bipekkan

12 Volt/2-12 Amp Otomatik/Manuel Kurşut-Asit akümülatör şarj cihazı

Özellikle son 10 yılda Ni-Cd Ni-MHd Li-Ion ve Li-Polymer pillerin kullanımı iyice yaygınlaşmış olmasına rağmen yüksek akım sığalı olmaları ve buna karşılık ucuz bir akım kaynağı olarak Kurşun-Asit akümülatörlerin kullanımı halen devam etmektedir.
Kurşun-Asit akümülatörler tekniğine uygun olarak şarj edildiğinde çok uzun süreler serviste kalabilirler. 12 V Kurşun-Asit bir akümülatörün olması gereken şarj akım - gerilim grafiği Şekil:1 de gösterilmiştir. Birinci aşama (A-B) sürecinde akümülatör gerilimi 10 V civarına gelinceye kadar şarj akımı sınırlandırılmıştır. Bu sınırlamayla akümülatörün bulunduğu ortama asit buharının yayılmasını ve oluşan kimyasal tepkimenin hızını düşürerek özellikle pozitif kurşun plakaların dökülmesine engel olmaktadır. Akümülatör gerilimi 10.44 Voltu geçtikten sonra (Hücre başına 1.74 Volt) ikinci aşama (C-D) gerilim değeri 14.4 V' ta gelinceye kadar akümülatör toplam sığasının (Kapasitesinin) 1/10 u kadar bir akımla şarj edilmelidir.(Hücre başına 2.4 Volt) Bu aşamada şarj 5-6 saat kadar devam edecektir. Gerilim değeri 14.4 Volta geldiğinde akümülatör TAM olarak şarj olmuştur ve bundan sonra akümülatörün iç direncinin iyice azalması sonucu kendi kendine boşalmasını engellemek amacıyla çok küçük bir akımla şarj işlemine devam edilmesi gerekmektedir. Pratikte TAMPON ŞARJ olarak adlandırılan bu üçüncü aşama (E-F) sırasında şarj gerilimi 16.44 Voltun üstüne çıkarılmamalıdır. (Hücre başına 2.74 Volt)

DEVRENİN ÇALIŞMASI

Tamamı boşalmış bir Akümülatör devreye bağlandığında T1 transistörü kesimdedir IC1 in çıkışı sıfırdır. T2 ve T3 üzerinden akacak akımı P1 direncinin değeri belirler .Bu değer akümülatörün toplam sığasının 1/20 sinden daha büyük olmamalıdır. Akümülatör gerilimi 10 - 14 V arasındayken D3 üzerinden T1 tetiklenir ve iletime geçer. Bu anda IC 1’ in çıkışı hala sıfırdır. Şarj akımını P1 ve P2 dirençlerinin değerleri birlikte belirler. P3 direncini gerilimi (IC 1’ in <+> girişinde) D1 zener diyotunun 6.8 voltluk zener değerini geçtiğinde IC1’ in çıkış gerilimi 1 Mohm’ luk direnç üzerinden geri besleme alarak 6.8 voltluk zener diyotun değerine yakın bir gerilimde salınım yapar. Bu anda T1 tekrar kesime girer ve şarj akımını P1 in değeri belirler.

DEVRENİN AYARI

Şarj devresinin çıkışına seri olarak 0-10 Amper arası ölçme yapan bir ampermetre bağlayınız. Ayara başlamadan önce Akümülatörün TAM dolu olması gerekir (14.4 V). Akümülatörü şarj devresi çıkışına bağlayınız ve devreyi çalıştırınız. P3 ayarlı direncini sağa veya sola doğru çevirerek IC 1’ in çıkışının salınım yapmasını sağlayınız. P1 direncini de aynı şekilde ayarlayarak şarj edilecek akümülatörün sığasının 1/20 si kadar bir akımın akmasını sağlayınız. Daha sonra akümülatörü boşaltarak gerilimini 11 Volt’ un altına indirin ve P2 direncini ayarlayarak akümülatör sığasının 1/10 nu kadar bir akımın geçmesini sağlayın. Şayet Akümülatör TAM ŞARJ olduğunda şarj geriliminin 16.44 Voltu geçtiğini gördüğünüz takdirde P3 ayarlı direncini hafifçe ayarla devrenin çıkışından akan akımı kesin. Tranformatör 220 V / 16 VAC 40-50 Watt gücünde olacaktır. Köprü diyot ve TIP 2955 ve BD140 transistörünü takriben 10 cm uzunluğunda çift kanatlı bir soğutucuya transistörleri izole ederek bağlayın. Çıkışa seri bağlanan 16 Amp' lik diyot yapılabilecek ters bağlantının devreye zarar vermesini önlemesi açısından gereklidir.





AÇIKLAMALAR:

1. Yaklaşık 20 yıl önce bu devreyi ilk orijinal haliyle yaptım. Orijinal Şema Siemens Component Report Volume XIII 1.March.1978 ve Siemens Journal October Volume XII kitap ve dergilerinde yayınlanmıştır. Devrenin orijinaline sadık kalınarak yapılması halinde devreden 5-6 amp. şarj akımı çekmeye başladığınızda çok büyük bir soğutucuya ve bir FAN’ a ihtiyaç duyuluyor ve bunun pratikte de bir anlamı yok.... Kaldı ki TIP2955 'in teknik verilerine göre tek başına bu akımı sağlıklı vermesi de mümkün değil.
2. Akümülatöre bağlantı yapılacak kablolar en az 4 mm2 TTR oto kablosu olmalı ve olabildiğince kısa tutulmalıdır.

12 volt / 8 Amper KURŞUN – ASİT AKÜMÜLATÖR ŞARJ DEVRESİ



YAPILACAK DEĞİŞİKLİKLER:

1. Devrenin 8-12 amper verecek şekilde 2006 yılında yapmış olduğum değişiklikler 120-150 watt transformatör kullanılarak sekonder çıkış gerilimi 16-18 volt olacak şekilde aşağıdaki şemalarda gösterilmiştir.
(Not: Fotoğraflarda 2 adet trafo kullanıldığı görülmektedir. Ben elimde olan ve USA malı çok eski 80 Watt' lık trafoları kullandım. Bunlar lambalı haberleşme cihazlarının lamba flaman trafolarıydı.Primer girişleri paralel bağlayarak 160 Watt sekonder çıkışlarını seri bağlayarak 12.6 Vx1.41= 17.76 VDC elde ettim)
2. Çıkış Güç Transistorları olarak 3 adet MJ2955 kullanacaktır ve emiter uçlarına 022 ohm/5 watt telli dirençler seri olarak girilecektir.(Farklı beta değerlerinden dolayı her 3 transistordan eşit akım çekebilmek için) Bu dirençler soğutucu üzerine monte edilen yalıtımlı terminal ile transistor bacakları üzerine yerleştirilecektir.
3. BD140 transistoru yerine BD BD242C veya ß değeri yüksek bir transistor kullanacaktır. Soğutucu 20 cm uzunluğa çıkartılacak ve bu transistor ya soğutucu üzerine izole edilerek ya da ayrı bir küçük std. Soğutucuya izole edilerek monte edilecektir.(Benim tercihim ayrı soğutucu oldu)
4. Köprü diyot en az 15 Amper verecek bir tip olacak (Ben elimde olan 35 amperlik KBPC 3510 Kullandım) ve kullanılacak 20 cm’ lik çift kanatlı soğutucuya tespit edilecektir.(20 cm soğutucu üzerine ilk monte ettiğimde çok sıkışık olması nedeniyle fotoğrafta görüldüğü gibi ayrı bir soğutucu üzerine alarak kasanın metalinden de istifade ettim.)
5. Çalışma gerilimini şarj geriliminden temin edecek şekilde soğutucu kanatlarına uygun bir şekilde 12 V/45mA bir PC Power Supply FANI ilave edilecektir. Böylece 12 amper şarj akımı çekerken bile Güç Transistorlarında hiç bir ısınma olmadan şarj cihazınızı güvenle kullanabilirsiniz.(120 A/h lik kamyon aküsünü hiç bir sıkıntı ile karşılaşmadan 12-13 amperle şarj edilmiştir.)
Bu cihazı 3 ayarlı direnç ile uygun ayarları yaparak normal şarjın yanı sıra Bakım şarjı Akü Canlandırma şarjı ve sulu PbSO4 akülerin dışındaki Jel' li veya her türlü 12 Volt anma kapasiteli akünün şarj karakteristiklerine uygun biçimde şarj da yapabilirsiniz.
6. Orijinal şemadaki grafik ideal bir sulu kurşun asit akümülatörün şarj akım grafiğidir. Ancak BAKIMSIZ ve/veya elektroliti JEL olan aküler için bu eğriyi kullanamazsınız. Örneğin bu tip aküler için hücre başına şarj gerilimi 2.3 voltu aşmamalıdır. (12 volt için 13.8V) Bunu P3 ile ayarlayacaksınız. Sulu kurşun asit aküler için bu değer göz başına 2.4 V olup toplamda 14.4 V olacaktır. Ayrıca grafikte E-F noktalarında uygulanan Tampon (Bakım) şarjını Jelli (Bakımsız) akülerde uygulamamanız gerekecektir. (P1 kapatılacak)
7. 3x 022 ohm/5 watt ve 3 x 220 ohm dirençler MJ2955’ lerin bacakları üzerine veya soğutucu üzerine monte edilecek bir izole terminale montajları yapılacaktır.
8. P1. P2 ve P3 ayarlı (Trimer Pot.) dirençleri yerine resimlerde görüldüğü gibi aynı değerlerde birer lineer potansiyometre kullanılarak ayarlar kutu dışına da taşınabilir. Böylece her farklı kapasitedeki akümülatör için cihaz kutusunun açılarak ayarlama yapmak gerekmez.
Tercih sizin.
9. Yapmış olduğum ve halen kullandığım cihaza ait resimler aşağıdadır.