Устройство создавалось для возможности контролируемого разряда на известную нагрузку аккумуляторной батареи (для оценки или точного измерения емкости батареи) и затем автоматического отключения нагрузки по достижении порогового значения, после чего автоматически включался режим заряда батареи пульсирующим током. В первую разрядно-зарядное устройство задумывалось для работы с SLA батареями для блоков бесперебойного питания (UPS) и именно на них настроен порог отключения нагрузки в разрядном цикле; но, оказалось, оно стало удобно как стенд для оценки любых батарей от 6F22 "Крона" до батарей от ноутбуков. Устройство служит хорошей иллюстрацией к практическому применению управляемого стабилитрона TL431A производства компании Texas Instruments. При подключении к прибору "электронного самописца" (мультиметра с функцией записи) становится возможным снять в автоматизированном режиме кривую разряда и кривую заряда конкретного экземпляра батареи. Это позволяет достаточно точно оценить техническое состояние батареи, узнать точную емкость конкретного экземпляра батареи, оценить "разбежку" элементов внутри батареи; по максимальному напряжению в конце заряда и форме самого пика оценить "свежесть", а по началу кривой - степень "лежалости" батареи, то есть, как долго она находилась в разряженном состоянии. В общем случае, такой анализ позволяет дать оценку пригодности использования конкретного экземпляра SLA батареи в дальнейшем. А, как потом оказалось, не только SLA. Контроль окончания заряда не предусматривался по двум причинам: все батареи в зависимости от технического состояния, тока заряда, степени лежалости в конце разряда имеют разное напряжение, поэтому остановка "по достижении порогово напряжения" невозможна с необходимой точностью; использовать же -dV тоже нельзя, так как спад кривой по окончании заряда очевиден не у всех батарей, а резкий подъем кривой заряда перед окончанием - это ещё не окончание заряда, и у разбалансированных батарей таких скачков может быть несколько. Решение об окончании заряда на испытательном стенде лучше всего принимать оператору на основании анализа графика заряда; перезаряд можно предотвратить внешним таймером (отдельное устройство, здесь не рассматривается). Внешний вид прибора:  Принципиальная схема:  В начале работы внешнее зарядное устройство, в качестве которого используется программируемый источник тока, отключено выключателем S1. Устройство питает само себя. Исследуемая батарея GB1 считается заряженной. При нажатии на кнопку S2 "Старт разряда" исследуемая батарея GB1 подключается к нагрузке (лампе накаливания L1), управляемый стабилитрон T1 TL431 открыт, так как напряжение ещё велико, и реле К1 оказывается под напряжением. Контакты 2-3 реле К1 замыкаются и блокируют кнопку S4. Кнопку можно отпускать. Ток разряда можно выбрать переключателем S5 между 0,24 А (положение "5W") для слаботочных аккумуляторов и 1,75 А (положение "21W") для SLA батарей от UPS типа 12 В, 7 А*ч. В процессе разряда напряжение на лампе L1 плавно падает до порога переключения стабилитрона, которое задаётся делителем напряжения из резисторов R2 и R3 (и его можно рассчитать вот этим калькулятором) Токами управления самой TL431 можно пренебречь, они слишком малы. Как только напряжение на точке соединения R2 и R3 установится ниже порога переключения 10.0 В (или 2,5 В на управляющем входе TL431), TL431 закроется и реле обесточится, разомкнув контакты 2-3 и тем самым, отключив нагрузку от батареи. Если источник зарядного тока не был подключен, то батарея полностью обесточится и будет считаться разряженной до минимально допустимого ранее заданного напряжения. Если источник тока был подключен в процессе разряда замыканием выключателя S1, то начнется процесс заряда через замкнутые в этот момент контакты 1-3 реле. Выбрав ток заряда равным 1/10 ёмкости, можно произвести профилактический "выравнивающий" заряд в течение 14 часов, что позволит батарее набрать максимальную емкость и восстановить внутренние химические процессы. Печатная плата: (будет позже) Конструкция: На фото показан один из вариантов конструкции с источником зарядного тока на интегральном стабилизаторе тока и напряжения L200C компании ST, но без возможности выбора напряжения отключения. В других конструкциях напряжение отключения программировалось многопозиционным переключателем.   Органы управления:    |
Практика > Источники питания >