www.savemotor.com

บทความ

วงจรเครื่องชาร์จแบตเตอรี่กรดตะกั่ว

13-02-2564 23:02:45น.

วงจรเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่อธิบายไว้ในบทความนี้สามารถนำไปใช้สำหรับชาร์จแบตเตอรี่ตะกั่วกรดได้ทุกประเภทในอัตราที่กำหนด

    บทความนี้อธิบายวงจรเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ตะกั่วกรดบางส่วนที่มีระบบตัดการชาร์จไฟเกินอัตโนมัติและระบบตัดการคายประจุต่ำ การออกแบบทั้งหมดนี้ผ่านการทดสอบอย่างละเอียดและสามารถใช้เพื่อชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์และแบตเตอรี่ SMF (Sealed Maintenance Free)  ทั้งหมดได้ถึง 100 Ah และ 500 Ah

บทนำ

โดยปกติแบตเตอรี่กรดตะกั่วจะใช้สำหรับงานหนักที่เกี่ยวข้องกับแอมป์จำนวนมากถึง 100 แอมป์ ในการชาร์จแบตเตอรี่เหล่านี้เราจำเป็นต้องจำเพาะเจาะจงใช้เครื่องชาร์จที่มีอัตราในการชาร์จแอมป์สูงได้เป็นระยะเวลานานพอ โดยเฉพาะเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ตะกั่วกรดจำเป็นต้องได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ที่ใช้งานหนักผ่านวงจรควบคุมเฉพาะ

วงจรเครื่องชาร์จแบตเตอรี่กรดตะกั่วที่มีประโยชน์และกำลังสูงทั้ง 5 แบบที่นำเสนอมานี้สามารถใช้สำหรับชาร์จแบตเตอรี่กรดตะกั่วกระแสสูงขนาดมากได้ถึง 100 ถึง 500 Ah การออกแบบเป็นไปโดยอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์แบบและเปิดปิดพลังงานไปที่แบตเตอรี่ด้วยตัวเองเมื่อแบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้ว

Ah ความหมายคืออะไร

    หน่วย Ah หรือแอมแปร์ - ชั่วโมงในแบตเตอรี่ใด ๆ หมายถึงอัตราที่เหมาะสมที่แบตเตอรี่จะหมดหรือชาร์จเต็มภายในช่วง 1 ชั่วโมง ตัวอย่างเช่นหากชาร์จแบตเตอรี่ 100 Ah ด้วยอัตรา 100 แอมป์จะใช้เวลา 1 ชั่วโมงในการชาร์จแบตเตอรี่จนเต็ม ในทำนองเดียวกันหากแบตเตอรี่หมดที่อัตรา 100 แอมแปร์เวลาสำรองจะอยู่ไม่เกินหนึ่งชั่วโมง "แต่เดี๋ยวก่อนอย่าลองทำเช่นนี้เนื่องจากการชาร์จและการคายประจุในอัตรา Ah เต็มอาจเป็นอันตรายต่อแบตเตอรี่กรดตะกั่วของคุณ" หน่วย Ah มีไว้เพื่อให้เรามีค่ามาตรฐานเท่านั้น ซึ่งสามารถใช้เพื่อทราบเวลาในการชาร์จและคายประจุโดยประมาณของแบตเตอรี่ตามอัตรากระแสพิกัดที่กำหนดเท่านั้น

ตัวอย่างเช่นเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ที่กล่าวถึงข้างต้นที่อัตรา 10 แอมแปร์โดยใช้ค่า Ah เราสามารถค้นหาเวลาชาร์จเต็มได้ในสูตรต่อไปนี้:

Time = Ah Value / Charging Rate

เนื่องจากอัตราการชาร์จเป็นสัดส่วนผกผันกับเวลาเราจึงมี:

โดยที่ 100 คือระดับ Ah ของแบตเตอรี่ 10 คือกระแสไฟชาร์จ T คือเวลาที่อัตรา 10 แอมป์

T = 100 / 10

T = 10 ชั่วโมง


พารามิเตอร์ที่สำคัญที่ต้องพิจารณา

    แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีราคาแพงและคุณต้องมั่นใจว่าแบตเตอรี่จะอยู่ได้นานที่สุด ดังนั้นโปรดอย่าใช้แนวคิดเกี่ยวกับเครื่องชาร์จราคาถูกและยังไม่ผ่านการทดสอบ ซึ่งมันอาจดูไม่มีอะไรมากแต่อาจเป็นอันตรายต่อแบตเตอรี่ของคุณอย่างช้าๆ

    คำถามใหญ่คือวิธีการชาร์จแบตเตอรี่ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญหรือไม่? ตอบง่ายๆคือไม่ เนื่องจากเมื่อเราใช้วิธีการชาร์จในอุดมคติตามที่กล่าวไว้ในเว็บไซต์ "Wikipedia" หรือ "Battery University" เราจะพยายามชาร์จแบตเตอรี่ด้วยความจุสูงสุดที่เป็นไปได้ ตัวอย่างเช่นในระดับ 14.4 V ที่ดีที่สุดแบตเตอรี่ของคุณอาจชาร์จเต็มแล้ว แต่อาจมีความเสี่ยงที่จะใช้วิธีการปกติเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้โดยไม่มีความเสี่ยงคุณอาจต้องใช้วงจรเครื่องชาร์จขั้นสูงของเครื่องชาร์จขั้นสูงซึ่งอาจสร้างได้ยากและอาจต้องใช้การคำนวณมากเกินไป

    หากคุณต้องการหลีกเลี่ยงปัญหานี้คุณยังคงสามารถชาร์จแบตเตอรี่ของคุณอย่างเหมาะสมที่สุด (@ ประมาณ 65%) โดยตรวจสอบให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ถูกตัดออกในระดับที่ต่ำกว่าเล็กน้อย วิธีนี้จะช่วยให้แบตเตอรี่อยู่ภายใต้สภาวะเครียดน้อยลงเสมอ เช่นเดียวกับระดับและอัตราการปลดปล่อย

โดยทั่วไปเราจะต้องปฎิบัติตามพารามิเตอร์ต่อไปนี้เพื่อการชาร์จที่ปลอดภัย ซึ่งไม่ได้้เป็นการใช้ขั้นตอนพิเศษในการชาร์จใดๆเลย :

  1. กระแสคงที่หรือกระแสคงที่ (ให้กระแสอยู่ที่ประมาณ 1 ใน 10 ของระดับพิกัด Ah ของแบตเตอรี่)
  2. แรงดันคงที่หรือแรงดันไฟฟ้าคงที่ (สูงกว่าระดับแรงดันพิกัดไฟฟ้าที่ระบุไว้ที่แบตเตอรี่ 17%)
  3. การป้องกันการชาร์จเกิน (ตัดเมื่อแบตเตอรี่ถูกชาร์จถึงระดับที่กำหนดไว้)
  4. Float Charge (เป็นทางเลือก ไม่ได้บังคับใดๆเลย)

หากคุณไม่ได้ปฎิบัติพารามิเตอร์ขั้นต่ำเหล่านี้ในระบบของคุณอาจทำให้ประสิทธิภาพลดลงอย่างช้าๆและทำให้แบตเตอรี่ของคุณเสียหาย ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานสั้นลงอย่างมาก


ตัวอย่างเช่นหากแบตเตอรี่ของคุณได้รับการจัดอันดับที่ 12 V, 100 Ah ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าขาเข้าคงที่ควรสูงกว่าค่าที่พิมพ์ไว้ 17% ซึ่งเท่ากับประมาณ 14.1 V (ไม่ใช่ 14.40 V เว้นแต่คุณจะใช้เครื่องชาร์จแบบ Step charger)

กระแส (แอมแปร์) ควรเป็น 1/10 ของระดับ Ah ที่พิมพ์บนแบตเตอรี่ดังนั้นในกรณีของเราอาจเป็น 10 แอมแปร์ อินพุตแอมป์ที่สูงขึ้นเล็กน้อยสามารถใช้ได้เนื่องจากระดับการชาร์จเต็มของเราต่ำลงแล้ว

แนะนำให้ทำการตัดการชาร์จอัตโนมัติที่ 14.1 V ที่กล่าวมาข้างต้น แต่ไม่ได้เป็นการบังคับเนื่องจากเรามีระดับการชาร์จเต็มต่ำกว่าเล็กน้อยแล้ว

Float Charge เป็นกระบวนการลดกระแสให้เหลือเพียงเล็กน้อยหลังจากที่แบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้ว วิธีนี้จะป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่คายประจุเองและถือไว้ที่ระดับเต็มอย่างต่อเนื่องจนกว่าผู้ใช้จะนำแบตเตอรี่ออกเพื่อใช้งาน เป็นทางเลือกที่สมบูรณ์ อาจจำเป็นเฉพาะในกรณีที่คุณไม่ได้ใช้แบตเตอรี่เป็นเวลานาน ในกรณีเช่นนี้คุณควรถอดแบตเตอรี่ออกจากเครื่องชาร์จและเติมแบตเตอรี่เป็นครั้งคราวทุกๆ 7 วัน

วิธีที่ง่ายที่สุดในการรับแรงดันและกระแสคงที่คือการใช้ IC ควบคุมแรงดันไฟฟ้าดังที่เราจะกล่าวถึงต่อไป แต่มีอีกอีกวิธีง่ายๆคือใช้พาวเวอร์ยูนิต  SMPS (Switching Mode Power Supply) 12V 10 แอมป์สำเร็จรูปเป็นแหล่งพลังงานขาเข้าเข้า พาวเวอร์ยูนิต SMPS จะมีค่าตัวพรีเซ็ตขนาดเล็กที่มุมซึ่งสามารถปรับค่าได้ถึง 14.0 V. 

จำไว้ว่าคุณจะต้องเชื่อมต่อแบตเตอรี่เป็นเวลาอย่างน้อย 10 ถึง 14 ชั่วโมงหรือจนกว่าแรงดันขั้วแบตเตอรี่ของคุณจะถึง 14.2 V. แม้ว่าระดับนี้อาจดูต่ำกว่าระดับเต็มมาตรฐาน 14.4 V เล็กน้อย แต่ก็ทำให้มั่นใจได้ว่าแบตเตอรี่ของคุณจะไม่มีวันหมด ชาร์จแล้วรับประกันอายุการใช้งานแบตเตอรี่

รายละเอียดทั้งหมดแสดงอยู่ในอินโฟกราฟิกด้านล่างนี้:





ขอบคุณข้อมูลจาก

Thank you for DATA from

https://www.homemade-circuits.com/high-current-10-to-20-amp-automatic/