يستخدم الشاحن العائم ، المعروف أيضًا باسم شاحن الصيانة أو الشاحن الذكي ، لشحن بطارية الرصاص الحمضية لزيادة سعة التفريغ الذاتي. يحدث التفريغ الذاتي في البطارية إذا لم يكن قيد الاستخدام لفترة طويلة ، أي يبدأ الجهد الطرفي في الانخفاض. إذا كان هذا الشاحن العائم متصلاً بالبطارية ، فيمكن زيادة سعة التفريغ الذاتي وهو مستوى الشحن الكامل. لذلك نحن هنا نبني دائرة الشاحن العائم لبطارية SLA 12 فولت (بطارية حمض الرصاص المختومة).
يُنصح باستخدام هذا الشاحن العائم من حين لآخر لشحنه من فارغ. هذا يمنع الكبريت في البطاريات بحيث يزداد عمر البطاريات. أيضًا ، يمكن استعادة السعة القصوى للخلايا الفردية. الشاحن العائم متوافق مع تشغيل نفسه عندما يصل جهد البطارية إلى جهد أقل وينطفئ عندما يصل جهد البطارية إلى جهد أعلى.
بطارية VRLA الخالية من الصيانة من أنواع مختلفة مثل بطارية حمض الرصاص المغمورة ، وبطارية الجل ، وبطارية AGM. النقطة المهمة الوحيدة التي يجب مراعاتها هي إيقاف تشغيل الشاحن بعد الشحن الكامل لمنع الشحن الزائد. إذا لم يكن الإغلاق التلقائي موجودًا ، فقد يقوم الشاحن بشحن البطارية بشكل زائد مما يؤدي إلى فشل محتمل في الخلايا داخل البطارية. إليك دائرة شاحن بطارية 12V البسيطة باستخدام LM317 مع شاحن بسيط مع واجهة LCD تم إجراؤها مسبقًا ،
البطارية:
يسمى الجهاز الكهروكيميائي الذي يمد الدائرة الخارجية بالطاقة من خلال تفاعل كيميائي داخلي بالخلية. يُطلق على مجموعة من هذه الخلايا إما في اتصال متسلسل أو متوازي بطارية. على سبيل المثال ، تتكون بطارية الرصاص الحمضية بجهد 12 فولت من سلسلة توصيل من 6 خلايا على التوالي. سيكون كل جهد اسمي للخلية 2 فولت. لذلك ، يجب أن يقوم الشاحن العائم بشحن كل خلية من هذه البطارية عند 2.25 فولت. لذا ، فإن الجهد الكلي يصل إلى 13.5 فولت.
12 فولت هو جهد منتصف النقطة (MPV) للبطارية (50٪ من السعة الإجمالية). تُظهر البطارية المشحونة بالكامل OCV (جهد دائرة مفتوحة) يبلغ 13.5 فولت. يمكن تفريغ البطارية حتى 10.5 جهد وهو 100٪ DOD.
فيما يلي ورقة مواصفات بطاريات الدراجات النارية من صناعات Exide ،
على الخط المميز هو البطارية المستخدمة في هذا تعويم شاحن مشروع. إنها بطارية سيارات بقوة 12 فولت و 4 أمبير في الساعة تستخدم في الغالب في الدراجات النارية. هناك في ورقة البيانات تحدد تيار الشحن ليكون 0.3A كنطاق آمن. بشكل عام ، يجب شحن بطارية الرصاص الحمضية للدراجات النارية في أقل من 0.1 درجة مئوية. في حالة بطاريات الجر سواء من النوع Gel أو AGM يمكن أن تتراوح من 0.1 درجة مئوية إلى 0.15 درجة مئوية. على سبيل المثال: بطارية 12 فولت ، 7 أمبير من نوع الجر ، يمكن أن يكون تيار الشحن في أي مكان من 0.7A إلى 1A.
المكونات المطلوبة:
- LM317 - رقم 2
- LM358 - 1
- 1N4007 - 2
- جسر الصمام الثنائي RB156 - 1
- مرحل (5 فولت) - 1
- LM7805 - 1
- BC547 ، 2N2907 - كل واحد
- مكثف ، 1000 فائق التوهج (كهربائيا) - 1
- مكثف ، 0.1 فائق التوهج (سيراميك) - 1
- مقاطع التمساح - 2Nos
- LED (أزرق -1 ؛ أخضر -1 ؛ أحمر -1)
- المقاومات (10kὨ -1 ؛ 220Ὠ -1 ؛ 750Ὠ -2 ؛ 1kὨ -5 ؛ 1.2k -4 ؛ 1.5k -1 ؛ 150kὨ -2 ؛ 6.2k -4 ؛ 4.7Ὠ ، 2W -1)
- لوحة نقطة مثقبة
- توصيل الأسلاك
رسم تخطيطي لدائرة الشاحن العائم وشرح:
1. محول التنحي:
يتم استخدام محول التيار المتردد المتدرج بتصنيف 230 فولت إلى 15 فولت ، 1 أمبير هنا. على الرغم من أن قدرة خرج المحول الحالية عند 1 أمبير ، فإن التيار المستمر المسموح به هو 0.4 أمبير فقط للتشغيل الآمن. يمكن استخدام محول 230V / 0-15V أو 230V / 15-0-15V.
2. مقوم الجسر:
يقوم مقوم جسر الموجة الكاملة بتحويل إمداد التيار المتردد إلى مصدر تيار مستمر من خلال عملية تسمى التصحيح ويتم شرحها مسبقًا في دائرة مقوم الموجة الكاملة.
المقوم المستخدم هنا هو مقوم جسر كامل الموجة والذي RB156 له تصنيف 800V ، 1.5A. يأتون في حزمة واحدة مضمنة. وبالتالي ، يتكون من أربعة ثنائيات في اتصال الجسر.
3. دائرة منظم الجهد:
LM317 هو منظم قابل للتعديل بثلاثة أطراف
صوت = 1.25 * {1+ (R2 / R1)}
وبالتالي ، فإن جهد الخرج المطلوب هو 13.75 فولت كحد أقصى لشحن البطارية. منذ ذلك الحين ، استخدمنا الصمام الثنائي عند إخراج 0.5V تمت إضافة انخفاض للأمام أيضًا. لذلك فإن Vout من LM317 المطلوب هو 14.25 فولت.
صوت = 1.25 * {1+ (2300 أوم / 220 أوم)}
هنا LM317 Voltage Calculator للحساب أعلاه.
هنا ، لتحقيق R2 مثل 2300 ، قمت بعمل توصيل متسلسل 1.55K Ὠ مع 750 Ὠ. لتحقيق 1.55 كيلو أربعة أرقام 6.2 كيلو أوم متوازنة.
4. دائرة المحدد الحالي:
نظرًا لأن تيار الشحن المذكور في ورقة بيانات البطارية هو 0.3 أمبير. يجب حساب المقاوم المناسب ،
Iout = 1.25 / ص
لذلك ، R = 4.7 Ὠ لقصر التيار على 0.265A.
5. قسم مرحل القطع التلقائي:
يتم التشغيل التلقائي للشاحن والقطع التلقائي باستخدام مرحل من خلال التحكم في إثارة الملف. يضمن قسم القطع التلقائي شحن البطارية إلى المستوى المناسب. بمجرد أن تصل البطارية إلى جهد شحن كامل يبلغ 13.6 فولت ، تتم إزالة إثارة ملف الترحيل. بهذه الطريقة يتم تجنب الشحن الزائد للبطارية. A دائرة المقارنة يستخدم في قلب شرط لتحقيق ذلك قطع التلقائي.
أيضًا ، يظهر الجهد عند أطراف الخرج فقط عند توصيل البطارية. ومن ثم فإن هذه الدائرة لديها حماية من ماس كهربائى لمحطات الخرج. توضح الصور أدناه تشغيل قسم القطع التلقائي.
علاوة على ذلك ، يتم شرح تشغيل المرحل ومصابيح LED وترانزستورات التحكم أدناه ،
عمل دائرة الشاحن العائم:
الدائرة أعلاه مبنية في لوحة نقطية مثقبة على النحو التالي ،
الآن قم بتوصيل المحول التدريجي بإدخال الوحدة المجمعة على النحو التالي ثم سترى مؤشر LED الأحمر يشير إلى حالة شحن البطارية كما هو موضح أعلاه مع مخطط الدائرة.
بمجرد وصول الجهد إلى 13.6 فولت ، يكتمل الشحن ويوقف التتابع. وبالتالي ، لا يظهر أي خرج في الأطراف ويشير مؤشر LED الأخضر إلى هذه الحالة. بعد الوصول إلى هذه الحالة ، يمكن إيقاف تشغيل مفتاح إمداد الإدخال. يتم تشغيل التتابع تلقائيًا عندما يصل جهد البطارية إلى أقل من 13.6 فولت. وبالتالي ، تكون البطارية دائمًا في حالة شحن إضافي. تتم إعادة تعبئة التفريغ الذاتي وسيتم تحسين عمر البطارية على مدى طويل.
كما ذكرنا سابقًا ، توضح الصور أدناه أنه لا يوجد جهد كهربائي يظهر عند طرف الخرج عند عدم توصيل البطارية ويشير مؤشر LED الأخضر إلى اكتمال الشحن.