12V 1AH-10AH Akü Şarj Devresi (Otomatik Float Şarj)

Akım Sınırlamalı Kurşun Asit SLA (WET, MF, AGM ve JEL) için 12V Akü Şarj cihazı. Akü şarj devresi SLA aküleri şarj etmek için iki aşamalı bir işlem kullanır. Akım sınırlı hızlı şarj sonrasında otomatik olarak sabit bir voltajda float şarj moduna geçer. Float şarj: yavaş şarj, yüzer şarj, tampon şarj vb. olarak bilinir. UPS cihazlarında float şarj sistemi sayesinde aküler yıllarca dayanmaktadır.

Akü Onarımı Desülfator Devresi yazısında tamir edilen aküleri Led aydınlarma vb. projelerinde kullanacağım bu sebeple akü sürekli şarjda olacak float şarj özelliği olan bu devre akü ömrünün uzun olması için gerekli ayrıca modem veya farklı cihazlar için backup sistemi olarak da kullanılabilir.

Akü şarj devresi hakkında çeşitli bilgiler ve test videosu;

Akü şarj devresinin maksimum şarj akımı 1A’dır. LED, şarj cihazının akünün hızlı şarj modunda olduğunu gösterir. LED söndüğünde akü şarj olmuştur ve şarj cihazı float moduna geçmiştir.

Akım sınırlayıcı dirençler, regülatör ve soğutucu, boş bir aküyü şarj edilirken ısınacaktır. 1A şarj akımında LM317 regülatör yaklaşık 3 watt dağıtacaktır. Şarj devresi, bir kutuya monte edilmişse iyi havalandırılmalıdır.

12v Akü Şarj Cihazı Devre Şeması

PCB çizimi şemaya göre kontrol edildi sorun göremedim fakat baskı alıp test etmedim.

12V pil 6 hücreye sahiptir. Şarj cihazı için aşağıdaki parametreler kullanıldı:

1. Şarj akımı, pil kapasitesinin yaklaşık 0,1 katı olmalıdır. Bu nedenle, 10Ah akü 1A akım (10 x 0.1 = 1) ile şarj edilmelidir. Bu, akü ömrünün uzun olmasına yardımcı olur.

2. Şarj voltajı hücre başına 2,45V = 14.7V

3. Float şarj voltajı hücre başına 2,275V = 13,65V

Akü Şarj Devresinin Çalışması

Şarj cihazının güç kontrolü LM317 ayarlanabilir voltaj regülatörüne dayanmaktadır. Şarj voltajını ayarlamak için R6 120-ohm R8 1.2k dirençleri ve P1 trimpot kullanılır. Çıkış voltajını ayarlarken IC2’yi (LM393) devreden çıkarmak gereklidir.

Akım limiti limit nasıl çalışır? Akım sınırı, R3 ve R4 dirençleri tarafından belirlenir. Bu dirençlerin değeri şu şekilde hesaplanır:

R = 0,6V/I maks

burada 0.6V, transistör açma voltajıdır (nominal) R, R3 ve R4 dirençlerinin paralel bağlantı değeridir I maks, şarj akımı sınırıdır.

1A akım için R = 0,6 ohm (0,6V/1A) yani her direnç 1,2 ohm (1.2//1,2 = 0,6 ohm) olacaktır. Dirençler paralel bağlandığı zaman değeri düşer 0.6 ohm direnç için 2 adet 1.2 ohm direnci paralel bağlayarak kullanıyoruz ayrıca paralel bağlantıda direncin gücü artar 2 adet 0.25w (1/4 çeyrek w) direnç paralel bağlandığında toplam güç 0.50w (1/2 yarım w) olur.

İsterseniz tek yarım w direnç kullanabilirsiniz ama hesaplanan değerlerde yarım w direnç bulunmaz büyük ihtimal.. (Seri, Paralel Direnç Hesaplama Sayfası)

Voltaj düşümü 0,6 volta ulaştığında transistör açılacaktır. Transistör açıldığında regülatörün ADJ pinindeki voltajı düşürür ve bu nedenle çıkış voltajı düşer. Çıkış voltajı düştükçe devre akım sınırını korumak için “stabilize” olacaktır.

LM393`ün işlevi nedir ? LM393 Çift Voltaj Karşılaştırıcısıdır. Birinci karşılaştırıcı float voltajı ayarlamak için kullanılırken diğeri, (IC2B) şarj göstergesi LED’ini sürmek için kullanılır.

Voltaj karşılaştırıcısı, giriş voltajını ayarlanmış bir referans voltajıyla karşılaştırır. Referans voltajı, R10 ve R11 dirençleri tarafından ayarlanır. Bu referans voltajı, regülatör çıkış voltajına göre değişir. Bununla birlikte, akü akım sınırının altında şarj olduğunda, çıkış voltajı sabitlenecek ve böylece referans voltajı da sabitlenecektir.

Voltaj, akım limit dirençleri (R3 ve R4) üzerindeki voltajdır. Bu voltaj, direnç R12 üzerinden karşılaştırıcıya iletilir. 14.7V akü şarj voltajı için regülatör
çıkışı 15.4V (0,7v diyot kaybı ile çıkış 14.7v) olacaktır. Voltaj bölücü , 2 ve 5 numaralı pinlerdeki referans voltajı kullanır. (yaklaşık 85mV)

Regülatör çıkışı Akım sınırlama dirençlerinde 85mV’luk bir düşüşe neden olmak için gereken akım ~142mA’dır.

Bu, pilin tamamen şarj olduğu anlamına gelir. Karşılaştırıcı IC2 çıkışı düşecek. R7, R2 trimpot R8 ve P2 trimpotu paralel hale getirir toplam direnci ve dolayısıyla regülatör çıkış voltajını düşürür, bu da yaklaşık 14.35 volt olacaktır. D3 diyotu üzerinde 0,7V’luk kayıp olacak, akü float şarj voltajı 13,65 volt olacaktır.

Pil şarj olurken LED ışık verir. Şarj cihazı float moduna geçtiğinde LED sönecektir.

Güç kaynağı En az 2A akım ve voltajı 19VDC olmalıdır. Birçok dizüstü bilgisayarla kullanılan yaygın adaptörler kullanılabilir.

Çıkış Voltajının Ayarlanması

Çıkış voltajının ayarlanması LM393 devreye takılı değilken yapılır. Akü şarj terminallerine bir voltmetre bağlayın. Voltaj 14,7 volt olana kadar P1 trimpotu ayarlayın. Sonra giriş voltajını kesin ve LM393 entegresini sokete takın. Giriş voltajını tekrar bağlayın ve çıkış voltajı 13.65v olana kadar trimpot P2’yi ayarlayın Şarj cihazı artık kullanıma hazırdır.

Notlar: 10AH Akü şarjında (1A) giriş ve çıkışdaki 1N4007 diyotlar baya ısınıyor ama arıza yapmadılar yinede 2 amper diyot kullanmak daha mantıklı. Denemedim fakat LM338K veya paralel LM317 bağlantısı ile daha yüksek kapasitede aküler şarj edilebilir bu durumda daha büyük soğutucu ve akım sınırlama direncinin gücü yüksek olmalı ayrıca R10 ve R11 dirençlerinin akünün tam dolu olduğunda çektiği akıma göre ayarlanması gerekibilir.

Kaynak: kitsrus.com/pdf/K193.pdf

Akü şarj devresi gerber, pcb dosyaları;

Float şarj özelliği olan diğer akü şarj devreleri;

https://320volt.com/kursun-asit-akuler-icin-akilli-sarj-devresi-6v-12v/

https://320volt.com/kursun-asit-akuler-icin-akilli-sarj-devresi-6v-12v/