Schwimmerladekreis für 12V Sla Batterie

Ein Erhaltungsladegerät , auch als Wartungsladegerät oder intelligentes Ladegerät bezeichnet, wird zum Laden eines Blei-Säure-Akkus verwendet, um die Selbstentladungskapazität aufzufüllen. Die Selbstentladung erfolgt in einer Batterie, wenn sie längere Zeit nicht verwendet wird, dh die Klemmenspannung beginnt abzunehmen. Wenn dieses Erhaltungsladegerät an den Akku angeschlossen ist, kann die selbstentladene Kapazität auf den vollen Ladezustand aufgefüllt werden. Hier bauen wir also einen Float Charger Circuit für eine 12-V-SLA-Batterie (Sealed Lead Acid Battery).

Es wird empfohlen, dieses Schwimmerladegerät gelegentlich zum Laden aus dem leeren Zustand zu verwenden. Dies verhindert die Sulfatierung in Batterien, so dass die Lebensdauer der Batterien erhöht wird. Auch die maximale Kapazität der einzelnen Zellen kann wiederhergestellt werden. Das Erhaltungsladegerät kann sich selbst einschalten, wenn die Batteriespannung ein niedrigeres Potential erreicht, und ausschalten, wenn die Batteriespannung ein höheres Potential erreicht.

Die wartungsfreien VRLA-Batterien sind von verschiedenen Typen wie überflutete Blei-Säure-Batterien, Gel-Batterien und AGM-Batterien. Der einzige wichtige Punkt, der berücksichtigt werden muss, ist das Herunterfahren des Ladegeräts nach dem vollständigen Laden, um ein Überladen zu verhindern. Wenn die automatische Abschaltung nicht vorhanden ist, würde das Ladegerät die Batterie überladen, was zu einem möglichen Ausfall der Zellen in der Batterie führen könnte. Hier ist die einfache 12-V-Batterieladeschaltung, die LM317 mit einem einfachen Ladegerät mit LCD-Schnittstelle verwendet.

Batterie:

Das elektrochemische Gerät, das den externen Kreislauf durch eine interne chemische Reaktion mit Energie versorgt, wird als Zelle bezeichnet. Eine Kombination dieser Zellen in Reihen- oder Parallelschaltung wird als Batterie bezeichnet. Beispielsweise besteht eine 12-V-Blei-Säure-Batterie aus einer Reihenschaltung von 6 Zellen in Reihe. Die Nennspannung jeder Zelle beträgt 2V. Ein Erhaltungsladegerät muss also jede Zelle dieser Batterie mit 2,25 V aufladen. Die Gesamtspannung beträgt also 13,5V.

Die 12 V sind die Mittelpunktspannung (MPV) einer Batterie (50% der Gesamtkapazität). Die voll aufgeladene Batterie zeigt eine OCV (Leerlaufspannung) von 13,5V. Der Akku kann bis zu einer Spannung von 10,5 entladen werden, was 100% DOD entspricht.

Unten finden Sie das Datenblatt der Motorradbatterien von Exide Industries.

Die hervorgehobene Linie ist die in diesem Float Charger-Projekt verwendete Batterie. Es ist eine 12V, 4Ah Autobatterie, die hauptsächlich in Motorrädern verwendet wird. Dort im Datenblatt wird der Ladestrom als sicherer Bereich mit 0,3 A angegeben. Im Allgemeinen sollte eine Blei-Säure-Batterie für Motorräder bei weniger als 0,1 ° C aufgeladen werden. Bei Traktionsbatterien können Gel- oder AGM-Batterien zwischen 0,1 ° C und 0,15 ° C liegen. Beispiel: 12 V, 7 Ah Batterie vom Traktionstyp, der Ladestrom kann zwischen 0,7 A und 1 A liegen.

Erforderliche Komponenten:

1. LM317 - 2Nos
2. LM358 - 1No.
3. 1N4007 - 2No.
4. Diodenbrücke RB156 - 1Nr.
5. Relais (5 V) - 1Nr.
6. LM7805 - 1No.
7. BC547, 2N2907 - Jeder
8. Kondensator, 1000 uF (elektrolytisch) - 1No.
9. Kondensator, 0,1 uF (Keramik) - 1No.
10. Krokodilklemmen - 2Nr
11. LED (Blau -1; Grün -1; Rot -1)
12. Widerstände (10 k & supmin; ¹; 220 & supmin; ¹; 750 & supmin; ²; 1 k & supmin; ¹; 1,2 k & supmin; ¹; 1,5 k & supmin; ¹; 150 k & supmin; ²; 6,2 k & supmin; ¹; 4,7 & supmin; ¹, 2 W & supmin; ¹)
13. Perforierte Punktplatte
14. Kabel anschließen

Schaltplan und Erklärung des Schwimmerladegeräts:

1. Abwärtstransformator:

Hier wird ein Abwärtstransformator mit einer Nennspannung von 230 V bis 15 V und 1 Ampere verwendet. Obwohl die Ausgangsstromkapazität des Transformators bei 1 Ampere liegt, beträgt der zulässige Dauerstrom für einen sicheren Betrieb nur 0,4 Ampere. Ein Transformator mit 230 V / 0-15 V oder 230 V / 15-0-15 V kann verwendet werden.

2. Brückengleichrichter:

Der Vollwellenbrückengleichrichter wandelt die Wechselstromversorgung durch einen als Gleichrichtung bezeichneten Prozess in Gleichstromversorgung um und wird zuvor in der Vollweggleichrichterschaltung erläutert.

Ein hier verwendeter Gleichrichter ist ein Vollwellenbrückengleichrichter, dessen RB156 eine Nennleistung von 800 V, 1,5 A hat. Sie kommen in einem einzigen Inline-Paket. Somit besteht aus vier Dioden in Brückenverbindung.

3. Spannungsreglerschaltung:

Der LM317 ist ein einstellbarer Regler mit drei Anschlüssen

Vout = 1,25 * {1+ (R2 / R1)}

Somit beträgt die erforderliche Ausgangsspannung maximal 13,75 V, um die Batterie aufzuladen. Da wir eine Diode am Ausgang verwendet haben, wird auch ein Vorwärtsabfall von 0,5 V hinzugefügt. Daher beträgt der erforderliche Vout vom LM317 14,25 V.

Vout = 1,25 * {1+ (2300 Ohm / 220 Ohm)}

Hier ist der Spannungsrechner LM317 für die obige Berechnung.

Hier, um ein R2 als 2300 Ὠ zu erreichen, haben Reihenschaltung von 1,55K Ὠ mit 750 Ὠ gemacht. Um 1,55 k achieve zu erreichen, werden vier Zahlen von 6,2 kὨ parallelisiert.

4. Strombegrenzungsschaltung:

Da der im Batteriedatenblatt angegebene Ladestrom 0,3 Ampere beträgt. Der entsprechende Widerstand muss berechnet werden, Iout = 1,25 / R.

Daher ist R = 4,7 Ὠ, um den Strom auf 0,265 A zu begrenzen.

5. Relaisabschnitt mit automatischer Abschaltung:

Das automatische Einschalten des Ladegeräts und die automatische Abschaltung werden mit einem Relais durch Steuern der Spulenerregung fortgesetzt. Der automatische Abschaltabschnitt sorgt dafür, dass der Akku auf ein angemessenes Niveau geladen wird. Sobald die Batterie eine volle Ladespannung von 13,6 V erreicht hat, wird die Erregung der Relaisspule entfernt. Auf diese Weise wird das Überladen der Batterie vermieden. Eine Komparatorschaltung wird im invertierenden Zustand verwendet, um diese automatische Abschaltung zu erreichen.

Außerdem erscheint die Spannung an den Ausgangsklemmen nur, wenn die Batterie angeschlossen ist. Daher ist diese Schaltung vor einem Kurzschluss der Ausgangsanschlüsse geschützt. Die folgenden Bilder zeigen die Funktionsweise des Abschnitts für die automatische Abschaltung.

Ferner wird der Betrieb von Relais, LEDs und Steuertransistoren nachstehend erläutert.

Funktionsweise des Schwimmerladekreises:

Die obige Schaltung ist wie unten in eine perforierte Punktplatte eingebaut.

Schließen Sie nun den Abwärtstransformator an den Eingang des unten montierten Moduls an. Anschließend zeigt die rote LED den Ladezustand der Batterie an, wie oben anhand des Schaltplans erläutert.

Sobald die Spannung 13,6 V erreicht, ist der Ladevorgang abgeschlossen und das Relais ist AUS. Daher erscheint an den Klemmen kein Ausgang und die grüne LED zeigt diesen Zustand an. Nachdem dieser Zustand erreicht ist, kann der Eingangsversorgungsschalter ausgeschaltet werden. Das Relais schaltet sich automatisch ein, wenn die Batteriespannung unter 13,6 V liegt. Somit befindet sich der Akku immer im Ladezustand. Die Selbstentladung wird wieder aufgefüllt und die Lebensdauer der Batterie wird über einen langen Bereich verbessert.

Wie bereits erwähnt, wird in den folgenden Abbildungen erläutert, dass am Ausgangsanschluss keine Spannung auftritt, wenn der Akku nicht angeschlossen ist und die grüne LED den Ladevorgang anzeigt.