Заряджання 24В акумулятора від 12В бортової мережі: реальність чи виклик?
У багатьох проєктах — від мобільних радіостанцій до автономних систем живлення — виникає потреба заряджати 24-вольтові акумуляторні батареї. Часто це — два послідовно з’єднані 12В свинцево-кислотні або літієві акумулятори. Проблема починається тоді, коли єдине доступне джерело живлення — це звичайна 12В бортова мережа автомобіля.
На перший погляд може здатися, що така задача — складна або навіть неможлива без габаритного інвертора чи додаткових блоків. Але завдяки сучасним DC-DC перетворювачам та контролерам заряджання — компактний і ефективний зарядний пристрій можна зібрати самостійно.
У цій статті розглянемо:
-
як правильно з'єднати акумулятори для отримання 24В;
- які труднощі виникають при спробі заряджання їх від 12В джерела;
- практичну схему зарядного пристрою з урахуванням захисту та контролю струму.
Це рішення стане в пригоді для походів, військових або польових умов, де важлива автономність і сумісність з автомобільною мережею.
Головні задачі:
- забезпечити заряд двох послідовно включених акумуляторів;
- контроль напруги на кожному акумуляторі, щоб зарядка була симетричною.
Автором було зібрано пристрій за наступною блок-схемою:
Напруга бортової мережі автомобіля подається на клеми
X2 та
X4. Після подачі 12В сигналу увімкнення запалення на клему
X1 замикаються контакти силового реле
K1. І бортова мережа 12В подається на
ізолюючий DC-DC перетворювач, описаний раніше на цьому сайті. Та через запобіжник
F1 на понижуючий DC-DC-модуль з функцією стабілізації струму на напруги. Наприклад
такий:
Його характеристики:
- вхідна напруга: 5 - 40В
- вихідна напруга: 1.2 - 35В
- мікросхема перетворювача: XL4016E1
- вихідний струм: 0.2 - 9А (при високих струмах може нагріватися понад 65 ° C, в цьому випадку обов'язково використовуйте примусове охолодження, інакше модуль вийде з ладу)
- вихідна потужність: близько 300Вт
- розміри: 6.5 х 4.8 х 2.4 см
Головна особливість цього модуля - це те що він дуже потужний і має режим стабілізації струму, що ідеально підходить для використання у складі зарядного пристрою АКБ. Стабільна напруга після цього перетворювача подається на нижній акумулятор у зв’язці.
Верхній по схемі Понижуючий DC-DC перетворювач живиться від ізольованого DC-DC, це необхідно для того, щоб гальванічно розв'язати цю напругу від бортової мережі і таким чином отримати на виході пристрою дві незалежні напруги, для заряджання пари послідовно включених акумів.
Реле К2 слугує для підключення цифрових вольтметрів до каналів зарядного пристрою. Для візуального моніторингу напруги на кожній з пари АКБ. Коли зникає 12В сигнал увімкнення запалення
К2 відключає вольтметри аби не розряджати акумулятори коли двигун заглушено.
Обидва DC-DC перетворювача налаштовані на струм заряду 6А. І напругу 14В.
Плата з комутуючими реле виготовлялась брутальним, дідівським методом, без складних інструментів та технологій:
Корпус взято від комп'ютерного блока живлення. Ідеально підходить за розміром + має куди встановити 120мм прапєллєр. Щоправда довелось його винести назовні корпусу і відповідно докупити для нього захисну решітку. Після фарбування виглядає так:
Передня панель містить елементи надруковані на 3D-принтері, у якості вхідного коннектора використано XT90. Вхідний кабель 6мм.кв. довжиною 3м. Тут також розміщені вольтметри і помічено який вольтметр відповідає за який акумулятор.
Фото багатого внутрішнього світу:
Зверху все це добро обдуває 120 мм кулер від цього ж корпуса. Він вмикається після подачі сигналу 12В запалення на клему X1.
Фото процесу випробування:
Перевірка виставленого струму 6А. Навантаження дві паралельно включені автолампи:
Перевірка виставленої вихідної напруги 14В:
Виміряний практично ККД для цього зарядного пристрою склав - 82%
Коментарі
Дописати коментар