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麒麟城娱乐:如何给老化的汽车电池充电?

来源:http://www.songyunqing.com/作者:佚名 日期:2019-03-26 12:10 浏览:

许多年前,我被困在家里,因为我的汽车电池没电了,因为我住在离最近城镇10英里的农场里。。 由于我不可或缺的“家庭实验室”,我终于想出了一个解决方案,尽管只有几个元件,包括LM723和2N3055,以及一些电阻和微调电位计。。 麒麟城娱乐注册 事实证明,一块面包板可以很容易地建造,而且非常可靠。如有必要,可以更换任何功率比较器 此外,我后来发现它只是一个电流有限的恒压源,几乎不需要维护或记录,这真的很棒。

三十年后,这辆越野车很少被使用。它的电池已经老化,但它仍然必须保持充电状态,这促使我重新检查旧的设计。我不是一个老式的顽固分子,我的大部分职业是采矿和化学工业的可编程逻辑控制器编程,但我已经在射频研发实验室工作了很长时间,在我心中我是一个喜欢模拟电路的人。我使用一种叫做“焊料”的旧“编程语言”来实现ADI所需的逻辑,因此这种电路设计可以用来“升级”任何旧充电器。我真的很喜欢这个模拟方案。!

稍加研究就会发现,汽车用铅酸电池不同于传统的深度充放电电池。汽车电池具有启动汽车发动机的大电流容量,但是不能很好地执行深度放电或浮动充电(也称为阶段3充电。起动电池的极板结构需要最大化表面积,并且电解质比重高于其它电池,以提供大的起动电流。像常规电池一样,汽车电池也可以保持深度放电状态,经历永久硫酸盐化,放电过程中产生的微小硫酸铅晶体转化为稳定的晶体形式并沉积在负极板上。另一方面,汽车电池的浮动电荷容易引起过饱和,导致正极片氧化,从而缩短电池寿命。因此,充电电压和充电周期非常关键,这对于汽车电池和常规电池是不同的。此外,充电电压应随着环境温度的升高而降低,环境温度为25欧姆;高于摄氏度时,减额应为每摄氏度3mV。

无花果。1显示了第一和第二阶段的充电周期。阶段1和阶段2可以由图1的电路实现。2 。当充电电流降低到低于第2相恒压模式的电流极限时,迫使第1相的充电电流在电流极限内保持相对恒定。一个经验是,当电流不再减少时,电池充满电。

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图1 :第一阶段和第二阶段充电周期。

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无花果。2 :初始电源单元( PSU )以恒流模式运行,直到负载电流降至限流阈值以下。调节顺序为:调节VR21K电位计,空载条件下设置Vout=14。1V。

硬化或永久硫酸盐化与时间和放电状态有关,因此如果车辆不经常使用,建议采用一些方法来监控电池电压,并在电压降至低于全电压的某个值时重新充电。在第一阶段初始充电前设定电压值时,需要考虑车辆的放电率。。

充电速率、电流、电压和浮动电压的准确数据因电源而异。从大多数数据源来看,为了在不降低电池使用寿命的情况下对电池进行最佳充电,不允许电池过热、硬硫酸盐化、气体析出和过饱和。该设计示例旨在尽可能简单地实现上述目标。唯一使用的工具是烙铁、螺丝刀和万用表。

无花果。图3显示了完整的电路,该电路提供恒压限流以完成充电的第一和第二阶段。一旦充电电流降低到大约200毫安的稳定值,充电停止,电池放电到小于12安培。6V充电。微调电位器的使用在设置充电器时可以有一定的自由度,因此可以满足大多数12V汽车电池的充电要求。

D4是完全可选的,充电电压可以随着环境温度而降低。它在实验室里运行良好,但在德克萨斯州炎热的夏天,它的性能仍有待观察。! 通常如果环境温度超过49摄氏度。c ( 120 & ordm;f )、不应充电,以延长电池的使用寿命。

U1和Q1形成恒压限流源,VR2设置最大充电电压,VR4设置限流。只要U2的负载(充电)电流信号高于设定值,U3的输出将非常低,从而激励RL1并向电池提供充电电流。

设定值应为最大充电电流的3 % ~ 5 %。 这可以通过电阻负载或通过监控电池充电周期和观察充电器变平时的电流值来实现(见图。1 )。根据充电电流和初始充电状态,这种方法可能需要长达13小时左右。一旦充电电流低于设定值,U3的输出将变高并反向偏置D1,从而关断Q2并关断RL1。图3 :修改后的完整电源电路。电源以连续导通模式运行,直到负载电流降至限流阈值以下。当电池电压低于12时。

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在96V时,充电循环开始,RL1关闭。

当充电电流降至200毫安以下时,充电周期结束,RL1接通。步骤1 :调节VR2 10k电位计,在空载条件下设置恒定电压Vout=14。1V。。步骤2 :调节VR4a/b 1k电位器,将短路状态下的电流限值设置为期望值;。

步骤3 :当负载电流低于充电电流的3 % ~ 5 % (或饱和电流)时,调节VR1 10k电位计断开继电器1(RL1 ),从而断开电池;。步骤4 :当电池电压降至12以下时

5 ~ 12

在6V之间的值,调节VR3 10k电位计以闭合继电器1(RL1 )

U4用于监控电池电压,也用作比较器,但其设定点连接到反相输入端。因此,当电池电压低于设定值时,U4的输出将变为低电平,Q2将导通,RL1将被激励,充电电流将被施加到电池。当电池电压超过设定值时,U4的输出将变高并反向偏置D2,从而关断Q2并断开RL1的电源。

VR3用于将电池电压调整到VR1提供的设定值。使用相同的电流和电压设定值可以节省几个电阻。U3和U4的输出是二极管或、U3、U4、D1、D2、Q2和RL1,电池形成一个控制回路来自动控制充电周期。电路中包括RL1和Q2的元件需要调整以适应RL1的线圈电阻。元件值可以改变以适应当前情况,并且电阻比应该保持在适当的值以获得类似的调节范围。!

至于RL1,任何大电流汽车继电器都是一个很好的选择。Q2和RL1的元件值取决于RL1的线圈电阻。

使用的继电器是10A / 12V / 1000ω;类型。单极开关可以切换U5的输入,在万用表上显示电流输出或电池电压。。。只要输出可以在任一轨的200毫伏范围内摆动,就可以使用任何运算放大器。

LM358被用作U3和U4位置的比较器,因为它们容易获得,并且它们的应用相对成熟。

如果Q1是达林顿管,R1值减小,最大电流可以增加。模拟中使用的LT1413可以代替电路板上使用的LM358。U2可以由集成电流传感器替代,如LTC6102。控制电路的升级首先由LTspice模拟,然后在原型板上构建和评估而不需要焊接,最后添加到现有充电器中,如图2和3所示。4和5。。图4 :现有充电器。

图5 :向现有充电器添加无焊原板。应该注意的是,不同来源的电池和充电电压参数可能存在明显差异。

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由于造成硬硫酸盐化或腐蚀的低压和高压之间的差异很小,因此有必要检查电池制造商的具体电池参数。

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不同的来源也提供了一个经验法则,即0。

1 & ordm;c或最大充电电流的3 % ~ 5 %停止充电。当施加正确的充电电压时,充电电流逐渐减小,直到停止减小,这是确定何时停止充电的最佳方式。一个充电周期足以提供所需的测量值。(原文发表在ASPENCORE的EDN英文网站上,并附有参考链接:保持老化电池充电。)。《电子技术设计》2018年12月号保留所有权利,禁止重印。

。。)

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