Для 100% зимней зарядки свинцового аккумулятора, работающего в циклическом режиме, необходимо напряжение не ниже 16,5 вольт. В противном случае – хронический недозаряд, сульфатация и небольшой срок службы АКБ. Ниже на графиках все наглядно: на первом зависимость напряжения зарядки от температуры, на втором зарядные кривые для буферного и циклического режима. В нашем случае источником тока будет штатный генератор УАЗа «Искра 120А». По току генератор вполне устраивает, необходимо только обеспечить регулировку напряжения в необходимых пределах.
Зависимость напряжения в конце заряда от температуры аккумулятора
Для зарядки одного и того же АКБ в буферном надо 14,7, в циклическом 16 вольт
Выдержка из инструкции на АКБ. 72 часа при 14,4 в, либо 16,5 с контролем тока.
- РН с диодами -
Для экспериментов штатный реле-регулятор гены подпирался двумя диодами с разными напряжениями насыщения и управлением из салона посредством двух реле. Такой способ снижает мощность генератора т.к. в цепь ОВ включается сопротивление в виде диода. Кроме недобора мощности иногда появляется мерцание, а при включении 2-х и более диодов – конкретный срыв генерации на ХХ… но в большинстве случаев способ решает вопрос зимнего недозаряда.
Первый вариант… 2 диода в цепи реле-регулятора и 2 реле с переключателем
Второй вариант… 3 диода на радиаторе и 2 реле для коммутации
Верхний переключатель для управления генератором, нижний – контроль тока
«Диодный» способ оказался неприемлем в связи с большим количеством внештатного электрооборудования, и перехода АКБ из буферного режима в циклический, с частыми разрядами и необходимостю в быстром восстановлении АКБ.
- РН с плавной регулировкой -
На макетных платах были собраны и опробованы три варианта РН с плавной регулировкой напряжения: обычный с дифф каскадом, на управляемом стабилитроне TL431, и ШИМ контроллере МС33063. Все три схемы на фото ниже.
Схема №1 на дифференициальном каскаде.
Схема №2 на управляемом стабилитроне.
Схема №3 на ШИМ контроллере МС33063.
Генератор переделывать не стал, лишь вывел с него проводки с разъёмом, для подключения собранных РН. Штатный регулятор остался внутри и для перехода к прежней схеме возбуждения достаточно воткнуть заглушку с перемычками.
На макетных платах собраны три схемки РН и заглушка для возврата к штатной схеме.
Из генератора выведены провода для внешнего управления. Штатный РН внутри.
Для возврата к штатной системе возбуждения достаточно воткнуть заглушку
Все схемы оказались вполне работоспособными. Лучше других проявила себя схема на ШИМ контроллере. Плавная регулировка от 10 до 18 вольт, устойчивые 15 вольт на холостых оборотах без мерцаний и раскачки, и самое главное – высокий уровень стабилизации напряжения. При изменении нагрузки от 16 до 68 ампер напряжение менялось всего на 0,4 вольта, от 17,5 до 17,1. На мой взгляд отличный результат. Видео опробования регулятора на МС33063 – здесь.
Испытание РН на ШИМ МС33063. Ток генератора 16 ампер, напряжение 17,4 вольт
Испытание РН на ШИМ МС33063. Ток генератора 68 ампер, напряжение 17,1 вольт
С обмоток генератора выведены три фазы и ноль для развязки по гальванике…
Добавлю, что 16-17 вольт это лишнего для бортсети, посему ради зарядки напряжение увеличиваем, а перед подачей в сеть уменьшаем. Такой подход гораздо лучше чем просто грузит все потребители повышенным напряжением ради 5-7 ампер зарядки. Единственное о чем нужно позаботиться – о блокировке уменьшителя на время стоянки.
Схема уменьшения напряжения на 0,8-1,2 вольта перед подачей в бортсеть
Диод установлен на теплоотвод и блокируется при необходимости реле.
Уменьшитель напряжения в корпусе с шунтами и реле блокировки
Диод 150EBU02 с током 150А уменьшает напряжение на 0,8-1,2 вольта и кроме полноценной зимней зарядки АКБ имеем нормальное напряжение в бортсети автомобиля 13-14 вольт. Лампы без перекала, бензонасос и печку без перегруза. При остановке двигателя диод блокируется, иначе 11 вольт и Вебасто не запуститься. Видео работы уменьшителя – здесь
Уменьшитель напряжения на 150EBU02 с максимальным током 150 ампер
Реле блокировки лучше использовать с нормально замкнутым контактом
В обдуве необходимости нет, летом без него а зимой радиатор чуть теплый
Теперь, когда есть контроль зарядного тока и регулировка напряжения, можно полноценно заряжать хоть один, хоть несколько аккумуляторов при любых температурах. По сути, на базе штатного генератора УАЗ Патриот, получилось мощное зарядное устройство с регулируемым напряжением 13-17 вольт и максимальным током до 100 ампер.
На видео зарядка LiFePO4 аккумулятора током 50 ампер