Главная операция в технологии ухода за аккумуляторной батареей – подзарядка. Удаленно ее невозможно произвести без специального зарядного устройства, подающего определенное напряжение и ток на клеммы АКБ. Для каждого типа источников питания существует индивидуальная методика зарядки, предусматривающая строго нормированные режимы. АГМ изделие тоже можно восстановить, разработаны даже схемы, раскрывающие суть правильного процесса подзарядки.
Особенности АКБ типа AGM и как ее зарядить в домашних условиях
- Минимальный уровень обслуживания – следить необходимо лишь за чистотой устройства и разностью потенциалов.
- Устойчивость к вибронагрузкам.
- Высокий пусковой ток – значения больше на 50-70% по сравнению с традиционниками.
- Безотказность в морозную пору.
- Увеличенный срок службы.
Нюансы физики процесса
Факт недопустимости хранения изделия АГМ в разряженном состоянии (минимальное напряжение составляет менее 10,5 В) не должен вызывать опасения. Во-первых, тщательно проработано направление, как заряжать AGM аккумулятор обычным зарядным устройством, а во-вторых, батарея допускает около 200 циклов глубокого разряда без потери рабочих характеристик. 
Несмотря на наличие в конструкции пропитанных электролитической жидкостью сепараторов из стеклоткани, химические процессы зарядки/разрядки происходят так же, как в моделях с жидким электролитом. Разница лишь в том, что при расщеплении сернокислого свинца кислород стремится проникнуть через крупные микропоры стекловолоконной ткани к отрицательному электроду, чтобы вступить в химическую реакцию с водородом. В итоге образуется вода.
Замкнутая циркуляция газов позволяет упростить конструкцию – доступ к банкам теперь не нужен. В отношении требований к помещению, в котором производится восстановление заряда, также есть смягчения – серьезная вентиляция не обязательна.
Все же в непроветриваемой комнате подзарядку осуществлять не стоит. Это понятно из дублирующего названия перспективных аккумуляторов – VRLA battery (кислотная батарея с предохранительным клапаном). При высоком давлении внутри коробки, клапан сбрасывает водород и кислород в воздух.
Зарядники
Качественное обслуживание автоаккумулятора невозможно без специального зарядного устройства. Примитивный электроприбор преобразует переменный ток в постоянный, и понижает напряжение до приемлемых величин. Различают трансформаторные и импульсные ЗУ.
- Наличие ручной регулировки по току.
- Оснащенность встроенным регулятором выходного напряжения.
- Предустановленные индикаторы электрических характеристик.
- Возможность активирования функции автоматического отключения.
Режимы или как заряжать AGM аккумулятор обычным домашним зарядным устройством: суть технологии
Как и в случае с мойкой двигателя , первым делом отключаются клеммы от батареи, и она переносится из моторного или багажного отсека в помещение. Установить на полюса «крокодилы» и подключить зарядник к сети – короткий перечень действий актуален для автоматических подзарядок, сконструированных специально для батарей с абсорбированным электролитом. Например, некоторые изделия от Bosch и Стек поддерживают безопасное восстановление электрических параметров АГМ моделей. 
Методика, как зарядить АКБ AGM, подробно изложена в инструкции, поставляемой с продуктом. С другого ракурса стоит воспринять ситуацию, когда перспективный источник питания установлен с завода – описание процедуры ухода стоит поискать на официальном сайте компании-изготовителя батареи.
Вне зависимости от первоначальных факторов полезным будет принять к сведению общую технологию подзарядки необслуживаемого аккумулятора. К слову, ее можно интерпретировать в трех вариантах.
Зарядка в три ступени
Концерн Varta солидарен с экспертами в вопросе эффективности данного метода. Его суть подробно изображает график, на котором четко очерчены три промежутка:
- Начальная (основная) стадия. Напряжение динамично изменяется в пределах [14,2…14,8]В. Ток – постоянный, фиксированной величины: 25-35% от цифры с размерностью А*ч.
- Накопительный участок: Разность потенциалов равна 14,8В. Ампераж изменяется от выбранной в предыдущем цикле величины до 1% от емкости батареи.
- Хранение. Параметры жестко зафиксированы: напряжение – 13,8В, ток – 1% от характеристики в А*ч.
К сведению. Осуществить эту операцию способно микропроцессорное ЗУ для AGM, способное плавно менять разность потенциалов и силу тока во времени. Временные промежутки выбираются устройством автоматически.
Двухэтапная зарядка
Данный способ рекомендован большинством известных фирм. Главное преимущество – оптимальное сочетание временных затрат и качества восстановления характеристик батареи. Основан на двух переходах:
- Зарядка. Электрические параметры находятся в пределах: ток – 0,1-0,3 от емкости источника; напряжение – 14,2-14,8В.
- Хранение. Ампераж – не более 1% от цифры с размерностью А*ч. Разность потенциалов – фиксированная, выбранная из пределов [13,2…13,8В].
Выполнить пункты этой техники подзарядки под силу только автоматическим зарядникам инверторного типа.
Зарядка в одну ступень
Рассматривается как ускоренный метод восстановления заряда и рекомендуется для АКБ, заряженных не менее, чем на 75%. Суть методики в том, чтобы подать на клеммы ток в 1-2% от емкости изделия и напряжение не более 13,8В.
Методика проведения одноэтапной зарядки и есть ответ на вопрос, как заряжать современный AGM аккумулятор обычным зарядным устройством с регулируемым током и напряжением. В остальных случаях применять простой аналоговый «зарядник» не рекомендуется, поскольку в двух- и трехступенчатых циклах нет возможности отслеживать и плавно регулировать параметры.
Напряжение заряженного AGM аккумулятора и прочие параметры
Превышать режимы зарядки, описанные в рекомендациях, настоятельно не рекомендуется – это вызовет превышение температуры электролита свыше допустимых 45°C. В связи с этим не рекомендуется производить процесс реанимации, если воздух нагрет более 30°C.
Разность потенциалов в 100% заряженном АКБ составляет 14,8В. Достигать больших значений запрещено – запускается активный процесс гидролиза, приводящий к выделению газов и потере воды. Чрезмерные выделения Н2О сокращают срок службы батареи и ее способность выдерживать глубокие разряды.
Коротко о главном
Зарядка АГМ аккумулятора обычным ЗУ возможна только в режиме восполнения заряда от 75% до 100% уровня (12,45В). Экземпляры, разряженные глубоко, восстанавливаются только при помощи автоматических зарядников. Желательно приобретать модели с интеллектуальным управлением, предназначенные для выполнения задачи, как зарядить АКБ серии AGM от различных производителей. Предпочтительными являются продукты со встроенной программой трехступенчатой зарядки на борту.
Максимальное напряжение в процессе зарядки не должно превышать 14,8В. Сила тока на каждом этапе различная и зависит от степени разряженности батареи, а также конкретной технологии подзарядки. Полная перезарядка необходима по достижении напряжения на клеммах 12,2В.
Всем привет.
Уважаемые корифеи от электроники могут не читать этот пост, дабы не раздражаться от рассуждений дилетанта, его может быть "кривой" терминологии, не судить его строго. В нем он рассказывает о своих мучениях и ошибках при создании этого зарядного устройства.
Я это делаю исключительно для того, чтобы такие как я, в случае если решат пойти по этому пути, не повторяли моих ошибок. Итак, в путь.
Как известно, AGM батареи критичны к режиму зарядки. Обычные зарядные устройства без контроля напряжения зарядки могут вывести их из строя. Внутри AGM батареи свинцовые пластины находятся в своего рода пакетах, наполненных электролитом в виде геля. Их еще поэтому называют гелевыми ( не путать с гелием). У этих батарей много преимуществ перед традиционными, но они требуют определенного к ним отношения при эксплуатации. Их нельзя эксплуатировать в условиях высоких температур (поэтому их размещают вне моторного отсека, в салоне или багажнике авто). Напряжение их зарядки не должно превышать 14,7 в.
Производители этих батарей рекомендуют следующий режим их зарядки:
1 этап — заряд аккумуляторной батареи током 0.1С до напряжения 14.5-14.8в. Этот момент очень важен так как на этой границе начинается бурное расщепление воды на кислород и водород, тем самым создаётся избыточное давление в банках. Избыточное давление выходит через предохранительные клапаны, повышается кислотность электролита. Срок службы батареи существенно сокращается.
2 этап – при достижении на батарее порога напряжения 14,5 – 14,8 в мгновенное снижение напряжения заряда до 13,6 – 13,8 в с ограничением тока 0,01С. Батарея переходит в режим насыщения и может находиться в этом режиме долго без вреда для нее.
Вот о таком устройстве и пойдет речь.
Я долго искал схему, позволяющую заряжать AGM батареи по приведенному выше алгоритму токами до 5 А, но находил лишь слаботочные конструкции для малых батарей.
За основу я взял схему с сайта forum.cxem.net/index.php автора «kurilka», как наиболее подходящую с моей точки зрения для повторения. Вот она:
Поменял Q3 на КТ815. У него тоже напряжение насыщения 0,6 в, как и у 2N3409, но ток 1,5 А макс. Я рассчитал схему следующим образом. R5 — 240 Ом. Коллекторный ток на КТ815 при этом мал, радиатор не требуется. На базе Q1 стало около 14 в и он открылся. Ток зарядки стал 4,2 А. Он ограничивается величиной сопротивления R7, которое примерно рассчитывается: J = 0,6/R7. 0,6 в – это напряжения насыщения транзистора Q3, который открываясь шунтирует транзистор Q1, заставляя его закрываться и тем самым ограничивая ток через него. У меня R7 – 0,15 Ом мощностью 10 Вт. Ток при этом около 4 А. Аккумулятор заряжается до напряжения отсечки, т.е. до 14,7 В, как я установил настройками. Затем срабатывает на отключение таймер 555 и напряжение на базе Q1 будет определяться уже напряжением открывшегося стабилитрона, т.е.13,6 В — буферный режим.
А это как раз то напряжение смещения транзистора Q1, при котором ток зарядки при полностью заряженной батарее ( в процессе дозарядки после включения буферного режима ток постепенно уменьшается, у меня с 2,5 А в начальный момент при переключении в буферный режим) должен быть около 0,5 А или немного меньше 0,01С. Это нормально. Такой ток не вредит батарее и компенсирует ее саморазряд.
И все бы хорошо, но…
Дело в том, что в режиме основной зарядки резистор R5 обеспечивает напряжение смещения на Q1. Но когда схема переключается в буферный режим и транзисторы Q1 и Q3 закрыты, а TL431 открывается и ток идет по цепи R5 — U3 этот резистор является ограничительным по току через регулируемый стабилитрон TL431 и его сопротивление является недостаточным для обеспечения безопасного для U3 тока. Ток слишком велик. U3 греется и может выйти из строя (я два так спалил).
То есть, в рабочем режиме необходим резистор, обеспечивающий достаточное смещение на Q1 для получения нужного нам тока зарядки ( в моем случае 4 А), а в буферном режиме требуется резистор значительно большего номинала для ограничения тока через U3 (его рабочий ток не более 100 мА).
Что делать? Вводить два резистора и переключающее реле?
Все эти вопросы мы обсуждали в переписке с автором исходной схемы, и автор первоисточника убедил меня отказаться от использования реле из-за его инерционности. То есть оно отработает, спору нет, только нет и гарантии, что за время его срабатывания не успеет сгореть TL431. Ток на нем хоть и мгновение, но будет убойный.
По его совету я ввел в схему в цепь между базой Q1 и землей транзистор КТ814 (комплиментарный КТ 815-му), а стабилитрон TL431 включил между его коллектором и базой, а между базой и эмиттером — резистор 1 ком. То есть зашунтировал TL431 транзистором, через который пошел основной ток. Этот транзистор установил на небольшой радиатор около 20 см2 ( при работе он греется где-то до 50 гр.С). Резистор R5 поставил 150 Ом. И наконец родилась окончательная схема. Вот она:
Настройка.
Начнем с конца. Извлекаем микросхему.
Вместо батареи ставим конденсатор (можно электролит, естественно соблюдая полярность и подходящий по напряжению) и подключаем вольтметр. С помощью R8,R9 выставляем напряжение буферного режима (13,6 — 13,8 в).
Другими словами, мы настраиваем делитель напряжения для получения нужного потенциала на управляющем выводе регулируемого стабилитрона TL431 для получения нужного напряжения стабилизации. Я манипулировал двумя переменными резисторами, временно подключив их вместо R8 и R9, а затем заменил их постоянными тех же номиналов. Желательно подобрать их точно, комбинируя, если потребуется, параллельное и последовательное их соединение. Можно применить подстроечники, впаяв их вместо постоянных резисторов и оставив в схеме, но желательно тогда многооборотные.
Далее выставляем верхний и нижний пороги срабатывания микросхемы 555. Для этого устанавливаем микросхему на её законное место, отключаем разъем (в авторской схеме перемычка, в моей — разъем папа-мама. Вот для чего он нужен. Без него настройка превратится в гемморой, нужно отключать питание от делителя), а вместо аккумулятора подключаем блок питания (желательно лабораторный или на худой конец регулируемый по напряжению), выставляем на нём около 14 в. Далее выставляем на блоке питания желаемый минимальный порог включения заряда (я ставил 12,2 в) и резистором R3 добиваемся включения NE555 ( на выходе напряжение близкое к напряжению питания микросхемы, т.е. около 12 в), это состояние наглядно продемонстрирует вспыхнувший индикаторный светодиод ( обратите внимание, напряжение срабатывания должно быть обязательно ниже напряжения буферного режима. В моем случае это 12,2 против 13,7 в).
Точно также настройте верхний порог срабатывания микросхемы (на выходе около 0 в, светодиод потух) — 14,6 — 14,8 в.
Эти манипуляции с двумя подстроечными резисторами довольно муторные и деликатные, так как поворот движка любого из них влияет и на верхнее и на нижнее напряжение, они изменяются. Нужно постоянно подстраивать то один, то другой, чтобы добиться нужного результата.
Но ищущий да обрящет! И вот нам это удалось! Мы выставили все три реперные точки по контрольным напряжениям. Устройство настроено. Все отключаем.
Соединяем разомкнутый технологический разъем.
Подключаем наш аккумулятор. И… Надеюсь все будет хорошо, как и получилось у меня.
Теперь о конструкции.
Узел питания состоит из трансформатора (в моем случае тороидальный) с напряжением вторичной обмотки 16 – 18 в, выпрямительного моста соответствующих параметров и конденсаторов фильтра, емкость которых зависит от нагрузки, в моем случае 20 000 мкф. Напряжение на входе схемы после фильтра у меня около 21 в. Охлаждение силового ключа на транзисторе КТ819 выполнено на радиаторе компьютерного процессора с кулером. Как оказалось, этот радиатор настолько эффективен, что не позволяет разогреться транзистору на токе 4 А более 50 градусов. В этом случае напряжение на вентиляторе около 8 в и он работает не в полную силу. Можно использовать и меньший радиатор.
Схема блока управления кулером
с плавной регулировкой оборотов вентилятора в зависимости от температуры нагрева использовалась очень простая, всего из трех деталей, — транзистор MOSFET IRFBC 40, терморезистор с отрицательным ТКС ( у меня 6,8 ком) и подстроечный резистор ( у меня 2,2 ком). Номиналы резисторов не критичны, главное, чтобы сопротивление подстроечника было примерно в 3 раза меньше сопротивления терморезистора.
Вот что в итоге получилось:
Как известно, AGM батареи критичны к режиму зарядки. Обычные зарядные устройства без контроля напряжения зарядки могут вывести их из строя. Внутри AGM батареи свинцовые пластины находятся в своего рода пакетах, наполненных электролитом в виде геля. У этих батарей много преимуществ перед традиционными, но они требуют определенного к ним отношения при эксплуатации. Их нельзя эксплуатировать в условиях высоких температур (поэтому их размещают вне моторного отсека, в салоне или багажнике авто). Напряжение их зарядки не должно превышать 14,7 в.
Производители этих батарей рекомендуют следующий режим их зарядки:
1 этап — основной. Заряд аккумуляторной батареи током 0.1С ( С — емкость батареи в А/Ч) до напряжения 14.5-14.8в. Этот момент очень важен так как на этой границе начинается бурное расщепление воды на кислород и водород, тем самым создаётся избыточное давление в банках. Избыточное давление выходит через предохранительные клапаны, повышается кислотность электролита, происходит отслоение геля от пластин, уменьшаются токоотдача и срок службы батареи.
То есть это этап с ограничением напряжения.
2 этап – буферный. При достижении на батарее порога напряжения 14,5 – 14,8 в мгновенное снижение напряжения заряда до 13,6 – 13,8 в с ограничением тока.
Вот о таком устройстве и пойдет речь.
За основу я взял схему с сайта forum.cxem.net/index.php автора «kurilka», как наиболее подходящую с моей точки зрения для повторения. Вот она:
Мне пришлось доработать схему под мои задачи. Дело в том, что автор использовал ее на слаботочных нагрузках. Мне же нужно заряжать батарею током около 4 А в основном режиме, не менее. Поэтому, когда я ее собрал и запустил, то получил зарядный ток около 0,5А, разумеется заменив силовой транзистор Q1 на более мощный, а именно – КТ819. Никакие манипуляции с настройками не давали желаемого результата.
Я предположил, что недостаточное смещение на выходном транзисторе не дает ему открыться. При включенном режиме зарядки, когда на выходе 555 присутствует высокий потенциал, транзистор Q2 открыт и шунтирует управляемый стабилитрон TL431. Напряжение на базе Q1 в этом случае определяется разницей величин напряжения питания ( у меня 21 в) и падением напряжения на R5. Оно получалось недостаточным, чтобы транзистор Q1 открылся.
Увеличить напряжение можно уменьшив R5. Но в этом случае возрастает коллекторный ток через Q3 и он наверняка выйдет из строя (для 2N3409 100 миллиампер – это предел).
Что я сделал?
Поменял Q3 на КТ815. У него тоже напряжение насыщения 0,6 в, как и у 2N3409, но ток 1,5 А макс. Я рассчитал схему следующим образом.
R5 — 240 Ом. Коллекторный ток на КТ815 при этом мал, радиатор не требуется. На базе Q1 стало около 14 в и он открылся. Ток зарядки стал 4,2 А. Он ограничивается величиной сопротивления R7, которое примерно рассчитывается: J = 0,6/R7. 0,6 в – это напряжения насыщения транзистора Q3, который открываясь шунтирует напряжение смещения на Q1, заставляя его закрываться и тем самым ограничивая ток через него. У меня R7 – 0,15 Ом мощностью 10 Вт. Ток при этом около 4 А.
Аккумулятор заряжается до напряжения отсечки, т.е. до 14,7в, как я установил настройками.
Затем срабатывает на отключение таймер 555 и напряжение на базе Q1 будет определяться уже напряжением открывшегося стабилитрона, т.е.13,6 в — буферный режим.
А это как раз то напряжение смещения транзистора Q1, при котором ток зарядки при полностью заряженной батарее ( в процессе дозарядки после включения буферного режима ток постепенно уменьшается, у меня с 2,5 А в начальный момент при переключении в буферный режим) должен быть около 0,5А или немного меньше 0,01С. Это нормально. Такой ток не вредит батарее и компенсирует ее саморазряд.
Все процедуры настройки схемы описаны автором, поэтому я не буду их повторять, а просто приложу авторскую статью.
Узел питания состоит из трансформатора (в моем случае тороидальный) с напряжением вторичной обмотки 16 – 18 в, выпрямительного моста соответствующих параметров и конденсаторов фильтра, емкость которых зависит от нагрузки, в моем случае 20 000 мкф. Напряжение на входе схемы после фильтра у меня около 21 в.
Охлаждение силового ключа на транзисторе КТ819 выполнено на радиаторе компьютерного процессора с кулером. Как оказалось, этот радиатор настолько эффективен, что не позволяет разогреться транзистору на токе 4 А более 50 градусов. В этом случае напряжение на вентиляторе около 8 в и он работает не в полную силу. Можно использовать и меньший радиатор.
Схема блока управления кулером с плавной регулировкой оборотов вентилятора в зависимости от температуры нагрева использовалась очень простая, всего из трех деталей, — транзистор MOSFET IRFBC 40, терморезистор с отрицательным ТКС ( у меня 6,8 ком) и подстроечный резистор ( у меня 2,2 ком). Номиналы резисторов не критичны, главное, чтобы сопротивление подстроечника было примерно в 3 раза меньше сопротивления терморезистора.
Вот, что у меня в итоге получилось:
В процессе испытаний пришлось доработать схему.
Дело в том, что в режиме основной зарядки резистор R5 обеспечивает напряжение смещения на Q1. Но когда схема переключается в буферный режим (на выходе таймера появляется низкий уровень, транзистор Q1 прикрывается), TL431 открывается, устанавливая напряжение буферного режима 13,6 в, то ток идет по цепи R5 — U3. Резистор R 5 в этом случае меняет свою роль и выступает в виде ограничительного по току через регулируемый стабилитрон TL431. Его сопротивление в этом случае является недостаточным для обеспечения безопасного для U3 тока. Ток слишком велик. U3 греется и выходит из строя (я два так спалил).
Получается, что в рабочем режиме необходим резистор, обеспечивающий достаточное смещение на Q1 для получения нужного нам тока зарядки ( в моем случае 4 А), а в буферном режиме требуется резистор значительно большего номинала для ограничения тока через U3 (его рабочий ток не более 100 мА).
Поэтому я ввел реле на выходе таймера 555, которое, при наличии на этом выходе высокого потенциала, замыкает резистор малого сопротивления, отвечающий за смещение на Q1. В буферном же режиме, когда на выходе 555 низкий уровень напряжения (или 0 в), обесточиваясь переключается на резистор большого номинала, который ограничивает ток через U3 до его рабочего значения.
При этом, реле должно иметь сопротивление обмотки такое, чтобы не перегрузить по току выход микросхемы (максимальный ток выходного транзистора NE555 — 150 мА) с учетом токов через светодиод и базовую цепь Q2. Это необходимо учитывать.
Для тех, кто хочет почитать статью автора исходной схемы в оригинале рекомендую набрать в поисковике:
"Автоматическое устройство для зарядки кислотных
свинцовых,
(гелевых) аккумуляторов."
Поисковик выдаст ссылку, которая откроет PDF файл. Его можно сохранить. Там подробное описание схемы и ее настройки. Я же дал только информацию по своим изменениям.
Всем заряженных батарей и приличных пусковых токов.
За сим откланиваюсь.
BUSTER 333.
