VRLA akü için pasif şarj dengeleyici devre tasarımı

taydin

Timur Aydın
Staff member
Katılım
24 Şubat 2018
Mesajlar
27,159
Elimdeki 12V VRLA aküler için bir pasif şarj dengeleyici (balancer) tasarımı nasıl yapılır biraz beyin fırtınası yapalım. Devrenin genel olarak çalışma prensibi şöyle:

Devre, durumu takip edilecek olan aküye doğrudan bağlanıyor ve sürekli olarak akü voltajını takip ediyor. 12V luk bir VRLA akünün, şarj olurken üzerinde 14.4V luk bir gerillimin olması gerekiyor. Bu değer, üreticiye göre veya ortam sıcaklığına göre hafif değişiklik gösterebilir. Kullanılan aküye göre devrenin bu voltajın ayarlanmasına imkan vermesi gerekir.

Devre, akü üzerindeki voltaj artarsa, aküye giden akımın bir kısmını üzerine alır ve böylece voltajın düşmesini sağlar (VRLA, sabit akım kaynağı ile şarj edilir). Akü üzerindeki voltaj azalırsa, devre kendi üzerine daha az akım alır ve böylece voltaj artar. Bu şekilde, belli sınırlar içerisinde akü üzerindeki gerilimi sabit tutmaya çalışır. Eğer devre, kendi üzerine aldığı akım değerini ayarlayarak akü voltajını ayarlanan değere getiremezse, bir hata uyarısı üretecek.

Burada varsayım, akü üzerinde her zaman devrenin çalışması için gereken asgari voltajın bulunacağıdır. Yani akü, hiçbir zaman birkaç volta düşmeyeceğini varsayıyoruz. İçerideki hücrelerden birisi kısa devre olabilir belki ve bu durumda 12V luk akü, 10V a düşer. Ama içerideki hücrelerin tamamı herhalde kısa devre olmaz. Eğer böyle birşey olursa, bizim şarj dengeleyici devre artık çalışmayı bırakır, ekran OFF olur ve buradan da aküde dahili bir kısa devre olduğunu anlarız.

Bunun dışında, belki akü sıcaklığını da takip etmek isteyebiliriz. Öyle bir tasarım olmalı ki, şarj dengeleyici PCB, kart üzerine yapıştırıldığında, bir termal sensör de gövdeye temas etmeli. Oraya biraz termal macun uygulamak suretiyle iyi bir ısıl iletkenlik sağlanabilir.

Bunlardan başka nasıl bir özellik olması gerekiyor?
 
Tasarım pasif olduğu için, ve sorunlu akülerde kendi üzerine akım aldığı için, kullanılacak MOSFET'in iyi soğutulması gerekecek. Ayrıca akülerde sorun baş göstermeye başladıktan itibaren, dengeleyici devre sürekli akım çekmeye başlayacak ve enerji sarfiyatı artacak. Eğer dengeleyicinin yolaçtığı enerji sarfiyatı belli bir eşiği geçerse, artık ilgili akünün veya akülerin değiştirilmesi gerekiyor.
 
Merak ettim, acaba dengeleyici tasarımı anahtarlamalı çalışabilir mi? Yani MOSFET belli bir duty cycle ile ON/OFF olacak ve bu şekilde akımı bölecek. Bunun bir avantajı da, oluşan darbe akımı nedeniyle belki bir miktar desulfatör işi de görebilir :)
 
Hocam tl431 + transistörlü şönt regülatörle olur. proteus 8.4 dosyası. Devreyi bire bir kurup çalıştırmadım ama emsalini 3s şarj balans devresinde kullanmıştım.

1779361654823.png
 

Ekler

İşlemcili yapıp durumu da görmek isterim. Bu devrede gördüğüm kadarıyla herhangi bir durum bilgisi verilmiyor.
 
İşlemcili yapıp durumu da görmek isterim. Bu devrede gördüğüm kadarıyla herhangi bir durum bilgisi verilmiyor.
İşlemcili yapacaksanız bir çok veriyi yorumlamanız mümkün. Mesela boştaki gerilimi değerleri de akünün sağlığı hakkında fikir verebilir.
 

Güzel bir çalışma. Ama bu da bir çeşit aktif dengeleme sistemi. Yani ilave, tamamen bağımsız bir akü kullanılıyor ve bu akü ile de seri bağlı aküler arasında şarj transferi yapılıyor. Benim aklımdaki sistem çok basit. Temelde bir MCU, bir MOSFET, şönt direnci, ve birkaç tane uyarı LED'i. Konsept olarak çalıştırıldıktan sonra, minyatür bir TFT ekran dahil edeceğim.

1779440483519.png
 
Evet pasif dengelemede ısı kaybı olacak, ama yeterince sıklıkla durum kontrolü yapılırsa, bu ısı kaybının yarattığı enerji sarfiyatı maliyeti kısıtlı olacak. Sadece iyi bir soğutma önem kazanıyor.

Linkteki ürün güzelmiş gerçekten. Hem de aktif dengeleyici. Herhalde 6 akü için 3 tane almak gerekiyor.
 
6 akü için 5 cihaz gerekiyor. Akülerin iki katı para tutuyor ...

1779450297980.png
 
Bu cihaz işiniz görecekse taklit etmek mantıklı olabilir. Böyle bir devre var sanırım içinde.

Tabi akü voltajlarını denetlemeden tam randımanlı olmaz.


balancer.png


Uğraşır yaparım diyorsanız elimde 2 adet TSSOP pakette orjinal LTC3305 var isterseniz ücretsiz göndereyim. 2 tanesi 6 aküye yeter.
 

Ekler

  • 1779452610994.png
    1779452610994.png
    86.3 KB · Görüntüleme: 8
Son düzenleme:
Teklif için teşekkürler. Haklısın, ilk yapılacak çalışmanın, doğru olduğu bilinen, kanıtlanmış bir yöntemle yapılması daha iyi. Elde çalışan bir referans olduktan sonra DIY olanını yapmak daha mantıklı. Adresi özelden gönderiyorum.
 
1 sene evvel RISC-V'ler ile biraz haşır neşir olmak için kendime şöyle bir board tasarladım, birkaç PCB sipariş ettim ve RISC-V konusunda "tam bana göre" karara vardım.
Bir yerlerden WCH-LinkE bulursan, sana bir adet PCB ve MCU gönderebilirim.
 

Ekler

Forum istatistikleri

Konular
9,173
Mesajlar
147,663
Üyeler
3,730
Son üye
Erdinç GÜRSES

Son kaynaklar

Back
Top