Простая зарядная станция для дома и работы своими руками из доступных и дешёвых деталей и гаражного хлама

Описана практическая конструкция простой и эффективной зарядной станции, легко и быстро собираемой в домашних условиях из недорогих распространённых деталей

Ставилась задача - быстро собрать простую и не дорогую зарядную станцию с автоматической подзарядкой от сети, с минимальными затратами, быстро и адаптируемую к любым типам аккумуляторов. Условием было создание максимально универсальной платформы, подлежащей разнообразному дооснащению и эксплуатирующейся по принципу "вставил шнур в розетку и не паришься о том, чтобы аккумулятор был заряжен". Также условием была максимальная экономичность при питании от аккумуляторов. Другими словами, требовалось получить максимальный эффект за минимум денег и времени.

Для упрощения и ускорения сборки зарядную станцию решено было собрать с использованием имеющихся в продаже готовых модулей и гаражного хлама.

Схема и конструкция конкретной описанной зарядной станции спроектирована и исполнена исходя из следующих условий:

Наличие большого количества просящих утилизации Li-Ion элементов аккумуляторов формата 18650
Возможность работы как от внутренней, так и от внешней аккумуляторной батареи
Диапазон входных напряжений внешней аккумуляторной батареи 9-18 вольт (всеядность)
Автоматическая зарядка от сети 220 вольт, заряжающая только внутреннюю аккумуляторную батарею
Выход на USB 5 вольт, 3-5 А
Выход на ноутбук 19 вольт 3 А
Выход на паяльник постоянного регулируемого (для регулировки мощности) 150 - 260 вольт 0,3 А (опционально)
Так, как имеется внешний аккумулятор 12 вольт 100 А/ч и инвертор, формирование ~ 220 вольт зарядной станцией не требуется

Наличие достаточного количества гаражного утиля (гетинаксовых панелей, метизов, старых отечественных радиодеталей, проводов, уголков и т. д.) Для ускорения сборки и удешевления конструкции - максимальное использование гаражного хлама и разборки (проводов, шпилек, гаек, текстолита, диодов, транзисторов, разъёмов и т. д.)

Внешний вид зарядной станции без верхней крышки показан на рис. 1.

Рис. 1 Внешний вид зарядной станции

Разумеется, потребности в каждом отдельном случае могут быть разными, например, питание паяльника не требуется, а надо питание 3-5 ноутбуков напряжением не 19 вольт, а 21 вольт. Поэтому, важнее руководствоваться идеями и принципами реализации, а не копировать конкретную конструкцию. Но, для ускорения повторения конструкции, если будут подежания, выложим и чертежи.

За основу построения был выбран принцип питания устройств их конкретными напряжениями, а не преобразование в 220 вольт, что соответствует принципу максимально высокого КПД (Коэффициент Полезного Действия) при питании от батарей. Эта экономичность даёт намного дольшее время работы от аккумуляторов. Другая же топология на основе покупного UPS (Uninterruptible Power Supply) или ИБП (Источник Бесперебойного Питания) НАМНОГО менее экономична и стоит дороже, хотя и проще в реализации.

Описание схемы электрической принципиальной зарядной станции

Описание схемы электрической и принципа работы зарядной станции

Был выбран принцип on-line, когда питание потребителей осуществляется через преобразователи от аккумуляторов, а аккумуляторы заряжаются и напряжение на них поддерживается по наличию напряжения в сети. Именно такая топология построения обладает максимальным КПД при питании от аккумулятора и удовлетворяет принципу эксплуатации "подключил и забыл". Такой принцип построения позволяет рассматривать такую систему как гибкую и универсальную платформу для построения системы энегообеспечения для дома и офиса. Ещё одно немаловажное её достоинство - возможность построения и лёгкой адаптации к любым типам аккумуляторов. Например, один из вариантов был построен и отлично работал на гелевом аккумуляторе с одной замкнутой банкой! Такая "неприхотливость" к аккумуляторам позволяет применять (после отбора) даже такие, которые остались в мастерских по перепаковке аккумуляторных батарей, а, поверьте опыту, в каждом таком сервисном центре, каждый рабочий день остаётся 10-100 потерявших ёмкость, но всё ещё пригодных элементов. Такие элементы можно найти в мастерских по перепаковке аккумуляторов электротранспорта (электросамокатов, гироскутеров и т. д.), ремонта ноутбуков и аккумуляторного электроинструмента (шуруповёртов, и т. д.). Такие аккумуляторы продаются по-дешёвке даже на радиорынке.

Другими словами, аккумулятор из того же UPS, но подключённый к схеме on-line, способен тянуть те же потребители значительно дольше, чем работая в своём же UPS. Объясняется это тем, что преобразование из 12 Вольт в переменное 220, а затем назад в 5, 12 и 19 вольт НАМНОГО менее экономично, чем преобразование близких постоянных напряжений.

Схема зарядной станции приведена на рис. 2.

Рис. 2 Схема зарядной станции

Заряд аккумуляторов организован источником питания постоянного тока U1, имеющим выход 24 вольта 3-6 ампер стабилизированного или не стабилизированного напряжения. Для ускорения сборки можно применить готовый покупной источник питания, а для удешевления обойтись трансформатором с диодным мостом и сглаживающим конденсатором (см. рис. 11 Схема упрощённой зарядной станции). Режим заряда формируется понижающим преобразователем U2, на котором необходимо до начала эксплуатации отрегулировать конечное напряжение заряда и силу тока.

Понижающий преобразователь, применённый в качестве U2, изображён на рис. 3

Рис. 3 Понижающий преобразователь на LM25116, Uвх-6~40V, Uвых-1.2~36V, 20A, с регулировкой тока и напряжения

Такая двухступенчатая схема обеспечивает модульность и не требовательна к стабильности выходного напряжения блока U1. Предполагается, что схема заряда подключена к сети постоянно (даже выключатель не предусмотрен) и подзаряжает аккумуляторы по мере необходимости. Ещё в схему заряда аккумуляторов входит диод D1, который предназначен для устранения разряда аккумуляторов через преобразователь U2, когда отсутствует питание от сети.

Тумблер S1 предназначен для переключения внешней и внутренней батареи и должен быть рассчитан на достаточную силу тока.

Диод D6 вместе с предохранителем F1 образует защиту системы от переполюсовки.

Вольтметры DV2 - DV5 предназначены для более тщательного контроля напряжений на секциях аккумуляторов. Вольтметр DV1, назовём его "главный", показывает напряжение, которое поступает на преобразователи потребителей. Чтобы вольтметры включались только во время работы или зарядки, предусмотрена схема, состоящая из T1 - T5, R1, D2 - D5. Работает схема следующим образом: Когда система отключена от сети и не включён ни один преобразователь потребителей, полевые транзисторы закрыты т. к. на их затворах, благодаря R1, нулевое напряжение. Если выключателями S2 - S5 включается хотя бы 1 потребитель, или появляется зарядное напряжение на выходе преобразователя U2, то через соответствующий диод D2 - D5 подаётся открывающее транзисторы напряжение и вольтметры включаются.

Кроме вольтметра DV1 транзистор T1 включает также и 2 12-вольтовых вентилятора FAN1 и FAN2, включённые последовательно. Такое включение уменьшит уровень шума и потребляемого тока вентиляторов и позволило обойтись без стабилизатора напряжения, поступающего на них.

Преобразователи потребителей включаются через предохранители F2 - F4 выключателями S2 - S5. Количество и настройка преобразователей соответствуют требованиям к конкретной зарядной станции, например, преобразователь паяльника большинству пользователей не требуется, но иногда требуется подключение инвертора 12 вольт постоянного в 220 вольт 50 герц. Такая зарядная станция была выполнена с 3-мя понижающими преобразователями, отрегулированными на выход 13,5 вольт 10 - 12 ампер и питала инвертор с чистым синусом на выходе. Почему на 13,5 вольт а не на 12 ? И преобразователи и инвертор при такой настройке имели КПД больше, а максимальное входное напряжение инвертора по его инструкции было 14 вольт.

Аккумуляторы, применяемые в этой зарядной станции

При работе с аккумуляторами следует соблюдать технику безопасности. Во избежание взрыва, пожара, химического отравления других негативных последствий категорически запрещено замыкать элементы и батареи накоротко, перегревать, перегружать током больше допустимого разбирать, оказывать разрушающее механическое воздействие. Особенно это касается Li-ion и Li-pol элементов и батарей.

Решено было организовать аккумуляторные элементы в батареи по 12 шт 4 последовательно (4S) и по 3 параллельно. Так, как отбор происходит достаточно медленно (4 оказавшихся пригодными элемента гоняются в Opus-3100 4-6 часов), отбор элементов и набор в батареи продолжался и после сборки зарядной станции. Но в целом размеры 1 этажа позволили вместить 7 таких аккумуляторных батарей, т. е. всего 84 элемента. Учитывая, что средняя ёмкость отобранных элементов около 1700 - 1800 мА/ч, то энергия такой батареи будет около 500 Вт/ч.

В распоряжении оказались 2 аккумуляторных батареи 4S из 12 Li-Ion элементов, со своим встроенным модулем BMS (Battery Management System) контроллер (система управления батареей) каждый, подуставших, но всё ещё на что-то способных и решено было использовать их как есть (на схеме Bat1 и Bat2). Ещё это обусловлено длительностью отбора отдельных элементов. Остальное пришлось дерибанить и проводить отбор каждого элемента на "профпригодность".

Рис. 4 Аккумуляторные батареи, применяемые в описанной зарядной станции

Рис. 4 Аккумуляторные батареи, применяемые в зарядной станции

* число перед S означает количество последовательно соединённых элементов.

Батареи были соединены параллельно, промежуточные соединения в батареях также были выведены и соединены параллельно и в итоге соединены на BMS (Battery Management System) контроллер (система управления батареей) U3, использование которого с литиевыми аккумуляторами обязательно. Его назначение - защита батарей от перезаряда и переразряда, что в свою очередь сказывается на увеличении срока службы батарей и безопасности их использования. В случае обнаружения превышения напряжения хотя бы на одной из 4-х веток аккумуляторных батарей выше 4,2 вольта (перезаряд), BMS контроллер разрывает цепь заряда батарей. В случае же обнаружения понижения напряжения хотя бы на одной из 4-х веток ниже 2,7 вольта (переразряд), BMS контроллер разорвёт цепь нагрузки батарей. Данный BMS контроллер, как и большинство других, в случае срабатывания защиты, разрывает цепь минуса аккумуляторных батарей.

Схема каждой перепакованной аккумуляторной батареи изображена на рис. 5.

Рис. 5 Схема аккумуляторных батарей, применяемых в зарядной станции

Каждая аккумуляторная батарея имеет 2 выхода - силовой на 2 контакта мама и балансировочный на 5 контактов мама.

Выбор аккумулятора

Одной из отличительных особенностей предлагаемой схемотехники является возможность работы с любыми типами аккумуляторных батарей напряжением от 9 до 18 вольт. По крайней мере, в этом диапазоне напряжений проводились испытания. Так, например, чтобы проверить работу зарядной станции от внешней батареи, подключили автомобильный аккумулятор с одной посыпавшейся банкой.

Но есть одно существенное условие: если собираем, скажем, блок аккумуляторных батарей из нескольких батарей, они должны быть одной и той же электрохимической системы. То есть нельзя ни в коем случае включать параллельно, скажем, батарею с Li-ion элементами с батареей на свинцовой химии, или с батареей на LiFePO4 элементах. Должен соблюдаться принцип, если выбрана электрохимическая система, например Li-ion или Li-pol, то все элементы всех батарей, включённых параллельно, должны быть именно такой электрохимии.

Обойти это ограничение позволяет переключение батарей внутренняя - внешняя, ведь эти батареи не "встретятся" параллельно. Например, в описанной зарядной станции внутренняя батарея 4S Li-ion, а в качестве внешней пробовали и свинцово-кислотную автомобильную с 1 замкнутой банкой, и 6S LiFePO4 (на 18 вольт) и всё отлично работало.

В интернете встречается мнение, что батареи 6S свинцовой электрохимии (свинцово-кислотный, гелевый или AGM), 4S LiFePO4 и 10S NiCd или NiMH имеют примерно одинаковое напряжение, около 12 вольт, но мы их всё же не рекомендуем их включать параллельно т. к. есть некоторые отличия в их зарядно - разрядных кривых. Ещё одно условие - как уже было сказано выше, элементы Li-ion, Li-pol и LiFePO4 обязательно необходимо включать через BMS (battery management system) контроллер.

Как уже упоминалось, элементы Li-ion, Li-pol и LiFePO4 можно "найти" в мастерских, где перепаковывают батареи для ноутбуков, и персонального электротранспорта (электромобилей, электросамокатов, гироскутеров и др.). Их, а также элементы NiCd (никель-кадмий) и NiMH (никель-металл-гидрид) можно встретить в мастерских по ремонту электроинструмента. Доставшиеся таким образом элементы обязательно проверить на "профпригодность", т. е. отобрать хотя бы по ёмкости, а желательно ёще по внутреннему сопротивлению.

Описание конструкции зарядной станции

Конструкция зарядной станции выбрана двухэтажной, на первом этаже аккумуляторные батареи, на 2-м - вся электроника и коммутация.

Внешний вид отсека с электроникой без верхней крышки изображён на рис. 6

Рис. 6 Внешний вид отсека электроники зарядной станции

Внешний вид передней панели изображён на рис. 7

Рис. 7 Внешний вид передней панели

Все выводы аккумуляторных батарей соединяются на 2-м этаже параллельно на монтажной плате, на которой также собрана схема с T1-T5, D2-D5, R1. Вся конструкция сделана на разъёмах, предполагая модульность. Диоды D1 и D6 достаточно мощные, смонтированы на отдельном прямоугольном куске гетинакса. Все держатели предохранителей собраны на кронштейнах по краям для удобства контроля и замены предохранителей.

Аккумуляторы были набраны из баков для отслуживших свой срок элементов питания, которые не успели сдать в пункт приёма из-за нехватки времени. Иногда полезно бывает собирать отработанные элементы питания для сдачи в утиль, а не тупо выбрасывать в мусор). Из около 400-450 Li-Ion элементов формата 18650 были отобраны по ёмкости 60 лучших, собраны в 5 блоков по 12 шт на 14,8 вольт. Ещё 2 аккумуляторных батареи были в относительно рабочем состоянии и со своими встроенными BMS контроллерами. Отбор производился зарядно - тестирующим устройством Opus BT-C3100, запитанным непосредственно от 12-вольтового аккумулятора, для обеспечения бесперебойности. Внутри каждого блока установлен термопредохранитель на 10А 85 град. (на общей схеме не показан). Несмотря на подбор элементов, наблюдался значительный разброс характеристик как по ёмкости, так и по внутреннему сопротивлению. Поэтому было принято решение, соединить все соответствующие элементы каждого блока параллельно. Эта идея возникла ещё на этапе подбора, поэтому в блоки элементы отбирались так, чтобы к элементу с меньшей ёмкостью оказывался в параллель элемент с бОльшей ёмкостью. Так, как токи заряда-разряда относительно небольшие, подбором по внутреннему сопротивлению было решено пренебречь.

Ориентировочные цены на комплектующие в ноябре 2022г.
Сетевой бескорпусный блок питания на 24В 6А WX-DC2416	380 грн.	1 шт.
Понижающий преобразователь с регулировкой напряжения и тока	180 грн.	2 шт.
Повышающий преобразователь на TL494 (для выхода на 19 В)	220 грн.	1 шт.
BMS (Battery Management System) контроллер 3-5S с балансировкой	80 грн.	1 шт.
Цифровой вольтметр высотой цифр 0,28''	40 грн.	4 шт. = 160
Цифровой вольтметр высотой цифр 0,36''	55 грн.	1 шт.
Разъёмы XT-90 папа-мама	50 грн.	1 набор
Разъёмы XT-30 папа-мама	10 грн.	1 набор
Тумблер KN-402 (для переключения аккумулятора внутренний - внешний)	150 грн.	1 шт.
Клавишный выключатель выходов	15 грн.	3 шт.
Термопредохранитель 10 А 85 град.	10 грн.	6 шт.
Услуги почты около	170 грн.	<
Наверняка что-то забыл, поэтому закладываю ещё 160 грн (а, скорее для ровного счёта)	160 грн.	1 шт.
Всего	1900 грн.

Подготовка к сборке

Перед сборкой следует преднастроить BMS контроллер U3, зарядный преобразователь U2, и выходные преобразователи U4 и U5.

- Подготовка BMS контроллера U3 заключается в установке - удалении перемычек 1-4 в соответствии с количеством элементов батареи зарядной станции, включённых последовательно (для описанной зарядной станции это 4S) см. рис. 8. BMS контроллер не нужен, если используется аккумуляторы свинцовой химии (свинцово-кислотный, гелевый или AGM), а также NiCd и NiMH. Для LiFePO4 и Li-ion - Li-pol соответствующий BMS контроллер обязателен.

- Зарядный преобразователь U2 настраивается в зависимости от применяемых аккумуляторных батарей. Его выходное напряжение устанавливается ориентировочно из расчёта (конечное напряжение заряда на элемент)*(количество элементов, соединённых последовательно (количество S))+(падение напряжения на диоде D1). Для большинства аккумуляторов конечное напряжение заряда на элемент для Li-ion и Li-pol = 4,2 вольт, для LiFePO4 = 3,7 вольт, для NiCd и NiMH = 1,38 вольт, и для свинцовой химии (свинцово-кислотный, гелевый или AGM) = 2,3 вольта. Падение напряжения на диоде D1 зависит от типа диода, силы тока, протекающего через него и его температуры. Для обычных мощных диодов это около 0,6 вольт, для диодов шоттки это около 0,2 вольт. В описываемой зарядной станции на выходе U2 было установлено напряжение 4,2*4+0,6=17,4 вольта. Затем, в процессе эксплуатации это напряжение было снижено до 17,2 вольта.

Его ток ограничения выхода устанавливается в пределах от 0,1С до 0,2С, где С - ёмкость заряжаемой аккумуляторной батареи. Если аккумулятор свинцовой химии (свинцово-кислотный, гелевый или AGM), рекомендуемый ток заряда 0,1С. Если используется LiFePO4, то ток заряда можно увеличить до 1С. В случае использования аккумуляторных батарей Li-ion, Li-pol, NiCd и NiMH, ток заряда может быть в пределах 0,3 - 0,5 С. В любом случае ток заряда не должен выходить за пределы 0,1С - 1С. Чем выше ток заряда, тем короче срок службы аккумуляторов, но тем быстрее происходит зарядка. Для описанной здесь зарядной станции был установлен ток заряда 4 ампера.

- Преобразователи для конечных потребителей настраиваются в соответствии с пожеланиями эксплуатанта. Для описанной зарядной станции преобразователь USB настраивался на 5 вольт 3 ампера, преобразователь питания ноутбука на 19 вольт 3 ампера. Для преобразователя USB не стоит рассчитывать силу тока больше, чем 2 ампера на розетку.

Сборка

Аккумуляторы подключаются к уже собранной зарядной станции, т. е. в последнюю очередь, после того, как монтаж будет тщательно проверен, особенно на отсутствие коротких замыканий в цепи аккумуляторов.

Из-за того, что напряжения на соответствующих плечах аккумуляторных батарей могут оказаться разными, то подключать их желательно по одной и через уравниватель, схема и фото которого изображены на рис. 10. Первую батарею подключаем непосредственно к зарядной станции, а вторую через уравниватель. Ждём несколько часов (мы оставляли на ночь), пока напряжения сравняются и переподключаем второй аккумулятор непосредственно, а 3-й через уравниватель, опять ждём и т. д., пока все батареи не окажутся подключенными непосредственно к зарядной станции.

Схема и внешний вид уравнивателя напряжений представлены на рис. 10

Рис. 10 Уравниватель напряжений. Схема и внешний вид.

Если же подключать, не уравнивая напряжения, то, если напряжения на плечах будут сильно отличаться, может произойти разогрев аккумуляторов с выходом их из строя, самовоспламенением и даже взрывом. В первую очередь это касается Li-Ion и Li-Pol элементов.

После того, как все аккумуляторные батареи оказались подключены, рекомендуем выровнять напряжения плеч с помощью внешнего источника. Определяем плечо с самым высоким напряжением, а остальные дозаряжаем до его уровня. Дело в том, что балансир на этом BMS контроллере достаточно слабый и сам будет балансировать все батареи за большое число циклов заряд - разряд, а до этого аккумуляторы не смогут работать на полную ёмкость. Если же предполагается, что элементов в батарее зарядной станции будет достаточно много, то желательно применить более продвинутый BMS контроллер с активным балансиром, что будет иметь эффект но чуть дороже стоить.

Устранение неполадок и тонкости применения

Правильно собранная из преднастроенных блоков зарядная станция уже будет работоспособна.

Один из наиболее часто встречающихся нюансов в работе можно описать так:

- в процессе зарядки она прерывается, гаснет вольтметр DV1 и останавливаются вентиляторы. Причина - несбалансированность плеч аккумуляторов и / или слишком высокое напряжение установлено на выходе зарядного преобразователя U2. BMS контроллер, таким образом, во избежание перезаряда, отключает подачу зарядного тока. Устранение следует начать с проверки балансировки плеч аккумуляторной батареи. Напряжения на плечах не должны отличаться друг от друга более, чем на 0,02 вольта. Для уменьшения разницы в напряжениях рекомендуем подзаряжать плечи, где напряжения ниже, внешним блоком питания. На BMS контроллере есть своя индикация - горят красные светодиоды в тех плечах, где напряжение выше, таким образом индицируя гашение напряжений. Собственно, это и есть пассивная балансировка. Для более эффективной балансировки есть BMS контроллеры с активной балансировкой, не применяющие для гашения напряжения резисторы, а перекачивающие энергию из плеч, где большое напряжение, туда, где оно меньше. Пример такого BMS контроллера для 4S LiFePO4 аккумуляторов - DL4S-40A.

Если плечи отбалансированы, а BMS контроллер всё-равно прерывает зарядку, возможно, контроллер не соответствует типу аккумуляторов см. рис. 8. Если же соответствует, следует проверить выходное напряжение зарядного преобразователя U2 в ненагруженном состоянии, если оно примерно соответствует, то, возможно, на диоде D1 меньшее падение напряжения, чем ожидалось. В этом случае стоит уменьшить напряжение на выходе зарядного преобразователя U2 в ненагруженном состоянии примерно на 0,1 вольт. Если реакция BMS контроллера не изменилась, следует ещё уменьшить напряжение на вых. U2 на 0,1 вольт и так до тех пор, пока BMS контроллер не перестанет отключать батарею в конце заряда.

- ноутбук подключён и работает, но его батарея не заряжается. Возможная причина - производителем ноутбука применяется чипирование сетевого адаптера. Только чипированный адаптер будет способен зарядить батарею такого ноутбука. Производители, замеченные в чипировании адаптеров - Dell, Sony. Возможное решение - покупка на радиорынке неисправного адаптера для своего ноутбука и установка чипа в зярядную станцию. В этом случае выход на ноутбук будет 3-проводным.

- адаптер USB настроен на 5 вольт 20 ампер, а зарядка смартфона длится гораздо дольше 20 минут. Причина похожа на предыдущую, "быстрые" зарядные также "договариваются" с потребителями о "быстроте" заряда. Ввиду ничтожности проблемы решение не искали.

- во время заряда аккумулятора (встроенным зарядным заряжается только внутренний аккумулятор), вольтметр напряжения на батарее автоматически включается только в положении переключателя на внутреннюю батарею.

Это особенность эксплуатации, позволяющая одновременно заряжать внутреннюю батарею, а работать выходным преобразователям U4-U6 от внешней. Тогда вольтметр покажет напряжение именно внешней батареи, т. е. той, от которой работают выходные преобразователи. Есть вариант схемы, где, если напряжение внешней батареи ниже минимума, а переключатель батарей стоит в положение "внешняя", то загорается красный светодиод, сигнализирующий непригодность батареи и главный вольтметр, если идёт зарядка, показывает напряжение на внутренней батарее. Это усложнило схему и конструкцию и, поэтому в этой статье не приводится.

Пути удешевления и упрощения конструкции

Для удешевления конструкции вместо сетевого стабилизированного блока питания на 24В WX-DC2412 можно применить другой с выходом 24В 3-5А, или даже использовать нестабилизированный источник питания, представляющий собой сетевой трансформатор с первичной обмоткой на 220 Вольт и вторичной на 17 - 22 вольта, с выпрямителем и сглаживающим конденсатором не менее 2000uF x 50V (лучше 5000 - 10000uF), см. Рис. 11. В любом случае соблюдение режима заряда будет на преобразователе U2.

Рис. 11 Схема упрощённой зарядной станции без дополнительных вольтметров и с силовым трансформатором в U1

Ещё можно исключить из схемы вольтметры DV2-DV5 (с полевыми ключами T2-T5), особенно, если элементы для аккумулятора новые или отобраны по одинаковой ёмкости плеч. В любом случае BMS контроллер будет пытаться балансировать плечи и если разбалансировка серьёзная - отключит зарядку или нагрузку.

Предлагаемый BMS контроллер достаточно простой, но в то же время имеет свою индикацию балансировки, на которую также можно ориентироваться.

Пути модернизации и дооснащения конструкции

Следует понимать, что автор в первую очередь хотел поделиться принципами построения и опытом создания зарядных станций, а затем только описанием готовой конструкции.

Например, по этому принципу была создана офисная зарядная станция с только внешней батареей на 2-х 12 - вольтовых LiFePO4 (литий - железо - фосфатных) аккумуляторных батареях 100 А/ч, суммарно 24 вольта, с питанием инвертора 4800 Вт, до 4-х ноутбуков, USB x 5, осветительной светодиодной ленты 12 вольт 5 ампер, JPON - модема 12 вольт и роутера 9 вольт. В ней отсутствовал BMS контроллер, т. к. он встроен в аккумуляторные батареи, был только 1 вольтметр, показывающий суммарное напряжение, и по которому можно ориентироваться об уровне заряда батареи. В качестве обеих зарядных преобразователей U1 и U2 вместе выступал один доработанный промышленный источник питания S-720-36 на 36 вольт 20 ампер, у которого выходное напряжение путём регулировки было снижено до 33,5 вольт, и заряд также шёл через двойной диод шоттки D1, ограничение по току уменьшили до 15 ампер. Для питания ноутбуков использовалось 2 преобразователя по 800 ватт и т. д., но исходный принцип остался тот-же.

Ещё, если используется электрохимическая система на основе свинца (свинцово - кислотные, гелевые или AGM аккумуляторы), для сохранения их работоспособности критически важно не допускать их глубокого разряда. Для этого такую систему можно дооснастить сигнализацией и / или отсекателем напряжения в случае понижения до определённого уровня.

В общем, универсальность платформы позволяет строить системы, ограниченные только финансами и фантазией мастера.

: Опубликовано: 20 сентября 2024; Просмотров: 308