3 V mehr als die Grenzspannung 7 V – 4 V = 3 V.

Drei Volt reichen aus, um den IRFZ48N-Transistor zu öffnen. Der Widerstand des offenen Kanals dieses Transistors wird vernachlässigbar. Daher wird der Ladestrom nur durch den Widerstand R3 begrenzt und beträgt 10 m. Dies ist der berechnete aktuelle Wert. In der Praxis wird er aufgrund des Spannungsabfalls an der Sekundärwicklung des Transformators und an den Dioden der VD10-Brücke 2 A nicht überschreiten, während der Strom mit der doppelten Netzfrequenz pulsiert. Sollte der Ladestrom dennoch den empfohlenen Wert (0,1 der Akkukapazität) überschreiten, schadet dies dem Akku nicht, da er bald schnell nachlässt. Wenn sich die Batteriespannung der Stabilisierungsspannung von 14,2 V nähert, nimmt der Ladestrom ab, bis er ganz zum Erliegen kommt. In diesem Zustand kann das Gerät längere Zeit verbleiben, ohne dass die Gefahr einer Überladung des Akkus besteht.

Die Lampe HL1 zeigt an, dass das Gerät mit dem Netzwerk verbunden ist, und HL2 signalisiert erstens, dass die Sicherung FU2 ordnungsgemäß funktioniert, und zweitens, dass der zu ladende Akku angeschlossen ist. Darüber hinaus dient die HL2-Lampe als kleine Last, was die genaue Einstellung der Ausgangsspannung erleichtert.

Das Gerät muss einen Netztransformator mit einer Gesamtleistung von mindestens 150 W verwenden. Wicklung II soll bei einem Laststrom von 17 A eine Spannung von 20...10 V liefern, Wicklung III - 5...7 V bei 50...100 mA. Der IRFZ48N-Transistor kann durch einen IRFZ46N ersetzt werden. Wenn das Gerät zum Laden von Batterien mit einer Kapazität von nicht mehr als 55 Ah verwendet wird, ist der Transistor IRFZ44N (oder der Haushaltstransistor KP812A1) geeignet.

Wir werden die Gleichrichterbrücke GBPC15005 durch vier Dioden D242A, D243A oder ähnliches ersetzen. Anstelle von KD243A kann auch eine KD102A- oder KD103A-Diode verwendet werden. Widerstand R3 besteht aus Nichromdraht mit einem Durchmesser von mindestens 1 mm. Es ist auf einen Keramikstab gewickelt und jeder der Anschlüsse wird mit einer Mutter und einer Lötfahne unter einer M4-Schraube festgeklemmt. Der Widerstand sollte so montiert werden, dass seine natürliche Kühlung durch den Luftstrom nicht beeinträchtigt wird.

Der Stabilisator KS119A ersetzt vier in Reihe geschaltete Dioden KD522A. Anstelle von TL431 ist sein heimisches Analogon KR142EN19A geeignet. Der Widerstand R6 sollte aus der SP5-Serie ausgewählt werden.

Der Transistor VT1 muss auf einem Kühlkörper mit einer Nutzfläche von 100...150 cm2 installiert werden.

Die Wärmeleistung während des Ladevorgangs wird wie folgt zwischen dem Transistor und dem Widerstand R3 verteilt: Im ersten Moment, wenn der Transistor geöffnet ist, wird die gesamte Wärmeleistung an den Widerstand R3 abgegeben; In der Mitte des Ladezyklus wird die Leistung gleichmäßig zwischen ihnen verteilt, und für den Transistor ist dies eine maximale Erwärmung (20...25 W), und am Ende nimmt der Ladestrom so stark ab, dass beide Widerstand und der Transistor bleiben kalt.

Nach dem Zusammenbau des Gerätes muss vor dem Anschließen der Batterie lediglich die Schwellspannung am Ausgang über den Trimmwiderstand R6 auf 14,2 V eingestellt werden.

Das im Artikel beschriebene Gerät ist einfach und leicht zu bedienen. Es ist jedoch zu beachten, dass nicht alle Batterien im geladenen Zustand eine EMK von 14,2 V haben und diese während ihrer Lebensdauer aufgrund zerstörerischer Veränderungen der Batterieplatten nicht konstant bleibt. Das heißt, wenn das Ladegerät wie vom Autor empfohlen eingestellt wird, werden einige Akkus unterladen, während andere überladen werden und möglicherweise „kochen“. Die EMF hängt auch von der Temperatur der Batterie ab.

Daher ist es für jede Batterieinstanz notwendig, zunächst den optimalen Wert ihrer EMF durch kontrolliertes Laden bis zu den ersten Anzeichen von „Sieden“ zu ermitteln und diesen Wert unter Berücksichtigung der Temperatur im Ladegerät einzustellen. Es ist auch in Zukunft ratsam, die EMF regelmäßig (mindestens einmal im Jahr) zu überprüfen und die Schwellenspannungseinstellung des Ladegeräts anzupassen.

Autor: Kostitsyn V.

Siehe andere Artikel Abschnitt Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen.

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