Problem ze zrobieniem ładowarki do akumulatorów ołowiowych

[NeghMC]

Witam, mam problem z którym borykam się od kilku dni. Bardzo bym prosił o pomoc, gdyż nie moge zasnąć 😋

Mianowicie zakupiłem akumulator ołowiowy 12v 7,2Ah sprawny, lecz dość mocno rozładowany, na zaciskach 8,5V miał. Posiadam prostownik który ładuje prądem 4A bez możliwości regulacji, więc nie bardzo nadaje się do łądowania. Postanowiłem zrobić samodzielnie prostą ładowarkę.

Znalazłem wiele projektów, lecz były one skomplikowane, a ja potrzebowałem prostego niezawodnego rozwiązania, i natknąłem się na takie coś: http://elportal.pl/pdf/k07/34_08d.pdf

W schemacie jest błąd, zauważyłem go dopiero po zrobieniu płytki, lecz nie było problemem przelutowania kabelka (minus akumulatora powinien być zaczepiony pod emiter T2), jednak pomimo to układ nie działa poprawnie. Podczas regulacji napięcia na potencjometrze napięcie na zaciskach końcówek odchodzących do akumulatora zmieniało się w zakresie od 14,08 do 14,40 niezależnie od zasilania. W dodaktu akumulator pomimo że na zaciskach miał 8,5V po podłączeniu łądował się prądem maksymalnym 0,05A. Dokonałem kilkakrotnego sprawdzenia wszystkich elementów, rezystorów, tranzystorów (użyłem bc557, bc547), połączeń i zasilania, i wszystko jest poprawnie.

Ne jestem w stanie sprawdzić układu lm317, myśle że działa poprawnie, ale nie dam głowy bo ma on ze trzy lata, na początku użytkowania poddawany był wysokiemu podgrzewaniu spowodowanemu mojej nieznajomości zasad elektroniki. Czy jest szansa że to on jest powodem problemu?

Dodam że elektroniką zajmuję się właśnie od 3 lat, bardzo mało wiem i prosiłbym doświadczone osoby o pomoc.

Z góry dziękuję 🙂

[marek1707]

Problem może leżeć w samym akumulatorze. Jeżeli rzeczywiście ma 8V bez obciążenia i leżał w tym stanie jakiś czas a wcześniej był już używany (i to mocno), to na 99% możesz go wyrzucić 🙁 Prawdopodobnie ma uszkodzoną jedną celę a to przy połączeniu ich szeregowo dyskwalifikuje cały klocek. To na niej odkłada się cały przyrost napięcia, które do niego przykładasz.

Zamiast kombinowania z układem którego działania chyba nie rozumiesz - tak wnioskuję z opisu działań i Twoich wniosków (ale to nic złego, każdy kiedyś zaczynał), weź zwykły opornik np. ten 8.2Ω wyjęty z układu ładowarki, połącz go szeregowo z akumulatorem i całość zapnij do zasilania 13-14V np. z dobrego i naładowanego akumulatora samochodowego. Jeżeli Twój akumulator jest sprawny a tylko rozładowany, napięcie na nim podskoczy o jakieś 1-2V, płynący prąd wyniesie ok. (13V-10V)/8Ω=370mA i w tym stanie możesz to zostawić na długo, aż do naładowania. Policz sobie ile czasu na to potrzeba. Natomiast jeśli aku jest padnięty, napięcie na nim zwiększy się praktycznie do napięcia akumulatora zasilającego a prąd płynął prawie nie będzie. Jeśli to Cię spotkało przy próbach z ładowarką (napięcie po podłączeniu rozładowanego aku skacze mu do 14V a prąd wciąż prawie zero) to masz odpowiedź.

Przykro mi.

BTW: Z jakiego transformatora zasilałeś tę ładowarkę?

A nowo zbudowanych ładowarek nie testuj na akumulatorach. Zrozum jak działają i tak obmyśl eksperyment (z ew. dodatkowymi opornikami i multimetrem), by udowodnić sobie że układ jest OK.

[grg0]

NeghMC,

Tak dla sprawdzenia, jeśli wlutowałeś wszystkie opornik odpowiedzialne za ograniczenie prądu, to właśnie taki prąd jaki zmierzyłeś popłynie z tej ładowarki. W linku który podałeś jest bardzo dokładny opis tej ładowarki i jej uruchamiania.

Edit:

Palnąłem bzdurę. Prąd pownien być wtedy maksymalny.

[NeghMC]

marek1707

Zrobiłem tak jak kazałeś, podłączyłem opornik 8,2 ohma szeregowo z akumulatorem do źródła napięcia 12,18V. Napięcie w tym momencie na akumulatorze wynosiło ok 10V i rosło powoli. Prąd wynosił ok 0.3A jednak malał, i po kilku minutach osiągną praktycznie stałą wartość 0.24A. Po kolejnych kilku minutach natężenie wzrosło do 0.27A i powolutku rośnie. Zatem akumulator jest raczej sprawny. Ale dzięki za informacje, teraz będę wiedział jak sprawdzić akumulator na przyszłość.

Jeśli chodzi o transformator to pominąłem na schemacie zarówno jego, diody prostownicze oraz kondensatory i podłączyłem do mojego zasilacza uniwersalnego o regulowanym napięciu. ustawiłem je na 16V podczas testowania układu.

Układ przed podłączeniem do akumulatora skalibrowałem zgodnie z instrukcją podłączając rezystor pod końcówki A i B. Jednak już wtedy wystąpił w/w błąd.

Zastanawiam się czy nie spróbować w takim razie zbudować coś takiego, co znalazłem w nocie katalogowej lm317, dobierając odpowiednio rezystory aby uzyskać 14,4V i prąd 0,7A

Dodam że rozumiem zasadę działania ładowarki pokazanej na obrazku, natomiast nie mam pojęcia co robi T1 i T2 w schemacie podanym w temacie. Dałby rade ktoś mi wytłumaczyć to? Wiem że napięcie na V(o) będzie wyższe od napięcia na ADJ o 1,25V, ale dla czego tam są te tranzystory?

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[marek1707]

OK, dzisiaj przyjrzałem się schematowi z artykułu w E2000. Jest tam podstawowy błąd. Do takich artykułów schematy są czasem wysyłane w formie rysunku odręcznego lub wydruku z jakiegoś programu CAD, co do którego redakcja lub sam właściciel ma pewne wątpliwości natury hm.. posiadania praw do użytkowania. I dlatego przed wypuszczeniem do druku siada sobie ktoś po architekturze wnętrz (niczego nie ujmując - ma świetny warsztat, ale w trochę inne dziedzinie) i przerysowuje ręcznie schemat tak, by spełniał choćby standardy czasopisma w zakresie wyglądu. No i to co wychodzi niekoniecznie musi być tym, co autor miał na myśli. Właściwie rzecz jest notoryczna, więc musi być w tym jakiś typowy schemat działania.

No to tak: ładowarka akumulatorów Pb to źródło napięciowe z ograniczeniem prądowym, co do zasady, to dokładnie tak jak do LiPoli. No i teraz mamy stabilizator napięcia 317 który jest wygodnym w podobnych aplikacjach scalaczkiem: wystarczy wygenerować na jego pinie REF (tym dolnym) jakieś napięcie, a on powtórzy je podwyższone o 1.25V na swoim wyjściu, do tego z potężną wydajnością prądową (>3A?). Do "zrobienia" napięcia na REF służą tutaj dwa układy: pierwszy to dzielnik R3-PR1-R4 wraz z T2 - i to jest sprzężenie zwrotne od napięcia wyjściowego utrzymujące je na zadanym za pomocą PR1 poziomie. Drugi to układ ogranicznika prądu z zestawem oporników dużej mocy i T3. Ten z kolei fragment ma wyczuwać prąd płynący przez zestaw R8-R12 (trzeba wlutować któryś z nich lub wybierać je przełącznikiem). T3 jest właśnie elementem "sprawdzającym" prąd. Gdy ten będzie odpowiednio wysoki, spadek napięcia na zestawie R8-R12 przekroczy 0.7V, T3 zacznie przewodzić i "zdusi" napięcie na REF. Żeby to zadziałało i T3 mógł obserwować prąd, musi on płynąc przez zestaw R8-R12 więc minus akumulatora musi być podpięty do górnej końcówki zestawu rezystorów. Wtedy główny prąd płynie przez rezystory pomiarowe do minusa zasilania i T3 może wtedy się wykazać czujnością. Na płytce jest to zrobione OK, bo rysunku płytki nikt w redakcji nie "poprawiał".

Rzeczywiście, układ jest bardziej skomplikowany niż typowe ładowarki tego typu, bo autor dodał jeszcze kompensację temperaturową poprzez wykorzystanie zmian napięcia przewodzenia złącza p-n (a ściślej baza-emiter) ale moim zdaniem, przy korzystaniu z takiego sprzętu w warunkach domowych nie jest to potrzebne.

Dodatkowo T2 jest po prostu załączany (a to umożliwia pracę całego łańcucha R1-R2-T1-D5) obecnością napięcia wejściowego co podobno ma zabezpieczać przed rozładowaniem akumulator podłączony do niezasilanej ładowarki. Taka sytuacja jest jednak niemiła dla LM317 (Uwy > Uwe) i starałbym się tego unikać.

Układ powinien zadziałać na poprawnie zmontowanej płytce bez żadnych przeróbek. Nie obejrzałem jej na 100%, ale bardziej wierzyłbym rysunkowi niż schematowi. Fragment z kompensacją temperaturową jest dość pokrętny i zrobiony "na czuja" - jego działanie może być uzależnione od konkretnych typów tranzystorów i choćby z tego powodu prościutki układzik, jaki pokazałeś powyżej będzie zupełnie OK. Też masz stabilizację napięcia (R1-R2) którą musisz przeliczyć na akumulator 12V (jakie przyjmiesz? dla ładowania buforowego czy jednorazowego?) oraz ogranicznik prądu (tranzystor + R3). Policz i zaproponuj wartości elementów dla założonych napięć i prądów wyjściowych i zobaczymy jak Ci idzie 🙂

Możesz trochę zdemolować swoją płytkę i zrobić "nowy", prostszy układ ze starego - wystarczy kilka wylutów i zworek, bo idea użycia 317 jest identyczna.

[NeghMC]

marek1707

Przede wszystkim chciałbym Ci podziękować za aktywne uczestniczenie w tym poście, wyjaśnienie wielu niezrozumiałych dla mnie rzeczy i za to że poświęciłeś czas na przybliżenie mi tego układu dokładniej niż w jest to podane w artykule. Miło że są wśród nas ludzie, którzy mają chęci dzielić się wiedzą i pomagać takim niedoświadczonym elektronikom jak ja.

Układ zrobiony, zastosowałem:

R1 = 1K

R2 = 10K

R3 = 1

Dodałem jeszcze na wyjściu stabilizatora i V(-) LED z rezystorem, gdyż jak dobrze pamiętam powinien on być obciążony jakimś minimalnym prądem.

Dodałem jeszcze jedną rzecz, mianowicie emiter tranzystora zamiast bezpośrednio do V(-), podłączyłem poprzez rezystor R4 = 2(ohmy). Nie wiem czy dobrze zrobiłem, ale chciałem zmniejszyć wzmocnienie tranzystora, ponieważ tranzystor zaczyna bardzo lekko przewodzić już przy ok 0.5V (bardzo mały prąd), a ponieważ prąd płynący z ADJ jest też bardzo mały, to wystarczy niewielkie napięcie na bazie aby tranzystor wszedł w stan nasycenia. Lecz chyba jednak za mała jest wartość tego opornika - sprawdziłem w układzie napięcie na BE podczas ładowania, wynosiło ono 0.65V, a nie tak jak zakładałem: 0.7V, i prąd jest trochę mniejszy niż powinien (0.5A zamiast 0.7). Czy powinienem dać większy opór? Czy to coś zmieni w układzie?

A no i jeszcze jedna sprawa, zbadałem dokładniej ten akumulator który posiadam i faktycznie nie jest on sprawny. Ładowałem go przez 10 godzin prądem 0,5A i po tym czasie napięcie wzrosło z 8.5V do 9.5V, a po odłączeniu spadło po jednym dniu z powrotem do 8.5V. W dodatku zaraz po podłączeniu do ładowania płynie prąd ok 0.05A, dopiero po kilkunastu sekundach nagle skacze do wartości 0.5A. Czy takie akumulatory mają wbudowaną jakąś elektronikę zabezpieczającą czy coś?