Можно ли заряжать аккумулятор с помощью импульсного источника питания?

Обновлено: 21.11.2024

В некоторых ситуациях может потребоваться зарядное устройство для работы в качестве источника питания, а также для обслуживания аккумуляторов. Это может быть при разработке ИБП (источник бесперебойного питания) или при тестировании или эксплуатации системы постоянного тока с питанием от батарей. Не все зарядные устройства подходят для работы от сети. У большинства «умных» зарядных устройств есть «точка переключения», когда они переходят в плавающий режим последней ступени (обычно 3-й ступени). Если зарядное устройство никогда не достигнет этой точки из-за прохождения тока через нагрузку, оно останется на стадии поглощения, что может привести к повреждению аккумуляторов и, в конечном итоге, зарядного устройства.

Смысл поддержания потребляемого тока ниже точки переключения заключается в том, чтобы зарядное устройство не попадало во вторую, «ускоряющую ступень», которая имеет более высокое напряжение, чем поплавковая, и будет перезаряжаться, если оставить ее в этом режиме очень долго. Одной из особенностей устройств Samlex, которые мы носим, является настраиваемый режим DIP-переключателя, называемый «батарея с нагрузкой». Эта настройка деактивирует каскад повышения, позволяя зарядному устройству перейти к номинальной токовой нагрузке без перезарядки подключенных к нему аккумуляторов. Зарядное устройство на 30 А может непрерывно подавать до 30 А, если этого требует нагрузка.

Ситуации, требующие включения питания

Применение, такое как медицинская тележка с герметичными свинцово-кислотными батареями, которые нуждаются в зарядке, но потребляют небольшой ток от какого-либо устройства, которое всегда включено, может быть кандидатом на импульсное зарядное устройство, такое как устройство Samlex с соответствующим напряжением и силой тока. Зарядное устройство будет заряжаться до своего текущего номинального значения и снижаться до текущего уровня нагрузки, не находясь в режиме форсирования (абсорбции), что безопасно для длительного управления аккумулятором до тех пор, пока оно не будет отключено/отключено от сети.

Для больших токов потребления мы всегда используем устройства Samlex. Мы поставляем их для применения в самолетах и НИОКР, когда технические специалисты или инженеры хотят протестировать авионику, не разряжая аккумуляторную систему. Мы поставляем OEM-производителям автомобилей и производителям оборудования (таким как John Deere) блоки Samlex для использования на торговых выставках, автовыставках или даже выставках SEMA, где электрические системы транспортных средств или оборудования работают в течение нескольких часов в демонстрационных целях. Мы также предоставили инженерам-робототехникам и студентам эти блоки для тестирования и усовершенствования роботизированного устройства с питанием от постоянного тока.

Есть также электронные/радиоприложения. Радиоретрансляционная станция (небольшие устройства с питанием от постоянного тока) может быть настроена с питанием от аккумуляторной батареи через зарядное устройство. Когда электричество отключается, аккумуляторы питают систему. Когда питание восстанавливается, зарядное устройство перезаряжает батареи, питая нагрузку системы. Мы использовали эти настройки для ретрансляторов беспроводного интернета, радиолюбителей, станций научного мониторинга и других. Напишите нам по электронной почте с вашим конкретным приложением, и мы посмотрим, что подходит для решения требований.

Термины "блок питания" и "зарядное устройство" часто используются взаимозаменяемо, но выполняют разные функции.

Источник питания предназначен для подачи постоянного напряжения на нагрузку. При изменении требований к нагрузке он продолжает обеспечивать фиксированный уровень постоянного тока.

Настоящее зарядное устройство обычно подает регулируемый ток сначала для зарядки аккумулятора, а затем переключается в режим регулируемого напряжения. Это особенно необходимо для литий-ионных аккумуляторов, где чрезмерная зарядка не только повреждает аккумуляторные элементы, но и может представлять возможную опасность возгорания. Умное зарядное устройство не только никогда не перезарядит элементы, но и может контролировать температуру батареи, отключая быструю зарядку при превышении определенных параметров.

Блок питания, используемый в качестве зарядного устройства, не может этого сделать и будет продолжать перекачивать энергию в аккумулятор независимо от его состояния; полностью заряжен, неисправность аккумулятора или короткое замыкание элементов.

Чтобы добиться максимального срока службы батареи, для зарядки элементов всегда следует использовать правильно спроектированное зарядное устройство.

2 ответа на вопрос «Нужен ли вам блок питания или зарядное устройство?»

Можно ли использовать 6-вольтовый блок питания, предназначенный для зарядки небольшого открывалки для винных бутылок (в котором используются 3 никель-кадмиевых аккумулятора), для зарядки 6-вольтового ручного воздушного компрессора Coleman с сухими элементами?
Блок питания рассчитан на выходной ток 80 мА и измеряет выходное напряжение 6,25 В.
Трансформатор рассчитан на выходное напряжение 7,5 В.
Я задаю этот вопрос, потому что и блок питания, и трансформатор имеют одинаковую выходную вилку!

Кроме того, измеряются ли выходы постоянного тока источников питания иначе, чем выходы трансформатора? Я давно думал об этом!

Ni-Cad аккумуляторы имеют собственный профиль зарядки, который может не подходить для любого типа аккумуляторов, используемых в вашем компрессоре.Мы не рекомендуем использовать его не по прямому назначению.

Как правило, выходы источников питания хорошо регулируются по линии и нагрузке, тогда как трансформаторы очень чувствительны к входной линии и в меньшей степени по выходной нагрузке.

Вы можете легко заряжать батареи, если у вас есть источник питания постоянного тока.

Для подзарядки аккумуляторных элементов требуется только постоянный ток. При постоянном токе электроны будут течь обратно в батарею, создавая электрический потенциал или напряжение, которое должно быть у батареи, когда она полностью заряжена.

Источник питания постоянного тока
Держатель батареи (для батареи, которую необходимо перезарядить)
2 зажима типа "крокодил"
Батарея требует подзарядки

Необходим источник питания постоянного тока, позволяющий регулировать напряжение и силу тока. Любой, подобный показанному справа, будет достаточно для обеспечения напряжения и тока, необходимых нам для перезарядки элемента батареи.

Мы используем держатель батареи для нашей батареи, потому что держатель батареи дает нам два провода (один отрицательный и один положительный), чтобы мы могли подключить его к источнику питания постоянного тока через 2 зажима типа «крокодил». Без держателя батареи и его проводов было бы очень трудно обеспечить соединение с аккумуляторной ячейкой. Так что, если мы заряжаем одну батарею AA, нам нужен один держатель батареи AA. Если мы заряжаем 2 батарейки типа AA, нам нужен двойной держатель батарейки AA и т. д.

Требования к питанию

Сколько напряжения и силы тока нам нужно от источника постоянного тока для подзарядки батарей?

И ответ таков: батарея, которую вы перезаряжаете, должна поставляться с указанием количества тока, необходимого для зарядки батареи. Например, для перезаряжаемой батареи Duracell AA емкостью 2650 мАч указан стандартный заряд 270 мА в течение 16 часов. Это означает, что для перезарядки вы должны подать на него 270 мА. Следуйте стандартному току заряда аккумулятора, чтобы узнать требования к питанию.

Опять же, аккумуляторы заряжаются током. Напряжение не так важно. Однако в целях безопасности мы будем поддерживать низкое напряжение.

Настройка

Вот как будет настроена цепь:

Зажимы из кожи аллигатора на этом изображении не показаны. Однако они будут подключаться от тестовых проводов держателя батареи к клеммам выходной мощности источника постоянного тока.

С помощью этой настройки аккумуляторы можно заряжать и перезаряжать. Важно отрегулировать ток до нужного уровня. В данном случае мы заряжаем батарею AA на 270 мА. Следовательно, ток на выходе должен быть 270 мА. Есть два способа проверить правильность выходного тока. Один из них - изменить источник питания постоянного тока на настройку «Ампер». Он должен отображать количество выдаваемых ампер. Следующим является использование мультиметра для считывания выходных ампер. Убедитесь, что это ток, на который рассчитан аккумулятор. В этом проекте я поддерживал напряжение на уровне 3 В, и оно упало примерно до 1,8 В при нагрузке от аккумулятора.

Если вы хотите зарядить несколько батареек типа AA, настройка останется прежней. Это потому, что ток остается одинаковым в серии. Единственная разница в том, что для зарядки потребуется больше времени, вдвое больше времени, потому что теперь нужно заряжать 2. Если вы хотите зарядить 4, потребуется в 4 раза больше времени, чем для зарядки одного. Однако выходной ток остается прежним.

Чтобы посмотреть наше видео о зарядке аккумуляторов без стандартного зарядного устройства с помощью источника питания постоянного тока, см. раздел Как заряжать аккумуляторы без зарядного устройства (с источником питания постоянного тока).

Чем зарядное устройство отличается от простого блока питания?

Чем зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов отличается от источника питания?

Зарядное устройство – это тип источника питания. В конце концов, что требуется, так это преобразовать мощность переменного тока во что-то подходящее для зарядки аккумулятора. Убрать навороты и что останется? Зарядные устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов Почему зарядные устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов иногда называют «выпрямителями»? Это связано с тем, что в прежние времена все свинцово-кислотные аккумуляторы были залиты и ожидалось, что они будут перезаряжены. Была ограниченная возможность регулировать напряжение. Пока у вас было достаточное напряжение, достаточная сила тока (и достаточное количество воды) и выпрямленный переменный ток, вы могли заряжать аккумулятор. О перезарядке позаботились добавлением воды. Разъединение воды было основной проблемой при перезарядке. Исправление было сделано механически, и это была технология, позволяющая. По мере того, как выпрямители становились проще, работа становилась легче, но слово «выпрямитель» прижилось.

Почему ни один блок питания на 13,8 В не является зарядным устройством на 12 В?Даже самая маленькая свинцово-кислотная или герметичная свинцово-кислотная батарея может потреблять огромное количество ампер, когда она полностью разряжена и на нее подается напряжение. Немногие источники питания достаточно велики, чтобы сделать это, и они дороги. Поэтому важно иметь возможность иметь функцию постоянного тока для источника питания. Например, он пытается подать 13,8 В и обнаруживает, что батарея потребляет больше тока, чем доступно. Таким образом, зарядное устройство автоматически снижает напряжение, чтобы защитить себя от перегрузки по току. При пониженном напряжении батарея не может принять такой большой ток. Таким образом, аккумулятор и зарядное устройство заключают соглашение о зарядке со скоростью, которая устраивает зарядное устройство.

Однако в конечном итоге аккумулятор заполнится до такой степени, что даже при напряжении 13,8 В он не сможет поглотить весь ток, который может обеспечить зарядное устройство. Другими словами, зарядное напряжение начинается с чего-то низкого, например, 13,2 вольта, и поднимается до 13,8. У зарядного устройства есть два варианта: либо продолжать повышать напряжение, чтобы поддерживать постоянный ток, либо переключаться на постоянное напряжение. Многоступенчатое зарядное устройство часто выбирает первый вариант. Он продолжит повышать напряжение до 14,5 В, чтобы быстро зарядить аккумулятор. Затем он будет следить за падением тока и пытаться предсказать, когда закончится заряд. Когда он обнаружит, что батарея полностью заряжена, многоступенчатое зарядное устройство снова понизит напряжение до 13,6–13,8 В и позволит батарее плавать. Это напряжение будет продолжать заряжать аккумулятор, если это необходимо, но оно слишком низкое, чтобы вызвать какие-либо химические реакции перезарядки. Этот алгоритм зарядки показан на графике ниже.

Коническое зарядное устройство пойдет по другому пути. Когда напряжение поднимется до 13,8 вольт, он перестанет повышать напряжение и позволит току медленно падать. Хотя этот метод требует больше времени для зарядки аккумулятора, чем многоступенчатый подход, он имеет много преимуществ. Во-первых, зарядное устройство очень точное и никогда не перезарядит аккумулятор. Еще одним преимуществом является то, что зарядное устройство проще, а значит дешевле и надежнее. Зарядные устройства с большим током особенно дороги в управлении в многоступенчатом режиме. Еще одним преимуществом является то, что поплавковое зарядное устройство прекрасно работает в качестве резервного источника питания батареи, обеспечивая постоянное напряжение, которое не колеблется при приложении внешней нагрузки.

PowerStream Technology
1163 South 1680 West
Орем, Юта 84058
США
Телефон: 801-764-9060 Факс: 801-764-9061

© Copyright 2000, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021, 20
Lund Instrument Engineering, Inc. Все права защищены.
Подтверждение автора Google

У меня есть схема блока питания, которой я пользуюсь уже пару лет:

Я устанавливал его на множество плат с диапазоном входного напряжения до 50 вольт (при условии, что конденсаторы имеют такой высокий номинал). Мне никогда не удавалось заставить его выйти из строя, и я даже протестировал его под нагрузкой, вытягивая максимум из обоих рельсов, и он отключился до того, как произошел сбой. Однако я всегда питал вход от преобразователя переменного тока в постоянный.

Недавно я начал использовать плату с этим блоком питания в приложениях с питанием от аккумуляторов (24 – 2 12 В последовательно свинцово-кислотных). Все работало нормально месяцами. Аккумуляторы заряжал отдельно от автомобильного зарядного устройства. Затем я купил зарядное устройство на 24 вольта, которое, кажется, работает хорошо. После зарядки аккумуляторов (там две якобы одинаковые системы) подал питание и на плате перегорела одна из цепей питания. Во второй системе все было нормально.

Подводя итог моим действиям по устранению неполадок с этого момента, скажу, что единственная плата, которая не вышла из строя при первоначальном включении питания после зарядки, является единственной, которую я могу заставить работать с этой заряженной аккумуляторной системой. Я заменил LT3988 и проверил его в лаборатории от лабораторного источника питания (до 40 В) и блока переменного/постоянного тока, и он работает отлично. Отношу обратно к выставленному блоку и подсоединяю к аккумулятору (только питание подключено) и коммутатор сразу дымит. Заселил целиком новую плату, коммутатор работает от лабораторного питания, и сразу дымит на этих батарейках. Тот, который работает, работает на обеих системах. но я не могу воссоздать его.

Итак. о каких проблемах вы можете подумать при использовании источника питания от батареи, которые не встречаются в преобразователе переменного тока в постоянный? Я могу придумать еще много проблем с питанием коммутатора с помощью коммутатора, поэтому мне нужна ваша помощь.

Правка: при питании этой схемы от блока переменного/постоянного тока я обычно подключаю блок к сети переменного тока и просто подключаю штекерный разъем к разъему питания на моей плате.При питании от лабораторного источника я, очевидно, просто нажимаю кнопку. При питании от батарей на линии между +VDC и моей платой есть переключатель.

Читайте также: