Разветвитель в авто с контролем разряда батареи
Защита Аккумулятора от глубоко разряда…
Защита Аккумулятора от глубоко разряда…
Схема не моя. Только повторю… Используйте куда надо… Регистраторы, магнитолы и т.д. …
УСТРОЙСТВО для защиты 12v аккумуляторов от глубокого разряда и короткого замыкания с автоматическим отключением его выхода от нагрузки.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
Напряжение на аккумуляторе, при котором происходит отключение — 10± 0.5V.(У меня вышло ровно 10,5 В)
Ток, потребляемый устройством от аккумулятора во включенном состоянии, не более — 1мА
Ток, потребляемый устройством от аккумулятора в выключенном состоянии, не более — 10мкА
Максимально допустимый постоянный ток через устройство — 5А.(30 Ватт лампочка 2,45 А — Мосфит без радиатора +50 градусов(комнатная +24))
Максимально допустимый кратковременный (5 сек) ток через устройство — 10А
Время выключения при коротком замыкании на выходе устройства, не более — 100 мкс
ПОРЯДОК РАБОТЫ УСТРОЙСТВА
Подключите устройство между аккумулятором и нагрузкой в следующей последовательности:
— подключите клеммы на проводах, соблюдая полярность (оранж. провод +(красный), к аккумулятору,
— подключите к устройству, соблюдая полярность (плюсовая клемма помечена значком +), клеммы нагрузки.
Для того чтобы на выходе устройства появилось напряжение нужно кратковременно замкнуть минусовой выход на минусовой вход. Если нагрузку кроме аккумулятора питает другой источник, то этого делать не надо.
УСТРОЙСТВО РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ;
При переходе на питание от аккумулятора, нагрузка разряжает его до напряжения срабатывания устройства защиты (10± 0.5V). При достижении этой величины, устройство отключает аккумулятор от нагрузки, предотвращая дальнейший его разряд. Включение устройства произойдет автоматически при подаче со стороны нагрузки напряжения для заряда аккумулятора.
При коротком замыкании в нагрузке устройство также отключает аккумулятор от нагрузки, Включение его произойдет автоматически, если со стороны нагрузки подать напряжение больше 9,5V. Если такого напряжения нет, то надо кратковременно перемкнуть выходную минусовую клемму устройства и минус аккумулятора. Резисторами R3 и R4 устанавливается порог срабатывания.
Запчасти
1. Монтажная плата(не обязательно, можно навесу)
2. Полевой транзистор любой, подбирайте по А и В. Я взял RFP50N06 N-канал 60В 50А 170 град [TO-220AB]
3. Резисторы 3 на 10 ком, и 1 на 100 ком
4. Биполярный транзистор КТ361Г
5. Стабилитрон 9.1 В
Доп. Можно клеммы + Микрик для запуска.(Я себе не делал т.к. у меня это будет часть другого устройства)
6. Можно по светодиоду на вход и выход для наглядности(Подбирайте резистор, паяйте в параллельно)
Паяльник+олово+спиртоканифоль+кусачки+проводки+мультиметр+нагрузка и т.д. и т.п
Нагрузка 30 Ватт, Ток 2,45 А полевик греется на +50 град(комнатная +24). Охлаждение не нужно.
Побывал нагрузку 80 Ватт … ВАХ-ВАХ. Температура за 120 град. Дорожки начали краснеть… Ну сами знаете нужно радиатор, Хорошо пропаянные дорожки.
Еще один способ развязки аккумуляторов.
С таким вот синдромом собаки Павлова радостным настроением, предвкушая покупку Боинга за рупь, я и забрел в очередной Алишный магазин, торгующий всяким-разным авто-мото-внедорожным хламом, и неожиданно наткнулся вот на какое устройство.
ru.aliexpress.com/item/40…269583.0.0.4cd37031tZZIgQ
Да-да. Это же оно самое — устройство согласования (или устройство развязки) двух аккумуляторов. Тема близкая и больная для всех владельцев кемперов и всех владельцев внедорожников с лебедкой.
Что люди обычно используют для этих целей, кроме механической коммутации? Ну, прежде всего, УРА-400, либо прочие вариации на эту тему с использованием силового твердотельного реле Gruner 750H.
Лично меня все прежде виденные варианты не совсем устраивали, под мои конкретные задачи и локальные условия.
Поясню, почему.
Основной, стартерный аккумулятор у меня AGM, 75Ач. Дополнительный, кемперный, тоже 75Ач, но он гелевый, допускающий глубокую разрядку. Генератор автомобиля на 180 А, и заряжать он может оба аккумулятора одновременно или поврозь, ему не страшно.
Основная бортовая сеть автомобиля висит на AGM аккумуляторе, а вот все дополнительное оборудование, заточенное под кемпинг, висит на гелевой батарее. Это компрессорный холодильник на 60 литров, стояночный отопитель, походный свет, походная мультимедиа, выходы на питание дополнительных устройств от 12 вольт. То есть вроде все как положено – стартерная батарея на стоянке не при делах, ее задача только заводить авто.
Но подпитки стояночной, дополнительной сети от генератора, при заведенном движке, не происходит. На дополнительном аккуме, напомню, даже в пути висит холодильник с запасом еды на неделю. Стратегические запасы. А ведь емкость гелевого аккумулятора не безгранична, и его тоже приходится подкармливать. На стоянке — да, пожалуйста — либо от интегрированного солнечного контроллера Victron Energy Blue Solar с панелями на крыше, либо от интегрированной же девятистадийной зарядки Сорокин 12.94, подключенной к входной розетке 220 вольт на бампере авто. А в пути — только включением этого холодильника в специальный прикуриватель, который у меня работает без ключа в замке зажигания. Тогда при ночевке в поле приходится оставлять холодильник запитанным от основного аккумулятора, что не добавляет спокойствия сну, либо надо его переключать в другой прикуриватель, который запитан от второго аккумулятора. А это уже неудобство и отход от концепции обладания автомобилем, в котором будет предусмотрена защита от дурака на все возможные случаи.
Для исправления ситуации, я соорудил мостик между двумя раздельными бортсетями, на диодах Шоттки. Не понравилось. Да, второй аккумулятор стал заряжаться в пути, и вроде как цель была достигнута. Но, во-первых, он стал получать зарядку от генератора сразу же, с момента заводки авто, что идеологически было неверно – надо было дожидаться достижения порога зарядки основного аккумулятора после работы свечей накаливания и стартера, и только потом переключать на дополнительный. И во-вторых — диоды оказались слабоваты, и потребовали для себя радиаторов. Получилось как инвалид на костылях, некрасиво, громоздко, невиброустойчиво.
В обратную же сторону, то есть от солнечных панелей или кемпинговой электрической сети, во время стоянки, основной аккумулятор все равно не заряжался, что вроде бы не так важно, но хотелось бы, что бы и оно было.
А тут вчитался я в описание лота на Али, призадумался, да и заказал.
Пришло очень быстро.
Инструкция по подключению, лежавшая в коробке, отличалась от той, что была в описании лота, наличием желтого провода. О нем чуть позже.
Установил, и теперь могу сказать, как оно реально работает после соединения по прилагаемой схеме.
Заводим мотор. Генератор начинает пополнять заряд основного аккума. При достижении на нем ( и клемме Start Batt) напряжения 13.3 В, загорается красный светодиод на корпусе, появляется напряжение на клемме Second Batt, и начинается подпитка второго аккумулятора. Если второй аккумулятор был сильно просажен, и в момент его подключения напряжение бортовой сети снизится до 12.8 В – светодиод погаснет, второй аккумялятор отключится, и продолжится зарядка только первой батареи. Поднимется сеть до 13.3 – снова включится зарядка второй батареи. И будут подаваться импульсы на вторую батарею до тех пор, пока на ней не будет устойчивых 12.8 В. После этого две батареи будут заряжаться одновременно. Либо разряжаться, на внешнюю нагрузку, причем ток нагрузки будет делиться между двумя аккумуляторами. И этот ток может быть 125А, сколь угодно долго, либо 140А в течение 15 минут.
Выключаем мотор. Две батареи остаются соединенными параллельно до тех пор, пока напряжение на одной из них не понизится до предустановленного порогового значения 12.8 В. Это полезно при работе автономного отопителя или стационарного инвертора. Две подключенные батареи по 75ач, итого 150ач, отопитель за ночь не высадит. Как только одна батарея просела – красный светодиод гаснет, и две батареи становятся независимыми друг от друга. Стартерная остается в том состоянии, в котором она была на момент размыкания, дальше мы бесчеловечно высаживаем батарею глубокого разряда.
Что будет, если за время стоянки мы подсадили основную батарею частыми включениями света в салоне или еще чем-то подобным? То есть если при включении зарядки от солнца, напряжение бортовой сети просядет ниже 12.8? Правильно – будет все так же, как я написал ранее, применительно к дополнительной батарее. Сперва зарядится до уровня 13.3 дополнительная, потом будет импульсная подпитка основной до момента, когда перестанет проседать напряжение в бортовой сети от повышенного потребления тока основной батареей, а потом начнется зарядка основной батареи постоянным током.
Наверное, это функция с блокировкой чересчур избыточна для данного устройства, но хорошо, что она в принципе есть. Я для себя наметил несколько сценариев ее использования. Пример 1 : когда солнца не сильно много, или по прогнозу скоро дождь, и поэтому хочется за остаток времени зарядить солнцем дополнительный аккумулятор по максимуму. Пример 2: если вы холодной зимой демонтировали дополнительный аккумулятор из его места установки. Причина — не предполагается у вас в ближайшие сутки длительной поездки с автономкой, а просто так возить гелевый аккум зимой не рекомендуется. И чтобы в этом случае не висел у вас в лотке от снятого аккумулятора силовой провод, на котором при заведенной машине появляется до 140 А тока, во избежание пожара лучше сделать тумблер, замыкающий желтый провод на массу, обесточивая таким образом висящий силовой провод.
Пока не проверял, но подозреваю, что брошенный на массу желтый провод будет блокировать не только зарядку, но и разрядку «дальнего» аккумулятора. Для того, у кого в кемпере стоит 200Ач, использовать стартерный аккумулятор нет нужды, и ему этот тумблер блокировки тогда точно пригодится для принудительного разделения цепей starter — house.
Что еще можно добавить про покупку? Сделано качественно. Корпус достаточно толстый и жесткий, все залито компаундом. То, что под компаундом, защищено по IP67. Можно подтянуть два силовых провода с наконечниками, прикрутить на хорошие серебрёные клеммы, закрыть крышкой и кинуть как угодно, не опасаясь, что может коротнуть – все контакты останутся внутри, под крышкой. Этой силовой коробке присвоен IP65. Можно после этого все в сборе в с проводами залить силиконовым герметиком, закрыть крышкой и забыть про этот блок. А можно всю конструкцию в сборе прикрутить на твердое основание, длинными винтами через все тело. Не оторвется.
Коммутация происходит с помощью силового реле (негромко щелкает внутри коробки). Греется несильно.
Когда горит красный светодиод (режим ожидания) – ток потребления около 8.5 мА. Когда светодиод погас и реле отпустило – устройство не потребляет ничего.
Внутри точно есть пара диодов Шоттки – падение напряжения между двумя силовыми клеммами составляет 0.2 В при зарядке с любого конца. В моем случае это дает автоматическое согласование уровня зарядного напряжения при работе от бортового генератора (основная батарея получает 14.4 в пике, гелевая – 14.2 ). А если запитываемся от солнца или от стационарной зарядки – задействованы предустановки солнечного контроллера и многостадийного зарядника.
К слову сказать, у устройств на базе Грюнера нельзя смешивать два аккумулятора разного типа — на них будет идти одно напряжение. Основному аккумулятору это не важно, а вот повышенное напряжение для гелевого будет означать закипание и снижение срока его жизни.
Данное устройство не будет интересно для владельцев УАЗиков с лебедкой – маловат коммутируемый ток.
Но для кемпероводов – самое то. Ток достаточен для запитывания 1.5 квт инвертора, а больше нам в автономке и не надо.
Покупкой доволен и могу ее рекомендовать.
Добавлено спустя 9 месяцев: Все работает как надо, про необходимость нажимания каких-то кнопочек, переключателей, слежение за уровнем зарядки обоих аккумуляторов — ЗАБЫЛ. Полная автоматика, как она должна быть. Батареи всегда полные, отказа не было ни разу.
Как выбрать или сделать самому контроллер заряда автоаккумулятора?
Аккумулятор вместе с генератором являются устройствами, обеспечивающими автомобиль электропитанием. От степени зарядки батареи зависит успешный старт машины и работа приборов, входящих в электрическую сеть при выключенном двигателе. Поэтому важно следить за ее зарядкой. Для контроля зарядки предназначен контроллер заряда автомобильной АКБ. В статье описывается принцип действия устройства, дается инструкция по изготовлению своими руками.
Если не контролировать зарядку, то недозаряд аккумулятора грозит тем, что в один прекрасный момент может не завестись двигатель, особенно в зимний период. Проверить напряжение на клеммах устройства можно с помощью мультиметра. Если говорит контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи на приборной панели, это говорит о том, что у батареи низкая зарядка. Но горение лампочки малоинформативно.
Что такое контролер заряда аккумулятора и какие функции он выполняет?
Контроллер заряда аккумулятора — это специальное устройство, которое автоматически регулирует уровень тока и напряжения в устройстве. Заряд аккумулятора определяется разницей напряжения между двумя клеммами. Таким образом, контроллер предохраняет аккумулятор от избыточного перенапряжения и соответственно повреждения.
Однако, если рассуждать логически, многие приборы могут с легкостью обойтись без контроллера. Если подсоединить устройство напрямую к источнику напряжения, при этом контролируя силу тока и значение напряжения, можно избежать повреждений. Хотя в этом случае заряд устройства будет ниже — 70% от общей емкости аккумулирующего устройства. Таким образом, можно сделать вывод, что контроллер заряда позволяет зарядить устройство на 100%.
Если говорить о том, какие задачи выполняет контроллер, можно сказать:
Параметры выбора
Критериев выбора всего два:
Что такое контроллер и какие разновидности этого устройства существуют?
Стандартных схем контроллеров не существует, однако все они имеют схожие черты. Как правило, большинство из них включают в себя два подстроечных резистора, который контролируют максимумы и минимумы напряжения. Кроме этого, в каждом контроллере есть обмотка реле, которое контролирует диапазон границ. Таким образом, если в аккумуляторе установлена максимальная граница в 15 В, устройство не сможет генерировать энергию выше этого предела.
В зависимости от строения контроллеры могут быть:
Среди устройств, позволяющих контролировать данные параметры, различают:
Контроллеры типа ВКЛ/ВЫКЛ
Этот модуль выполняет функцию выключения аккумуляторов от источника при предельных нагрузках. На сегодняшний день, эти контроллеры используются довольно редко и считаются одним из самых примитивных. Принцип действия контроллера построен на постоянном контроле определенных значений генератора и плеча аккумулирующего устройства. Включение контроллера происходит тогда, когда напряжение на батарее будет ниже номинала, либо будет находиться в пределах параметров напряжения. Выключение устройства происходит в том случае, если напряжение превышает лимит нагрузки, которую может выдержать контроллер. Такие контроллеры широко используются в системах с прогнозируемой нагрузкой, к примеру, в системах аварийного освещения и сигнализации (контроллер заряда-разряда hcx-2366).
Функции
Контролеры созданы для:
Все параметры задают микросхеме или контролеру на этапе производства.
PWM контроллер
Микросхемы управления типа PWM являются самыми современными и многофункциональными с технической точки зрения. Такие устройства позволяют в автоматическом режиме отслеживать значения напряжения и силы тока. После того, как достигается максимально возможное значение, контроллер фиксирует его на плате для стабилизации аккумулирующего устройства. Благодаря этому, достигается максимальная емкость аккумулятора. Данный тип контроллеров имеет и другое название, которое встречается чаще — это ШИМ-контроллеры. Если расшифровать сокращенную аббревиатуру, то получится такое понятие как широтно-импульсный модулятор. Чаще всего такие устройства встречаются в теле- и радиотехнике. Кроме этого, их можно найти в некоторых бытовых приборах и импульсных блоках питания.
Принцип действия PWM контроллера
Напряжение от стандартной солнечной панели переходит по двум проводникам к стабилизирующему элементу. За счет этого, происходит выравнивание потенциалов входного напряжения. После этого напряжение поступает в транзисторы, которые стабилизируют входящие напряжение и ток. Вся система управляется за счет драйвера. Схема устройства включает в себя датчик температуры и драйвер. Данные устройства контролируются силовыми транзисторами, количество которых зависит от мощности устройства. Датчик температуры отвечает за состояние нагрева элементов контроллера. Обычно он находится на радиаторах силовых транзисторов, либо внутри корпуса. От этого его функциональность не меняется. Если температура превышает заданные границы, устройство автоматически отключается.
Способы подключения
Подключение завит от типа устройства.
Специально для пользователей, рядом с клеммами есть обозначения, что к ним подключать. Необходимо учесть строгую последовательность: 1. Подключите аккумулятор. 2. Включите предохранитель на плате, рядом с «+». 3. Вставьте контакты солнечных батарей. 4. Подсоедините контрольную лампу с напряжением 12 или 24 В.
Важно производить подключение в строгой последовательности, учитывая маркировки, нанесенные на клеммы и полярность проводов.
Подключение заметно отличается от ШИМ:
Последовательность и тип подключения будет незначительно отличаться:
Широтно-импульсный модулятор
MPPT контроллер — это модуль контроля электричества, который используется для генерации энергии на солнечных электростанциях. Микросхема устройства работает с максимальными значениями КПД и дает высокие показатели на выходе. Микросхема, в которую входит контроллер данного типа, достаточно сложная и включает в себя ряд устройств, которые выстраивают необходимый порядок контроля. Эта последовательность позволяет контролировать уровни напряжения и тока постоянно, при этом выдавая максимум мощности устройства на выходе. Главным отличием в конфигурации широтно-импульсного модулятора от PWM устройств считается то, что они способны активизировать свой солнечный модуль под погодные условия. Таким образом, мощность при любой погоде будет максимальная, независимо от продолжительности нахождения на солнце.
Изготовление платы
Для работы потребуется:
Для платы понадобится кусок текстолита размером 4Х6 сантиметра. Обрезать её в нужный размер лучше ножовкой по металлу. Потому что при работе ножницами текстолит может расслоиться и появятся грубые заусенцы.
Обязательно обрабатываем кромку мелкой наждачной шкуркой. Чтобы снять слой оксидной плёнки, очень аккуратно обрабатываем поверхность нулёвкой.
Последний подготовительный этап – обезжиривание. Но это перед тем как приложить распечатанную схему.
Как грамотно выбрать контроллер заряда аккумулятора?
Для того, чтобы выбрать нужный контроллер, необходимо определиться с функцией, которую будет нести данное устройство и с масштабом всей установки. Если предполагается сборка небольшой солнечной системы, которая будет контролировать бытовые приборы с мощностью не более двух киловатт, то достаточно установки PWM контроллера. Если же речь идет о более мощной системе, которая будет контролировать сетевое электричество и работать в автономном режиме, тогда необходима установка MTTP контроллера. Все зависит от напряжения которое поступает на контроллер аккумулирующего устройства. PWM-контроллера способны выдержать показатели до 5 кВт, в свою очередь MTTP-модули выдерживают до 50 кВт.
Режим КТЦ АКБ
При старте программы включается заряд АБ с током Is. Через 1 сек АБ переключается на разряд с током Ii. Еще через 1 сек АБ снова переключается на заряд. Так продолжается до тех пор, пока напряжение не достигнет Umax – программа останавливается. Индикация КТЦ выкл. Если напряжение стало выше Umax на 0.2 – остановка программы, индикация ERROR. Если ток заряда или разряда превысил установленные на 0.2 – остановка программы, индикация ERROR.
Если истекло время заряда (параметр H) – остановка программы, индикация ERROR в верхней строке. В нижней строке надпись Time out.
Выбранный режим после отключения от сети не запоминается. При включении всегда режим зарядка.
Как работают электронные модули солнечной батареи?
Микроконтроллеры, или электронные модули, которые являются неотъемлемым элементом солнечной батареи, предназначены для ряда функций, позволяющих сохранять энергию солнечной панели. Генерация энергии солнечной батареей обусловлена падением на ее поверхность солнечных лучей. Благодаря фотоэлементам, солнечных свет генерирует электрический ток. Полученная энергия попадает на контроллер заряда аккумулятора, который отслеживает потребление энергии. Данное устройство регулирует и устанавливает предельное значение силы тока и пропускает ее в аккумулятор-накопитель. Чисто теоретически, без контроллера заряда можно было бы обойтись. Таким образом, вся полученная энергия напрямую бы попадала в аккумулятор. однако, при этом возникал бы риск постоянных перегрузок системы, которые бы в скором времени выводили устройство из строя. Самым ярким примером такого устройства является литий-ионный аккумулятор, который устанавливается в телефонах, планшетах, зарядных устройствах для ноутбуков и других современных гаджетах.
Как сделать своими руками
Если нет возможности приобрести уже готовый продукт, то его можно создать своими руками. Но если разобраться в том, как работает контроллер заряда солнечной батареи довольно просто, то вот создать его будет уже сложнее. При создании стоит понимать, что такой прибор будет хуже аналога, произведенного на заводе.
Это простейшая схема контроллера солнечной батареи, которую создать будет проще всего. Приведенный пример пригоден для создания контроллера для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора с напряжением в 12 В и подключением маломощной солнечной батареей.
Если заменить номинальные показатели на некоторых ключевых элементах, то можно применять эту схему и для более мощных систем с аккумуляторами. Суть работы такого самодельного контроллера будет заключаться в том, что при напряжении ниже, чем 11 В нагрузка будет выключена, а при 12,5 В будет подана на аккумулятор.
Стоит сказать о том, что в простой схеме используется полевой транзистор, вместо защитного диода. Однако если есть некоторые знания в электрических схемах, можно создать контроллер более продвинутый.
Данная схема считается продвинутой, так как ее создание намного сложнее. Но контроллер с таким устройством вполне способен на стабильную работу не только с подключением к солнечной батарее, а еще и к ветрогенератору.