2 Схемы
Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов
Защита АКБ 12 В от сильного разряда
В одном из старых номеров зарубежного радиожурнала есть неплохая схема защиты для свинцовой гелевой батареи 12 В (в том числе для автомобильной).
Позже специалисты указали на конструктивную и концептуальную ошибку, заключающуюся в том, что когда нагрузка отключается схемой, ток по-прежнему потребляется от батареи и имеет значительную величину. Нетрудно представить что будет без вмешательства пользователя при её срабатывании: через какое-то время реле сработает, подключив нагрузку, которая разрядит аккумулятор до нуля.
Первое улучшение схемы
Вот предложение по модернизации.
Схема требует некоторого вмешательства со стороны пользователя в виде включения её с помощью кнопки S1. Если напряжение батареи выше, чем напряжение отключения, питание всей схемы удерживается с помощью реле. Если напряжение упадет ниже установленного значения (например, оно установлено на 10,2 В), реле будет отключено, а аккумулятор будет физически отключен от устройства и нагрузки.
В конечном итоге реле было заменено на полевой МОП-транзистор, чтобы снизить потребление тока во включенном состоянии и уменьшить вероятность отказа механической части модуля.
Концепция удобного обращения с предохранителями здесь была преднамерено, чтобы добиться физического отключения батареи при превышении низкого напряжения и предотвращения повторного включения. Можно вернуться к полной автоматизации, но в нее необходимо внести некоторые изменения, чтобы минимизировать энергопотребление, потому что такой предохранитель будет потреблять ток даже в отключенном состоянии. Это всё-же должна быть схема с минимально возможным энергопотреблением.
Конечно каждая электронная конструкция несет в себе определенный риск отказа. Эта схема проста, в ней нет электролитических конденсаторов с ограниченным сроком службы, поэтому есть вероятность, что при правильной работе она прослужит очень долго.
Другая модернизация схемы защиты
Вдобавок изменили R7 на 120k, потому что у схемы был слишком маленький гистерезис. Теперь работает нормально.
После модификации принципиальная схема потребляет около 10 мА при 10,2 В. При 12 В после включения реле ток будет около 50 мА.
Переделка улучшает работу этой схемы, хотя 10 мА тоже недостаточно. Можно еще сделать кнопку ПУСК для включения. Тогда после выключения она не будет потреблять ток и не включится сама по себе при увеличении напряжения на батарее. На этом этапе достаточно изменить плату и добавить кнопку, параллельно замыкающим контактам реле.
Источник
Защита от глубокого разряда батареи аккумуляторов
Устройство защиты аккумуляторной батареи от глубокого разряда «УЗАБ».
Автор: Александр Давыдов
Опубликовано 16.08.2009
Всем доброго времени суток. Отдельно приветствую тех, кого заинтересовала эта статья. Данное творение вышло из под лап скромнейшего кота Кулибина в соавторстве с уважаемым котом i8086 и несравненной нашей кошечкой Анастасией Попковой. Речь в этой статье пойдет об устройстве защиты аккумуляторной батареи от глубокого разряда, которое далее будем называть УЗАБ.
УЗАБ предназначен для предотвращения глубокого разряда аккумуляторных батарей, который автоматически отключает нагрузку при уменьшении напряжения батареи до минимально допустимого значения. Конструктивные решения позволяют использовать УЗАБ везде, где используются кислотные или щелочные батареи, где отсутствует постоянный контроль за состоянием аккумуляторов, то есть там, где важно обеспечить предотвращение необратимых процессов, связанных с глубоким разрядом.
Вас заинтересовала эта идея? Не спешите! Еще несколько маленьких отступлений, перед тем, как я опишу саму схему. Идея создания такого устройства возникла давно. Первый, кто заговорил об этом, был i8086 . Он собрал преобразователь для длительного автономного питания своего ноутбука от автомобильного аккумулятора. Но преобразователь не отключался при снижении напряжения ниже 10В, а продолжал работать и разряжать аккумулятор.
С одной стороны это хорошо — дольше хватает времени работы от аккумулятора. А с другой стороны — для аккумулятора крайне нежелателен разряд ниже порогового для него напряжения в 10В. Часто приходилось периодически контролировать напряжение на клеммах аккумулятора с помощью цифрового мультиметра, что очень неудобно, а если недосмотришь, то и аккумулятор придется скоро поменять из-за глубокой разрядки.
В связи с этим, ваш покорный кот Кулибин и уважаемый i8086 начали поиски подходящего УЗАБ для этой цели. Перелопатив немало информации в Интернете и не найдя ничего подходящего я поделился данной проблемой с уважаемой Настей. И о чудо! Она предложила оригинальное включение операционного усилителя OP07 как компаратора совместно со стабилизатором 78L05.
Ниже схема из первоисточника.
Обсудив данную схему с i8086, мы решили ее немного доработать, внеся некоторые сервисные функции управления и индикации. Результатом наших творческих изысканий явилась эта схема:
После сборки схема прошла тестовые испытания, которые закончились великолепно. Рассмотрим имеющиеся сервисные функции в схеме:
1) Индикация пониженного напряжения питания. При снижении напряжения до 10,5 В загорается светодиод.
2) При снижении напряжения до 10,0 В происходит полное отключение нагрузки и схемы контроля от аккумулятора.
3) Благодаря подстроечным резисторам, напряжения срабатывания компараторов можно регулировать для конкретных типов аккумуляторов.
4) После аварийного отключения повторное включение возможно при напряжении выше 11,0 В, нажатием на кнопку «ON».
5) Если есть необходимость отключить нагрузку вручную, достаточно нажать кнопку «OFF».
6) Полезное преимущество — защита от переполюсовки (не соблюдения полярности) при подключении к аккумулятору. В этом случае УЗАБ и подключенное устройство просто не включатся.
Преимущество предложенного решения с использованием реле трудно сравнить с простейшей защитой — включением в обратной полярности мощного диода, когда в случае неправильной полярности сгорит предохранитель. В данном случае ничего сгореть не может, так как элементарно не включится.
Допускается использование подстроечных резисторов любого номинала в диапазоне от 10 кОм до 100 кОм.
Стабилизатор напряжения 78L05 на напряжение стабилизации 5В. Можно применить любой другой аналогичный, например, КР142ЕН5А.
Транзистор КТ815 можно заменить на КТ817 или другой аналогичный соответствующей проводимости.
Диод можно использовать любой маломощный, способный выдержать ток обмотки реле. В нашем варианте использован 1N4007.
Светодиод любой, желательно красного цвета свечения. Мы использовали 5 мм красный светодиод. Можно использовать мигающий светодиод со встроенным генератором для лучшей визуализации. Измерения показали, что нет необходимости установки токоограничивающего резистора, т.к. напряжение на нем равно 2В, а ток ограничивается самим ОУ LM358N.
Реле JZC-20F на 10А 12В, возможно применение и других аналогичных реле.
Кнопки применены разных цветов, зеленая на включение, красная — на отключение.
А теперь и фото самого контроллера УЗАБ, которые любезно предоставлены уважаемым i8086.
Собранное без ошибок и из исправных деталей устройство начинает работать сразу, наладка заключается в установке нужных порогов напряжения зажигания светодиода и отключения реле. Как ранее говорилось, это устройство успешно используется совместно с преобразователем для ноутбука, которые смонтированы в единый корпус. Необходимо отметить предложение Насти использовать данное схемное решение в автоматических зарядных устройствах, которые будут отключать цепь зарядки аккумулятора при достижении порогового уровня напряжения. На наш взгляд, нам есть над чем поработать!
Источник