Loodzuur-batterij lader circuit: Optimale laadstrategieën verkend

Een loodzuur-batterij lader circuit is een waardevolle energiebron voor de meeste systemen, en je vindt het in de motorfietsbatterij. Het is een eenvoudig circuit dat het laden van gangbare 12-Volt SLA-batterijtypen faciliteert.

Daarom is het essentieel bij het laden van back-up stroomsystemen. Verschillende batterijfabrikanten geven diverse laadtechnieken. De kern is echter het loodzuur-batterij lader circuit.

Bekijk onze uitgebreide presentatie van het circuit voor verder begrip.

Wat is een loodzuur-batterij lader circuit?

Fig 1: Een auto accu laden

Een loodzuur-batterij lader circuit wordt gebruikt om standaard back-up stroomsystemen op te laden. Zo'n batterij vereist een stroombegrensde voeding die een constante spanning over de Polen handhaaft, en je moet het de juiste stroom leveren. Het leveren van zo'n stroom op de vereiste snelheid is waar dit circuit van pas komt. Het biedt een voldoende lading aan de batterij en schakelt uit wanneer deze voltooid is.

Belangrijke parameters bij het ontwerpen van het circuit

Figuur 2: Een monteur wisselt een 12V loodzuur-batterij

Alle batterijproducten hebben een afgedrukte batterijspanning, afhankelijk van de batterijgrootte. Om de batterij gezond te houden, zorg dat je de werkelijke batterijspanning levert. Anders vermijd je batterijstoringen niet.

Ook zijn er belangrijke parameters voor alle batterijtechnologieën die je moet overwegen. Elke lader moet aan elk van de volgende voldoen:

• Omdat een ongeregelde voeding de batterij beschadigt, moet de lader constante stroom leveren. Als de stroom daalt, zal de batterij onderladen raken.
• Het moet een batterijspanningsniveau leveren van minimaal 17% meer dan de afgedrukte batterijspanning.
• Hoewel dit niet verplicht is, moet het een drijvende lading hebben, wiens essentie is om batterij-zelfontlading te voorkomen.
• Het moet de stroomsnelheid afsnijden wanneer de batterij de drempelwaarde bereikt.

Componenten van loodzuur-batterij lader circuit

Circuitdiagram

Hier is het complete circuitdiagram van dit batterijladingsproces.

Figuur 3: Een loodzuur-batterij lader circuit

Componenten

Voor een montage van back-up batterij ladersystemen heb je de volgende onderdelen nodig:

• Brug gelijkrichter: Converteert AC invoerstroom naar DC. Essentieel voor de levering van het juiste stroomtype.
• Weerstanden: Help bij het controleren van de stroomniveaus.
• Twee Diodes – een Zener en een 1N4007: Nuttig wanneer het circuit de afsnijspanning bereikt.
• Een groene LED of elk LED-display.
• Een potentiometer: Geeft het potentiële verschil van het circuit.
• Een 12 V Relais: Houdt het circuit operationeel zelfs wanneer de stroom uitvalt.
• Een LM 317 IC: Faciliteert het handhaven van een constante spanning. Essentieel voor het verbeteren van de batterijlevensduur.
• Een 7815 spanningsregelaar: Een van de gangbare spanningsregelaartypen. Het produceert een constante spanning van 15 V.

Kalibreer het circuit

Voordat we het batterijladingsproces uitleggen, kijken we naar het kalibreren van het circuit. Hiervoor heb je een labvoeding nodig.

Figuur 4: Een loodzuur-batterij met fabrikantlogo

Tijdens kalibratie, zorg dat de DC-voeding op 14,5 V staat. Sluit de voeding aan op de positieve en negatieve terminalen van het circuit. Zet de jumper op kalibratie-modus en draai de potentiometerknop tot je LED rood wordt. Zodra dit niveau bereikt is, koppel de voeding los en zet de jumper terug op gebruik-modus. Je circuit is nu klaar voor gebruik, en je kunt het aan een AC- of DC-voeding koppelen.

Let ook op het volgende:

1. We hebben de voeding ingesteld op 14,5 V, het afsnijpunt van het circuit. Bij deze instelling bereik je ongeveer 75% van de laadpercentage.
2. Je kunt het laadpercentage verhogen naar een hogere waarde, zoals 100%. Hiervoor moet je de spanningsregelaar elimineren. Dit stelt de afsnijspanning in op ongeveer 16 V. Vermijd dit wel, want het levert ongeveer 18 V aan de batterij.

Figuur 5: De prestaties van een loodzuur-batterij controleren

Circuit uitleg

Let op het volgende voor dit circuit:

• Je sluit de DC-spanning aan op de spanningsingang van de spanningsregelaar. De voeding laadt de batterij via de weerstand en het relais.
• De Zener-diode wordt actief wanneer het circuit de afsnijspanning bereikt. Het doel is om ervoor te zorgen dat de transistor voldoende basisspanning heeft.
• Het resultaat is de activatie van de transistor. Hierdoor krijgt het een hoge uitgang. Het signaal activeert het relais om in te schakelen, wat de batterij ontkoppelt.

Verschillende manieren om te laden met het loodzuur-batterij lader circuit

Je kunt verschillende manieren gebruiken om het loodzuur-batterij circuit op te laden. We bekijken ze in detail.

Met een enkele Op-amp

Figuur 6: Industriële loodzuur-batterijen

Eenvoudige stappen om de werking te begrijpen. Eerst configureer je het systeem in drie stappen. Bijvoorbeeld de voedingsfase. Hier heb je een brug gelijkrichter netwerk en een transformator nodig.

Tijdens configuratie kun je een vulcondensator in serie met de brug gelijkrichter weglaten. Om de DC-uitgang te verbeteren, overweeg het toe te voegen. Een 1000 μF/25 V condensator is het beste hiervoor.

Vergeet niet de systeemuitgang aan te sluiten op de batterij die je wilt laden.

Vervolgens sluit je een 741 IC spanningscomparator aan, wiens essentie is om de batterijspanning tijdens het laden te detecteren. Verbind deze IC met de batterij, maar gebruik een 10 kΩ preset in de verbinding.

De preset zal handig zijn om de IC terug te zetten wanneer de batterij vol is.

Je moet de IC ook aan een spanningsdelernetwerk koppelen. De componenten hiervan zijn een 6 V Zener-diode en een 10 kΩ weerstand.

Sluit de IC-uitgang aan op de relais-driverfase. Hier heb je een transistor nodig voor de controle van het circuit.

Wat er gebeurt bij aansluiten: Bij indrukken van de schakelaar, faciliteert het het omzeilen van het relais. Het circuit gaat door, voor een korte tijd.

De IC detecteert de batterijspanning. Omdat de niveaus laag zijn, zorgt de IC voor een gemeenschappelijke logische uitgang. Hierdoor gaan het relais en de transistor aan. De rol van het relais is om deze stroom vast te houden, zodat het circuit operationeel blijft zelfs als de schakelaar uitstaat. De batterij begint te laden.

Wanneer het laadniveau 14 V nadert, detecteert de IC dit opnieuw. Hierdoor schakelt het naar hoge logische uitgang. Als reactie schakelt de transistor het relais uit. Op dat moment gaat het circuit uit, en blijft uit tot je het opnieuw inschakelt, omdat het maximaal is opgeladen.

12 V, 24 V / 20 A Lader met twee op-amps

Figuur 8: De spanningniveaus van een loodzuur-batterij controleren

Dit is de tweede optie. Het werkt op een vergelijkbaar principe als de eerste.

Zonder batterij is het circuit uit. Het relais houdt de verbinding uit tijdens deze fase.

Nu een geval met een ongeladen batterij aangesloten. Het circuit schakelt in. De IC detecteert het lage potentieel en start het laadproces.

Let op: in dit circuit werken de twee op-amps in tandem. Ze faciliteren het hysteresisproces tijdens het laden, en beide werken ook om het hysteresisproces om te keren wanneer het batterijniveau weer laag gaat.

Met IC 7815

Figuur 9: Verschillende IC's

Je kunt de batterij laden zonder relais of IC. Hiervoor heb je een emitter-volger type circuit nodig. Dit betekent dat de emitter de transistor alleen laat werken als zijn potentieel onder het basispotentieel is. De actie treedt op wanneer de emitterpotentieel ongeveer 0,7 V lager is.

Het gebruik van de IC 7815 is om een geregelde spanning van 15 V te leveren. Het potentiaalverschil is het verschil tussen 15 V en 0,7 V. Dus 15 V – 0,7 V = 14,3 V. Daarom is 14,3 V de drempel waarop de batterij ontkoppelt en ophaalt met laden.

12 V 100 Ah Loodzuur-batterij Lader Circuit

Je kunt dit circuit ook maken met IC 78H12A. Let wel op de systeemspanning voordat je het aan de batterij koppelt, om compatibiliteit te garanderen.

Tijdens aansluiting heb je verschillende diodes nodig. Vier ervan kunnen 1N4007 zijn. Zorg dat de anderen een waarde van tien ampère en hoger hebben. Je kunt dit bereiken door 6A4 typen diodes te koppelen.

In dit circuit is het installeren van een heatsink imperatief voor effectieve warmteafvoer, en het faciliteert efficiënte werking van het circuit.

IC 555 Loodzuur-batterij Lader Circuit

Figuur 10: Een auto accu

Deze vorm van het circuit helpt je bij het laden van elke batterijgrootte. Je kunt het op twee primaire manieren aansluiten:

IC 555 als Controller IC

In dit circuit fungeert je IC 555 als comparator, wat de vergelijking van de batterijlaadcondities faciliteert. De voeding is ook allesbehalve gecompliceerd, je hebt alleen een brugnetwerk nodig. Bij het kiezen van de diodeswaarde, rekening houden met de batterijlaadstroomsnelheid.

Zorg altijd dat de diodeswaarde het dubbele is van de batterijlaadstroomsnelheid. Zorg ook dat de Ah-waarde van de batterij tien keer de laadstroomsnelheid is.

IC 555 Stroom-afhankelijke batterijlader

Figuur 11: Een 12V Auto accu

Sluit dit circuit aan als een reset-latch systeem. Bij eerste toepassing van voeding start het systeem niet direct, en op dit moment ontkoppelt het de relaiscontact. De batterij is op dit moment de belasting.

Wanneer je het relais inschakelt, activeert het de schakeling van het circuit. Stroom vloeit als resultaat. Vergelijkbaar met de andere circuits, verschuift het relais de winst afhankelijk van de wind.

Conclusie

Een loodzuur-batterij lader circuit is een van de fundamentele elektronische systemen, en je hebt het nodig voor het laden van de batterijsystemen van alle loodbatterijen. We hebben je alle cruciale info gegeven voor een compleet begrip van de werkingsprincipes.

Wij zijn je vertrouwde site voor informatie over elektronische componenten. Neem contact met ons op wanneer je vragen hebt, we reageren direct.