Шим зарядка аккумулятора: Мощное импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Содержание

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО НА ШИМ-ГЕНЕРАТОРЕ

    Завалялся у меня тороидальный трансформатор на 30 ватт, с выходным напряжением 20 вольт. Решил сделать на его основе приличиное зарядное устройство и вот что получилось. Максимальный ток зарядки получился 1А, но его легко можно увеличить, если поставить более мощный источник напряжения — трансформатор на 100 ватт и более. Принципиальная схема в своей основе имеет ШИМ-генератор — микросхему-таймер NE555 (КР1006ВИ1), импульсы с которой поступают на затвор полевого транзистора, коммутирующего нагрузку — аккумулятор. Другой мощный транзистор отключает АКБ при аварийных ситуациях.

    Схема выгодно отличается от других тем, что имеет простую и надёжную защиту от короткого замыкания выходных щупов и переполюсовки, при этом отключает заряд и включает светодиод. Так как светодиод немного подсвечивал, (тот который защита) он у меня оказался на 1.8 вольт, я решил что бы не мучится, не подбирать под разные светодиоды, поставить подстроечник.

   Печатную плату сделал по быстрому, просто взял и объединил две платы — генератор и защита. Зарядное устройство собрано и успешно проверено — работает великолепно! Для наглядности, снабдил зарядку ампер- и вольтметром, чтобы отслеживать процесс заряда в любой момент.

   В схему можно ставить любой N-канальный полевой транзистор на нужный ток. Аккумулятор, подключаемый к ЗУ, может быть никель-кадмиевый, свинцовый гелевый, никель металл-гидридный или литий ионный. Однако в последнем случае учтите, что на нём не должен быть контроллер (как в АКБ от мобильного телефона), так как заряд происходит импульсами большого напряжения. С другой стороны такой метод заряда приветствуется, ведь эти импульсы разрушают окисел, покрывающий внутренние пластины аккумулятора, производя десульфатацию. В общем получилась простая, надёжная и функциональная схема зарядки, под многие виды аккумуляторов.

   Форум по данному зарядному устройству

   Обсудить статью ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО НА ШИМ-ГЕНЕРАТОРЕ

азбука импульсного заряда / Хабр

Тема импульсного заряда свинцовых аккумуляторов (СА) и состоящих из них кислотных батарей (АКБ) в последние годы набирает актуальность. В продаже появляются инновационные зарядные устройства, публикуются статьи, на специализированных форумах идёт активная исследовательская работа с жаркими спорами на сотни страниц.

О чём спорим?

Важнейшими эксплуатационными характеристиками АКБ являются ёмкость, токоотдача, срок службы, надёжность. Новые методы заряда и реализующие их устройства призваны служить цели повышения этих характеристик. В чём суть таких методов, и почему они актуализируются именно сейчас, мы и рассмотрим.

В чём сложность?

СА — сложная физико-химическая система, в которой происходят, как минимум, десятки известных процессов, испытывающих взаимовлияние и влияние внешних факторов, прежде всего, электрического воздействия и температуры. Особую сложность добавляет то, что кинетика, то есть динамика скорости развития и распространения, у процессов разная.

На протяжении десятилетий исследователи изучали эти процессы и вырабатывали способы взаимодействия с ними, при помощи имевшегося в их распоряжении оборудования. Фиксировались осциллограммы, графики самописцев, таблицы результатов измерений, разрабатывались и испытывались экспериментальные установки, и вывод чаще всего был один: СА — предмет сложный для понимания и эксплуатации, многие теоретические и практические вопросы остаются открытыми.

Почему этого не придумали раньше?

Но техника и техническая культура не стоят на месте. Появились и стали доступными электронные вычислительные машины (ЭВМ), причём в виде не только персональных компьютеров, но и компактных, недорогих, экономичных микроконтроллеров (МК), представляющих собой микроЭВМ с развитой периферией, выполненную на одном кристалле кремния размером меньше тетрадной клетки, и при этом способную выполнять миллионы операций в секунду. Аналоговая микроэлектроника также не отставала в развитии, предоставив всем желающим компоненты с невиданными ранее характеристиками точности, стабильности, диапазона применений.

Итак, сегодня самое время вернуться к старому доброму изобретению Гастона Планте, вот уже много десятилетий несущему верную службу во множестве отраслей бытовой и профессиональной жизни, — свинцовому аккумулятору, — на предмет поиска более адекватных методов его эксплуатации с их реализацией на современной элементной базе.

Теория двойной сульфатации

Аккумулятор, он же вторичный химический источник тока (ХИТ), осуществляет накопление электрической энергии путём обратимого преобразования химического состава электродов (пластин), для дальнейшего полезного использования. В наипростейшем грубом приближении, называемом теорией двойной сульфатации, процессы заряда и разряда СА могут быть выражены следующей формулой.

PbO2 + Pb + 2H2SO4 = PbSO4 + PbSO4 + H2O

Реакция разряда происходит слева направо, заряда — справа налево. Активная масса (АМ) заряженной плюсовой (положительной) пластины, — ПАМ, — образована оксидом свинца, минусовой (отрицательной), — ОАМ, — губчатым свинцом. Как видим, и ПАМ, и ОАМ при разряде преобразуются в сульфат свинца, при образовании которого расходуется серная кислота и образуется вода.

Концентрация серной кислоты, а соответственно, плотность электролита, снижается при разряде и повышается при заряде. Это азбука свинцовых аккумуляторов. Но далее мы увидим, что одних букв азбуки недостаточно, их ещё надо связать в слова, предложения и текст, годный в качестве руководства к действию.

Упрощённые химические формулы носят статистический характер и не учитывают множества последовательных и параллельных переходных процессов, а также модификаций участвующих в них веществ, потому должны рассматриваться лишь как вводные данные, и ни в коем случае не как исчерпывающие и закрывающие вопрос ответы.

Структуры и функции

В отличие от школьного экзамена и конкурса эрудитов, на практике необходимы действующие и доступные к повторению способы (функции) и структуры (устройства) для их реализации. Это означает необходимость определиться, (и корректировать по ходу развития темы), с приоритетами: что, в данном приложении, мы учитываем прежде всего, а чем, опять же в данном приложении, можно пренебречь. Иначе получится презентация либо энциклопедия, но никак не прикладная, реализующая функцию структура. Презентации и энциклопедии тоже нужны, но это структуры для других функций.

Эта страшная сульфатация

Из рассмотрения самой упрощённой, азбучной формулы, мы уже видим, что сульфатация, да ещё и двойная, — отнюдь не побочный эффект, а самая основа процесса разряда СА, будь то саморазряд или полезный разряд, ради которого АКБ и строится. Каким образом сульфатация становится патологической и губит аккумулятор, и как этого избежать, наш текущий вопрос.

Поляризующее воздействие и зарядный ток

Сульфат свинца — труднорастворимый диэлектрик. Для его растворения, точнее, преобразования в активную массу пластин, необходимо приложить поляризующее воздействие, то есть разность потенциалов, она же электрическое напряжение, а также затратить электрический заряд для его усвоения в химической форме, т.е. пропустить зарядный ток в течение какого-то времени. Таким образом, электрическая энергия будет запасена в химической форме, и совершится заряд СА.

Упрощённо, напряжение (вольты), помноженное на ток (амперы), даёт мощность (вольт*амперы, ватты), ток на время — заряд (кулоны или ампер*часы, по 3600 кулон каждый), мощность на время или заряд на напряжение — энергию (джоули или ватт*часы, также равные 3.6 килоджоуля, т.к. в часе 60 минут по 60 секунд).

Что такое зарядное устройство

Поляризующее воздействие и зарядный ток образуют зарядное воздействие на АКБ, функция которого осуществляется структурой, называемой зарядным устройством (ЗУ), или встраиваемым контроллером заряда, или эксплуатационным контроллером (драйвером).
Казалось бы, чего проще: приложить напряжение и создать ток. Такое любой источник питания может. Но мы воздействуем на СА — сложную структуру, и для поддержания её полезных функций должны взаимодействовать адекватно, с обратной связью. Иначе воздействие будет разрушать структуру, а её функции деградировать, и это будет нехорошо.

Проводимость-Структура-Прочность

Ёмкость, токоотдача, срок службы, надёжность, с которых мы начинали нашу беседу, являются функциями АКБ. Выполнять функции призвана структура. Для токотдачи нужны высокая проводимость активной массы и токоведущих частей конструкции, причём эта проводимость должна быть сбалансирована для равномерного распределения токов и мощностей, а также контакт АМ с электролитом, позволяющий отдавать максимум полезной ёмкости при заданном токе. Потому активной массе необходима развитая поверхность, достигаемая разными конструкциями электродов. Конечно же, эта развитая структура должна быть механически прочной и долговечной при эксплуатации, то есть, приёме, хранении и отдаче аккумулятором энергии.

Формовка

Формовкой называется процесс и результат (состояние) подготовки электродов к приёму зарядного и отдаче разрядного тока, соответственно с накоплением и возвращением полезной энергии. Так как накопление и отдача энергии связаны с физико-химическими превращениями активной массы, напрашивается очевидный вывод, что формовка вторичного ХИТ, в отличие от первичного, происходит не единовременно при его производстве и вводе в эксплуатацию, а при каждом заряде.

Сульфаты свинца

Как уже упрощённо говорилось, сульфат свинца — диэлектрик, то есть, имеет высокое удельное сопротивление и низкую электропроводность. При саморазряде и полезном разряде он образуется на поверхности активной массы, изолируя её участки и электрически, и механически, препятствуя доступу к ней электролита. Таким образом он вредит упомянутым критериям проводимости и структуры СА, снижая и полезную ёмкость (энергию), и способность принимать и отдавать ток (мощность).

Найти общий язык с заклятым другом АКБ сульфатом представляется возможность двумя известными способами. Во-первых, снять его с активной массы возможно путём перенапряжения, или даже электрического пробоя. Последним занимаются энтузиасты экстремальной десульфатации, и эта тема, как и сомнительные, по мнению многих коллег, способы грубого разрушения сульфатной корки сверхтоками, а также химической промывки, выходят за рамки нашей беседы.

Напряжение зарядного воздействия: выше — лучше?

Пока просто отметим, что развивать повышенное напряжение между пластинами СА при заряде (обслуживании) весьма полезно для разрушения сульфата, причём при этом, (если избежать нежелательных побочных эффектов, о них ниже), он не выпадает в осадок (шлам), но возвращает свой, грубо говоря, сульфат-ион в серную кислоту электролита, а свинец, в виде металла или оксида, пластинам, то есть, совершается полезный заряд.

Зарядный ток: больше — лучше??

Во-вторых, оксиды свинца на положительной пластине могут образовываться при заряде АКБ в разных модификациях, из которых известны и важны для нас две, называемые альфа и бета. Альфа-оксид имеет меньшую удельную поверхность, а также изоморфную с сульфатом кристаллическую решётку, что при разряде ведёт к образованию плотного слоя сульфата. Всё это минусы для структуры и проводимости, по сравнению с бета-оксидом. Правда, альфа-модификация механически более прочна, но практика показывает это несущественным.

Итак, желательно заряжать СА таким образом, чтобы способствовать преимущественному формированию бета-оксида свинца, с более развитой поверхностью и отсутствием склонности обрастать плотным слоем сульфата. А способствует этому более высокая плотность зарядного тока.

Отметим: зарядные устройства, значительно снижающие ток к концу заряда, (а таковых большинство), и тем более «подзарядники», компенсирующие саморазряд малым током, формируют альфа-оксид, снижая эксплуатационные характеристики батареи.

Электролит и электролиз

Но мы пока начали разбираться только с пластинами, упомянув о важнейшей составляющей СА, — электролите, — лишь вскользь. Электролит свинцового аккумулятора представляет собой раствор серной кислоты в дистиллированной воде, причём и кислота, и вода, как мы видели в уравнении двойной сульфатации, расходуются и образуются при заряде и разряде. Согласитесь, эта простая уравновешенная система вызывает восхищение. Но только пока она уравновешена.

Если разность потенциалов между пластинами достигнет так называемого водородного перенапряжения, в банке, т.е. ячейке АКБ, начнётся процесс электролиза воды, её разложения на кислород и водород. Этот нехитрый и почти экологически чистый процесс для СА, мягко говоря, вреден крайне и многогранно. Рассмотрим, почему.

Во-первых, это потеря воды, которую в обслуживаемые наливные аккумуляторы приходится доливать, а в так называемые необслуживаемые (maintenance free, MF), особенно гелевые (с загущённым электролитом) и AGM (с абсорбирующими сепараторами из стекловолокна) это сделать несколько проблематично.

Разработчики СА прилагают немало усилий для рекомбинации кислорода и водорода обратно в воду и её возвращения в электролит. Эта функция возложена на структуры в виде клапанов в герметичных, точнее, герметизированных клапанами VRLA, загущение электролита силикагелем в GEL батареях, впитывающие стекломаты AGM, а также специальные пробки-рекуператоры, характерные для стационарных решений. Способность возвращать воду у всех этих решений, кроме, пожалуй, громоздких и недешёвых спецпробок, сильно ограничена, и избыточное давление газов, если оно образовалось, просто стравливается в атмосферу.

Во-вторых, что это за газы? Кислород, в присутствии серной кислоты агрессивно и с выделением теплоты разъедающий свинец, причём не только отрицательных пластин, но и несущих и токоведущих элементов конструкции, и водород, экологичный, но в смеси с кислородом воздуха крайне пожаровзрывоопасный. А при потере воды, к пластинам открывается доступ ещё и атмосферного кислорода.

Если газовыделение из АКБ идёт полным ходом, («кипение» электролита), экологичным данный процесс уже не назвать, так как происходит разбрызгивание и распыление капель серной кислоты, да не чистой, а с пылинками шлама, содержащими, как легко догадаться, соединения свинца, сурьмы и других материалов, употребляемых в качестве присадок при производстве СА.

Как деды аккумуляторы кипятили

«Кипение» перемешивает электролит и разрушает, в частности, слой сульфата на поверхности электродов. Потому в старые дикие времена оно было нормой эксплуатации АКБ. Изношенный верхний слой активной массы отрывался пузырьками газов и оседал в шлам, для которого внизу банок было предусмотрено место, обнажались для работы свежие слои.

Критерии долговечности, экономичности и экологичности при этом страдали, зато аккумуляторы отрабатывали нормированные для них по тем временам характеристики, будучи заряжаемыми и обслуживаемыми простыми средствами. Трансформатор с диодами, хорошо, если есть амперметр и реостат или переключатель обмоток, ареометр с грушей, трубка-уровнемер, воронка да две бутыли, с раствором кислоты и дистиллированной водой, — вот и весь дедовский инструментарий. Вольтметр, нагрузочная вилка — уже роскошь. А в аккумуляторных мастерских батареи разбирали, из исправных пластин сваривали блоки, и собирали вновь.

Плотность электролита: чем выше, тем лучше???

Раз уж упомянули ареометр, или денсиметр, (один или несколько калиброванных поплавков, простейший из них — индикаторный глазок в некоторых АКБ), самое время поговорить о плотности электролита, состоящего, не забываем, из аккумуляторной кислоты и воды. Серная кислота тяжелее воды, потому плотность их смеси тем выше, чем больше её концентрация.

Согласно уже знакомому нам упрощённому уравнению Гладстона и Трайба, по концентрации кислоты, т.е. плотности электролита, можно судить о степени заряженности аккумулятора. Но это не исчерпывающий критерий, ведь потери и доливки воды и кислоты точно так же влияют на плотность, как и процессы заряда-разряда.

Существует формула, связывающая напряжение разомкнутой цепи (НРЦ), оно же электродвижущая сила (ЭДС) без нагрузки, с соотношением количества кислоты и воды в электролите, а также температурой. Формула эта тоже упрощённая, так как не учитывает других свойств СА, части которых мы коснёмся ниже. И приводить её здесь не будем, она есть в книгах, а нашу беседу только перегрузит.

Чем выше концентрация кислоты, а следовательно, ЭДС, тем большую полезную работу способен произвести каждый кулон и ватт-час, отдаваемый батареей, то есть, растёт энергоёмкость. Также, избыток кислоты в электролите повышает его стойкость к замерзанию, потому в автомобилях на зиму принято устанавливать повышенные плотность электролита и напряжение заряда.

При понижении температуры полезная ёмкость АКБ снижается, при повышении — растёт. Это учитывается при зимних пусках двигателя и серьёзно ограничивает эксплуатацию транспортных средств со свинцовыми тяговыми батареями в холодное время года, ведь в автомобиле с ДВС, как только он заведён, начинает работать генератор, компенсируя разряд, а тяговой АКБ придётся отдавать ток на протяжении всего пути.

Тяговый и буферный режимы

Коль заговорили, продолжим. Режимы работы АКБ подразделяются на тяговый, или циклический (cycle use), когда происходит разряд значительной части ёмкости средним (относительно последней) по величине током, после чего следует заряд, и буферный (standby), когда разряды относительно редки, (резервные батареи бесперебойного питания), и производится тем или иным образом компенсация саморазряда.

К буферному можно отнести и стартерный режим, когда за кратковременным неглубоким разрядом высоким током следует заряд в течение всей поездки автомобиля или мотоцикла. Близок к стартерному режим 15-минутного разряда резервных аккумуляторов компактных источников бесперебойного питания, служащих для безопасного завершения работы с сохранением данных, в отличие от тягового режима АКБ в мощных фонарях и ИБП для поддержания автоматики, связи, медицинского оборудования и др. в течение нескольких часов.

Характерный отличительный признак АКБ, специально предназначенных для 15-минутного разряда, — обозначение мощности в ваттах, отдаваемой одной банкой в этом режиме, маркировкой на корпусе и даже в артикуле батареи. Например, HR12-34W означает, что маленькая батарея «7-амперного» форм-фактора способна отдавать 6*34 = 204 ватта в течение четверти часа! На первый взгляд, это «всего-навсего» 4,25 ампер*часа, но знающих разрядные кривые СА и их природу такая характеристика порадует основательно, и весьма.

Накопители энергии в ветряной, и особенно солнечной энергетике, работают в тяговом, циклическом режиме. Когда энергия поступает, надо её по максимуму усвоить, чтобы затем отдавать, пока солнечные батареи и ветрогенераторы не дают ток. Габариты и масса стационарных накопителей, в отличие от транспортных, не критичны, потому стараются обеспечить по возможности избыточную их ёмкость и неглубокие циклы. Ведь чем глубже разряд, тем выше износ АКБ.

Вред перезаряда и повышенной концентрации кислоты

Если при повышенных температуре, ЭДС и концентрации кислоты аккумулятор выдаёт больше энергии и мощности, почему же его берегут, (должны, по крайней мере), от перегрева, и при наступлении тепла вручную или автоматически корректируют напряжение генератора и плотность электролита вниз?

Дело в том, что повышенная химическая активность кислоты в избыточной концентрации действует на активную массу, несущие и токоведущие части СА разрушительно. Способствует этому и высокая температура. Повышаются саморазряд, сульфатация, коррозия, могущие происходить с выделением тепла и газов.

Тот же самый эффект случается при избыточных напряжении, токе, мощности, энергии зарядного воздействия. Все те лишние кулоны, киловатт-часы и рубли на оплату последних, что не усваиваются активной массой, идут на электролиз воды, нагрев и разрушение батареи, причём в любом случае, хотя и с разной скоростью.

Маленький ток «подзарядника» будет подтачивать вашу АКБ исподтишка, вы даже не заметите нагрева и газовыделения, настолько слабого, что с ним, возможно, справится штатная рекомбинация. Но формовка активной массы из свинца тоководов и несущих конструкций происходить будет. И в результате, — нет, полезная ёмкость не возрастёт, зато рассыпется внутренняя структура.

Снимали когда-нибудь крышки и колпачки клапанов с отказавшей АКБ компьютерного ИБП? Видели, во что превратились токоведущие шины? Это оно самое.

Немного техники безопасности

Серная кислота едкая, водород взрывоопасен. Это надо иметь в виду при эксплуатации СА. Но самую большую опасность представляет активная масса, как «настоящая», так и «паразитная», наработанная коррозией держателей и тоководов. АМ обладает развитой поверхностью и по праву зовётся активной. Даже небольшая её крупица является системным ядом и нейротоксином, способным вызывать увечья (свинцовые параличи), потому категорически запрещается прикасаться к внутренностям АКБ голыми руками, допускать попадания на кожу, слизистые оболочки, внутрь. При попадании немедленно смыть большим количеством воды.

Теперь знаем об аккумуляторах всё?

Итак, слишком низкие и слишком высокие напряжения, токи, концентрации электролита, температуры для АКБ вредны. Это значит, что для циклического, буферного, стартерного и т.д. режимов работы можно определить оптимальные напряжения, токи, формализованные законы термокомпенсации, реализовать их в зарядном устройстве, реле-регуляторе, контроллере заряда, и мы тем самым повысим ёмкость, токотдачу, срок службы?

Да, значит. Но опять упрощённо. Данные о термокомпенсированных параметрах заряда производители размещают в справочных листках и на корпусах АКБ. Их соблюдение в эксплуатационных контроллерах значительно улучшает практику применения СА, но не является идеалом. Можно, и нужно совершенствоваться дальше.

Взглянем на целостную картину

Подытожим изученное. СА представляет собой два блока пластин с активной массой, имеющей развитую поверхность. Пластины окружены электролитом, — водным раствором серной кислоты, — путём погружения в жидкий раствор, разделения пропитанных последним сепараторами из стекловолокна, или помещения в желеобразный, загущённый силикагелем электролит.

Заряженная ПАМ образована оксидом свинца, ОАМ — свинцом. При разряде та и другая превращаются в диэлектрический и труднорастворимый сульфат свинца с затратой серной кислоты и образованием воды, при заряде — наоборот, с затратой воды и образованием кислоты. Свинец электродов, его оксид и сульфат не переходят в раствор, (по упрощённой теории; на самом деле образуют ионы, которые должны тут же осаждаться в АМ), зато из раствора берутся, и возвращаются ему ионы, а именно гидросульфат-ион и протон (ядро атома водорода).

И вот здесь начинается самое интересное. Ионы для токообразующих реакций должны поступать из электролита в активную массу, активность которой, как помним, обеспечивается структурой с развитой поверхностью, т.е. губкой. AGM-сепаратор — ещё одна впитывающая губка, служащая многим целям, в частности, повышению рекомбинации воды, а гель — вязкая субстанция, перемещения вещества в которой затруднены.

Итак, мы имеем смачивание и капиллярный эффект, как минимум, в двух губках АМ, к которому может добавляться влияние сепаратора и геля. В результате, движения вещества в банке аккумулятора замедлены, и для осуществления заряда и разряда, особенно глубинных слоёв АМ, требуется время, причём разное, зависящее от текущего состояния активной массы и электролита.

И это состояние отнюдь не исчерпывается НРЦ, плотностью и температурой! При работе СА электролит расслаивается, различные ионы движутся в электрическом поле с разной скоростью (электроосмос), встречают преграды структуры, а серная кислота ещё и тяжелее воды, за счёт чего стремится под действием силы тяжести опуститься вниз, вытеснив воду вверх!!! В случае геля и AGM этому мешает структура, а вот наливные АКБ страдают гравитационным градиентом плотности электролита в полной мере.

Где в розетке плюс и минус?

Итак, существует ли такое значение тока или напряжения, которое, будучи рассчитанным исходя из НРЦ, плотности электролита, (плотности где?! она неравномерна!), температуры, и приложенным к клеммам СА, обеспечит полный заряд, компенсацию саморазряда и десульфатацию, при этом избежав и медленно убийственного сульфатирующего недозаряда, и электролиза воды, и коррозии структуры?!

Нет, НРЦ, (хоть даже с таблицей замеров ЭДС под разными нагрузками), температура, (которая тоже очень даже бывает неравномерной в массивной неоднородной АКБ), и плотность электролита, хоть «средняя по больнице», хоть измеренная сверху банки или у дна, или обе разом, в статической совокупности не дают исчерпывающих данных о кинетике, динамике химических реакций в банке СА и всей батарее.

Они пригодятся для оценки состояния аккумулятора и принятия решения о его дальнейшем обслуживании, но оптимальных значений тока и напряжения, чтобы выставить на регуляторах зарядного устройства, не дадут. Потому что эти значения меняются в ходе взаимодействующих процессов, происходящих с разными скоростями!

Зато динамика изменения тока и напряжения может рассказать о ходе токообразующих реакций всё. Точнее, всё нужное для управления зарядным током и поляризующим воздействием. Если, конечно, уметь обрабатывать эти данные в реальном времени, (то есть, с нормированными задержками). Для этого и понадобится микроэлектроника, и скорее всего, даже вычислительная машина. К счастью, она бывает, как помним, размером с тетрадную клетку.

Вопрос о том, какое именно электрическое воздействие является потребностью АКБ в данный момент, сродни вопросу, где плюс и минус в розетке. Человек на него ответить не может: пока будет говорить, плюс и минус сменят друг друга 50 раз в секунду. Но для электронного прибора такое быстродействие пара пустяков. И мы можем точно определить фазы напряжения и тока, с нужной привязкой ко времени. Конечно, в СА мы увидим нечто посложней синусоид, сдвинутых друг относительно друга. И увидим уже скоро.

Повторенье — мать ученья. Это упрощёная формулировка третьего закона диалектики, частичного возврата к старому на новом уровне, и мы ею снова воспользуемся.

Имеем две губки активных масс, между которых жидкость, гель или ещё одна губка. Нам нужно, чтобы необходимые ионы для токообразующих реакций достигли каждого слоя губок, причём эти слои частично закупорены сульфатами, требующими перенапряжения для диссоциации, и без этого перенапряжения мы потеряем и ёмкость, и токоотдачу, и долговечность, вследствие хронического недозаряда, ведущего к прогрессирующей сульфатации.

Однако перенапряжение чревато перезарядом с электролизом и коррозией. Как общепринятый в седой древности дозаряд «кипячением» с терморазгоном и полезным, но слишком дорогой ценой, перемешиванием электролита, так и сменившее его снижение тока в конце заряда, смягчающее, но не исключающее вредные побочные явления, и вдобавок ведущее к замазыванию ПАМ орторомбическим оксидом свинца, нельзя считать решениями, адекватными в полной мере.

Чем заряжается аккумулятор?

И наконец, после первого знакомства с химией и физикой СА, настаёт время посмотреть на его электрические характеристики, а именно, отклик ХИТ на зарядное воздействие. Только сначала повторим характеристики самого этого воздействия: напряжение, ток, время, заряд, мощность, энергия.

Так как ХИТ имеет электродвижущую силу, то есть создаёт (сам устанавливает) разность потенциалов, естественно предположить, что зарядное воздействие осуществляется током. Действительно, при приложении тока от зарядного источника к клеммам СА, напряжение на последнем начинает расти, (предполагаем, что источник способен развить нужную ЭДС, на то он и зарядный), что и является критерием оценки хода заряда.

В начале пропускания тока, разность потенциалов клемм резко подскакивает на величину падения этого тока на внутреннем сопротивлении СА или батареи. По высоте получающейся ступеньки, зная силу тока, можно вычислить внутреннее сопротивление, что очевидно, и используется в экспресс-тестах. На этом «просто вольтамперная характеристика» заканчивается, и начинается сложный процесс изменения напряжения во времени. Силу тока будем считать постоянной, стабилизированной средствами источника.

Дальше на ленте самописца, экране осциллографа с медленной развёрткой или диаграмме с логгера мы увидим суперпозицию (наложение) нескольких откликов на зарядное воздействие, главных из которых два. Очень медленная экспонента собственно полезного заряда АМ, состоящая из суперпозиции разных слоёв, и ещё одна экспонента, гораздо более быстрая, напоминающая заряд конденсатора.

Два подхода к двойному слою

Это и есть конденсатор, точнее, ионистор, иногда называемый паразитным, а чаще ёмкостью двойного электрического слоя. Ёмкость эта сложна, так как в её образовании участвует расслоение электролита, нами уже упоминавшееся. Но для первого приближения к пониманию перспективных путей оптимизации эксплуатационного взаимодействия с СА, достаточно просто уяснить факт её существования.

Зарядное воздействие вызывает поляризацию двойного слоя, и отношение к этому у разных теоретиков и практиков разное. Одни считают паразитный ионистор вредным явлением, препятствующим максимально эффективному, с точки зрения скорости, заряду АКБ, и предлагают осуществлять в паузах между импульсами заряда деполяризующее воздействие в виде разрядного импульса.

Воздействие асимметричным (переменным с постоянной составляющей) током, или с применением разрядной нагрузки, включаемой только в паузах или подключенной постоянно, используется для заряда и восстановления свинцово-кислотных батарей уже давно.

При заряде никелевых аккумуляторов асимметричное воздействие настоятельно рекомендуется, а для экспериментального восстановления марганцево-цинковых элементов обязательно необходимо, так как препятствует росту дендритов, характерному для этих ХИТ, и вызывающего их аварийные отказы вследствие короткого замыкания.

Для СА активная деполяризация может обрести смысл в свете актуализации исследования полупроводниковых свойств сульфатированных пластин в поисках новых способов десульфатации и подведения теоретической базы под уже известные в течение многих лет. С другой стороны, разрядное воздействие снижает КПД заряда, а ускорение последнего таким способом может снижать срок службы АКБ, потому применимость подобных методов следует признать ограниченной.

Для восстановительного обслуживания и экспресс-заряда при нормированном износе использование принудительной деполяризации двойного слоя может быть одобрено, но не для профилактики и повседневного заряда с приоритетами энергоэффективности и продления жизни АКБ.

Волшебный ионистор

Что произойдёт с ионистором двойного слоя, если просто снять с аккумулятора внешнее зарядно-поляризующее воздействие, разорвав цепь, например, транзисторным ключом? — Он деполяризуется (релаксирует), разряжаясь и отдавая накопленные заряд и энергию активной массе, то есть, совершая полезный заряд СА!

Более того, поляризация двойного слоя зарядными импульсами с последующей релаксационной паузой позволяет создать десульфатирующее перенапряжение, и если импульсы достаточно коротки, газообразование при этом не успеет начаться! Те кислород и водород, что выделились за период перенапряжения, успеют рекомбинировать и вернуться в электролит, вместо участия во вредных и опасных явлениях.

Это и есть принцип релаксационного, импульсного или прерывистого заряда, разрешающий целый клубок диалектических противоречий, например, необходимости и недопустимости перенапряжения. То же и с плотностью тока: амплитуду зарядного импульса можно (и нужно) установить равной двойному току 20-часового разряда, или даже выше, если есть уверенность в алгоритме контроллера.

Закон сохранения энергии?

Здесь вдумчивого читателя одолеют сомнения. Двойной ток 20-часового разряда — это 0.1C20, тот самый ток, что рекомендован для заряда СА в непрерывном режиме, и заряжает полностью разряженную АКБ за 10-12 часов.

Прерывистый заряд предполагает между импульсами тока паузы для усвоения заряда активной массой, поступления ионов в её глубину, выравнивания в ней плотности электролита. Сколько же тогда ждать завершения заряда? Ведь средний ток, совокупные заряд и энергия, сообщённые аккумулятору зарядным устройством, за, например, час, при прерывании паузами окажутся ниже, чем в случае «нормальной» непрерывной подачи тока той же силы!

Продвинутое релаксационное ЗУ зарядит полностью разряженную исправную АКБ током 0.1С20 за 8-12 часов, в зависимости от её состояния. То есть, даже быстрее, чем если бы ток не прерывался. Как такое возможно, и можно ли этому верить?

Дело всё в том, что при классической CC (constant current) зарядке «лишняя» энергия, которую не успевает усвоить активная масса, идёт в нагрев АКБ, электролиз воды, коррозию структуры. А умное ЗУ эти лишние кулоны и джоули просто не подаёт, ожидая готовности ХИТ принять новую порцию заряда, либо снижая параметры модулированного воздействия.

Это не означает КПД 100 «и более» процентов, абсолютного пресечения газообразования и нагрева, гарантии быстрого заряда при любом состоянии батареи. Изношенные, сульфатированные, предаварийные и аварийные АКБ могут немного нагреваться и шуршать пузырями при восстановлении, которое может продлиться долго или очень долго, если с одной или несколькими банками всё совсем плохо. Что совсем не означает лишних затрат времени и денег: ЗУ ведь автоматическое, и электроэнергией распоряжается добросовестно, экономно.

Зато на порядки повышается вероятность успешного восстановления аккумулятора, который в противном случае однозначно пошёл бы в утиль, создавая нагрузку на экологию и экономику, т.е. ваше здоровье и кошелёк, (а ещё точнее, ресурсы свободы плодотворной счастливой жизни). А если беречь АКБ смолоду, получим и повышение, по сравнению с традиционной практикой заряда, её эксплуатационных характеристик, (также являющихся упомянутыми ресурсами).

Так как же реализовать этот импульсный заряд?

На сегодняшний день существует множество способов осуществления импульсного или модулированного зарядного воздействия, управления им с помощью различных обратных связей, устройств для их реализации. Актуальность высока и растёт, идёт постоянное совершенствование, текущими и прекрасными результатами которого можно пользоваться уже сейчас.

Выше мы упомянули о суперпозиции нескольких, (опять упрощённо, число на самом деле не целое), электрических сигнатур в сигнале напряжения с клемм аккумулятора при подаче зарядного импульса. Сигнал в паузе также образован наложением сигнатур токообразующих реакций и побочных явлений в банке СА. А таких банок в самой распространённой 12-вольтовой АКБ целых 6, соединённых последовательно, и подключиться к перемычкам между ними чаще всего невозможно или неудобно.

Добавим к этому наводки помех, прежде всего, из электросети и самого источника питания ЗУ, и мы поймём, что задача аналоговой и цифровой обработки электрического сигнала с клемм АКБ для определения амплитудных и временны́х параметров оптимального зарядного воздействия нетривиальна. Надо знать, что именно искать, и суметь научить этому автомат.

Можно просто приобрести современное зарядно-восстановительное устройство, но даже в этом случае желательно иметь представление о сути его работы, без которого трудно выбрать наиболее подходящий для себя инструмент и пользоваться им по максимуму. А можно поставить собственные эксперименты, на радость и пользу себе и окружающему миру. В любом случае не помешает составить краткую классификацию зарядных методов и устройств.

CC/CV

Constant current, constant voltage — стабилизация или ограничение тока и/или напряжения на заданных уровнях. Может дополняться термокомпенсацией, а также реализацией многоступенчатого заряда, с переключением критериев стабилизации по достижении некоторых условий, таких как: напряжение или ток на клеммах, время с начала заряда, сообщённые АКБ количество электричества или энергия, а в эксплуатационных контроллерах учитывать и предшествовавший разряд АКБ.

Усложнение логики работы таких устройств может (должно) давать лучшие, по сравнению с простой зарядкой от стабилизированного или нестабилизированного блока питания, однако не разрешает в полной мере упомянутых выше диалектических противоречий, не учитывает тонкостей кинетики и не даёт гарантии адекватности зарядного воздействия текущим потребностям АКБ, то есть способности принимать полезный заряд, не говоря уже о десульфатации.

Качели

Если добавить к CC/CV ЗУ критерии окончания и возобновления заряда, например, по напряжению на клеммах, получится один из простейших способов и приборов прерывистого заряда, называемый «качелями», «двухпороговым компаратором» или «компаратором с гистерезисом», в честь основных управляющих элементов. По достижении, например, 14.22 вольта, ЗУ отключает заряд, а при падении НРЦ до, например, 13.1В, возобновляет. Получается релаксационный генератор.

Так должны достигаться и неснижение зарядного тока в конце, компенсация саморазряда при хранении, и оптимизирующий дозаряд глубинных слоёв АМ («добивка ёмкости»), и десульфатирующее перенапряжение, причём со значительным снижением (предотвращением) нагрева, газовыделения и коррозии.

Периодичность качелей может быть от секунд до часов и более, и они нуждаются в ручной или автоматизированной, например, запоминанием достигнутых данной АКБ уровней, подстройке, а также и термокомпенсации. Без чуткого контроля компетентным человеком, (который вынужден следить за процессом), или цифровой обработки электрических сигнатур происходящих в СА процессов, опираясь на одно лишь напряжение или ток, простые качели зачастую не дают того эффекта, который могли бы при лучшем управлении.

Неподходящие для данной конкретной АКБ настройки прерывистого и/или модулированного (см. ниже) заряда могут не замедлить или обратить вспять, а напротив, ускорить, усугубить её деградацию, например, короткое замыкание (КЗ) отдельных банок.

Моргалка

Одной из проблем качелей является слишком быстрое достижение или слишком долгое, (вплоть до бесконечности), ожидание неверно установленного, или переставшего быть верным в ходе процессов, порога, что может вести как к затягиванию обслуживания и недозаряду, так и перезаряду, со всеми вытекающими. Вариант решения этой проблемы — отведение для импульса и паузы определённого времени.

Простейшие устройства прерывистого заряда вообще имеют только таймер (мультивибратор, прерыватель) включения и отключения зарядного тока, и носят название мигалок или моргалок, хотя моргалкой иногда называют любое импульсное ЗУ, в том числе реализующее сложный алгоритм при помощи микроконтроллера.

Использование автомобильного реле поворотов для подачи зарядного воздействия импульсами известно давно, и многим помогло осуществить восстановительный предзаряд аварийно разряженных и сильно засульфатированных АКБ. Это и были первые моргалки.

Модуляция

А вот устройствами модулированного заряда, как ни странно, являются и дедовский выпрямитель, и автомобильный или мотоциклетный генератор, опять же с выпрямителем, дающим несглаженный пульсирующий ток. Чем же прерывистый заряд отличается от модулированного? — Терминологическим критерием. Там, где частоты ниже нескольких герц, говорят о прерывистом заряде, выше — модулированном. Тот и другой относят к импульсным, пульсирующим.

Одно не исключает другого, и в циклах с периодом единицы-сотни секунд импульс зарядного воздействия может представлять собой пачку импульсов более высокой частоты. Это может создавать как дополнительные возможности для дозаряда глубинных слоёв, выравнивания концентрации реактивов и десульфатации, так и сложности, связанные, например, с электромагнитными помехами, влиянием проводов и разъёмов, побочные явления, которые ещё предстоит исследовать и научиться применять или предотвращать. Разные авторы пишут о разных частотах, принимая во внимание кинетику разных процессов, составляющих заряд АМ или влияние на него.

Уже дедовский выпрямитель и генератор авто создают возможности для релаксационных явлений в СА, улучшающих его характеристики в сравнении с насильственной подачей стабилизированного сглаженного тока или, того хуже, удержанием сглаженного напряжения, (причина, по которой в недалёком прошлом некоторые пришли к выводу о непригодности импульсных источников питания, не путать с импульсными ЗУ, для заряда АКБ).

Выводы и перспективы

Исследование реактивных характеристик СА и их откликов на всё совершенствующиеся методы воздействий продолжает открывать перед нами всё расширяющийся и углубляющийся спектр релаксационных, квазирезонансных, резонансных и волновых явлений. Всё это просто захватывающе интересно и приносит полезные плоды.

Сегодня является актуальным, к примеру, изучение явления задержки распространения электричества в свинцовом аккумуляторе, ведущего к часто наблюдаемому многими усиленному износу крайних (электрически) банок и батарей, причём это нельзя списать на одну лишь неравномерность температуры. Пора вырабатывать методы и устройства для обслуживания СА с АМ, легированной углеродными нанотрубками, а также исследовать возможности создания на её основе компактных «сухих» аккумуляторов для лёгких мобильных применений.

В краткой беседе мы так и не коснулись разрядных характеристик, а ведь режимом разряда можно тоже управлять. Предстоит в скором времени испытать возможности рекуперативного торможения с возвратом энергии в тяговую свинцовую батарею, изучить, насколько значительную мощность при продвинутом управлении процессом она способна принять без вреда для себя, а также проверить гипотезу о том, что импульсы зарядного воздействия могут позволить использовать больше полезной ёмкости, скомпенсировав известный эффект снижения последней при повышении тока разряда.

Свинец и серная кислота — наши добрые друзья, если обращаться с ними чутко и добросовестно. Волшебный мир свинцово-кислотных аккумуляторов ждёт своих исследователей, изобретателей и просто всех тех, кому скромные массивные ящички принесут пользу, свободу и радость!

Полностью автоматическое зарядное устройство для аккумуляторов

Привет всем, в этой статье я расскажу, как можно сделать простой импульсный стабилизатор, который может быть использован в качестве автомобильной зарядки, источника питания или лабораторного блока питания.Эта схема отлично заточена под зарядку автомобильных аккумуляторов с напряжением 12 вольт, но стабилизатор универсальный, поэтому им можно заряжать любые типы аккумуляторов, как автомобильных, так и всяких других, даже литий-ионных, если они снабжены платой балансировки.Схема зарядного устройства состоит из 2-х частей, блока питания и стабилизатора, начнём пожалуй со стабилизатора.Стабилизатор построен на популярного шим-контроллера TL494, позволит получить выходное напряжение от 2-х до 20 вольт, с возможностью ограничения выходного тока от 1 до 6 ампер, при желании ток можно поднять до 10 ампер.Процесс заряда будет осуществляться методом стабильного тока и напряжения, это наилучший способ для качественной и безопасной зарядки аккумуляторов. По мере заряда аккумулятора ток в цепи будет падать и в конце процесса будет равен 0, следовательно нет опасности перегрева аккумулятора или зарядного устройства, так что процесс не требует человеческого вмешательства.Возможно также использования этого стабилизатора в качестве лабораторного источника питания.

Теперь несколько о самой схеме

Это импульсный стабилизатор с шим-управлением, то есть КПД куда больше, чем у обычных линейных схем. Транзистор работает в ключевом режиме управляясь шим-сигналом, это снижает нагрев силового ключа. Основной транзистор управляется маломощным ключом, такое включение обеспечивает большое усиление по току и разгружает микросхему ШИМ.По сути это аналог составного транзистора. Транзистор нужен с током на менее 10 ампер, возможно также использование составных транзисторов прямой проводимости. Регулировка выходного напряжения осуществляется с помощью переменного резистора R9, для наиболее точной настройки желательно использовать многооборотный резистор, притом очень советую использовать резистор с мощностью 0.5 ватт.Нижним резистором можно установить верхнюю границу выходного напряжения, а подбором соотношения резисторов R1, R3, устанавливается нижняя граница выходного напряжения.Для более быстрой и точной подстройки этот делитель может быть заменён на многооборотный подстроечный резистор сопротивлением от 10 до 20 ком. За ограничение тока отвечает переменный резистор R6, верхнюю границу выходного тока можно изменить подбором резистора R4.

Обратите внимание на чёткое срабатывание функции ограничения, даже при коротком замыкании, ток не более 6.5 ампер. Регулируется довольно плавно, если использовать многооборотный резистор.

Токовый шунт или датчик тока…, тут хотел бы обратить ваше внимание на то, что входные и выходные земли разделяются шунтом, обратите на это внимание при сборке. В качестве шунта можно использовать отрезок нихромовый проволоки с нужным сопротивлением. В моём же варианте было использование snd-шунты, которые можно найти на платах защиты аккумуляторов от ноутбука. Номинальное сопротивление шунта 0.5 ом +- 50%. При токе в 6 ампер такой шунт справляется очень даже не плохо.Силовой дроссель…  Сердечник взят из выходного дросселя групповой стабилизации компьютерного блока питания, обмотка состоит из 30 витков, намотана двойным проводом, диаметр каждого составляет 1 мм. Тут важен один момент, количество нужно будет подобрать в зависимости от рабочей частоты генератора и материалов магнитопровода. Не верно подобранный дроссель приведёт к сильному нагреву силового ключа при больших токах, это легко понять по характерному свисту при токах в 2-3 ампера, если свист присутствует, то нужно увеличить рабочую частоту генератора.Для этих целей сопротивление резистора R2 снижается до 1 ком и последовательно ему подключается многооборотный подстроечный резистор на 10 ком, таким образом частоту генератора можно менять в пределах от 50 до 550 кГц.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

После настройки на нужную частоту, подстроечный резистор выпаивается, измеряется его сопротивление, прибавляется к полученному числу сопротивление дополнительного резистора в 1 ком и сборка заменяется одним постоянным резистором близкого сопротивления. Этим настройка завершена…

Силовой диод VD1 очень советую — шотки, с напряжение не менее 60 вольт и током от 10 ампер. При токах в 3-4 ампера тепловыделения почти не наблюдается, если же собираетесь гонять схему на больших токах, то нужен радиатор. Возможно и применение обычных импульсных диодов с нужным током.В качестве источника питания может быть задействован либо импульсный блок питания, либо сетевой трансформатор дополненный диодным выпрямителем и сглаживающим конденсатором. В обоих случаях постоянное напряжение с источника питания должно быть не менее 16\17 вольт и ток до 10 ампер.

Я использовал обыкновенный трансформатор с диодным мостом. Ну вот вроде и всё, всем спасибо за внимание, печатка находиться в архиве.Архив к статье; скачать…

Автор; АКА Касьян

Контроллер солнечной панели — схема подключения своими руками МРРТ, ШИМ

Для чего нужен контроллер заряда для солнечной батареи?

Аккумуляторы, которые используются в комплекте солнечных батарей для накопления заряда, имеют ряд собственных особенностей. Они нуждаются в создании определенных условий в процессе зарядки. Необходимо своевременно ограничить ток и напряжение, не допустить слишком сильного разряда и исключить перезарядку АКБ. Обеспечить эти условия может специальное устройство, наблюдающее за блоком батарей и своевременно прекращающее все процессы, когда они достигают критических значений.

Это устройство — контроллер солнечной батареи, обеспечивающий сохранность и долговечность аккумуляторов. Обойтись без этих приборов невозможно, так как бесконтрольный заряд или разрядка всегда заканчиваются выходом АКБ из строя.

Задачи, которые решают контроллеры заряда для солнечных батарей:

  • выполнение диспетчерских функций, определение текущего режим работы и изменение его при возникновении соответствующих условий
  • ограничение величины заряда, предотвращение излишнего поглощения электроэнергии
  • наблюдение за расходованием и своевременный перевод батарей в режим зарядки

Есть контроллеры, совмещающие функции источника питания. К ним подключаются низковольтные потребители, например — осветительные приборы или иная нагрузка подобного типа. Такие системы работают в малом составе и не используются в качестве полноценного источника питания для бытовой или хозяйственной техники.

Применяемые на практике виды

Существует две разновидности контроллеров, применяемых в солнечных системах:

  • PWM (в русскоязычных источниках их иногда именуют ШИМ — широтно-импульсная модуляция)
  • MPPT (аббревиатура с английского Maximum Power Point Tracking — отслеживание максимальной границы мощности)

Контроллеры, созданные на базе ШИМ, считаются устаревшими. Некоторые модели уже сняли с производства, но в продаже еще много образцов таких приборов. Они вполне эффективны и работоспособны, но по функциональным возможностям уступают новым и более совершенным контроллерам MPPT.

Специалисты отмечают, что старые виды контроллеров больше подходят для частных солнечных батарей, рассчитанных на питание сравнительно небольшого количества потребителей. Новые образцы ориентированы на работу с большими количествами панелей, дающих значительное количество энергии.

Их недостатком считают:

  • высокая цена, ограничивающая возможности массового покупателя
  • сложность настройки, требующей участия опытного специалиста

Контроллеры типа MPPT широко рекламируют, но получить заметный выигрыш в производительности и эффективности можно только на больших и мощных солнечных комплексах.

Структурные схемы контроллеров

Контроллер заряда солнечной батареи

Разбираться в принципиальных схемах приборов могут не все пользователи. Но это и не обязательно, вполне достаточно понять принцип их работы на уровне блоков или узлов прибора. Рассмотрим структурные схемы двух разновидностей контроллеров:

Устройства PWM

На входе контроллера установлен стабилизатор и токоограничивающий резистор. Этим достигается защита от превышения входного сигнала и нарушения режима работы устройства. Допустимый уровень входного сигнала у каждого прибора свой, он указан в паспортных данных. Значение определяется спецификой контроллера, зависит от особенностей схемы и параметров прибора.

После этого ток проходит через блок из двух силовых транзисторов, где происходит преобразование значений напряжения и тока. Управление этими процессами производится через микросхему драйвера, при помощи чипа контроллера. Сам драйвер предназначен для коррекции режима работы транзисторов. Одна из основных задач — регулировка уровня мощности нагрузки, предотвращающая глубокий разряд аккумуляторов.

Помимо этих компонентов в состав схемы входит датчик температуры. Он обеспечивает поддержание заданного температурного режима работы прибора, ограничивая его мощность по необходимости. Перегрев весьма опасен для контроллера, поэтому датчик относят к основным узлам схемы.

Приборы MPPT

Контроллер заряда аккумулятора от солнечной батареи, созданный по схеме MPPT, представляет собой более сложное устройство, чем PWM. Увеличено количество узлов и деталей, поскольку более тщательное выполнение алгоритмов работы требует определенных ресурсов. Основная функция устройства заключается в определении максимальной мощности солнечных батарей в текущих условиях и соответствующей перенастройке их работы.

Компараторы производят сопоставление значений напряжения и тока, определяя максимально возможную выходную мощность. По умолчанию сканирование происходит 1 раз в 2 часа, но режим можно перенастроить на более частую проверку.

Производится определение точки максимальной мощности (ТММ), определяющей напряжение, при котором выходные показатели будут максимально высокими. Заряд АКБ происходит в 4 этапа:

  • объемный. Это первый этап после ночного перерыва. Аккумуляторы активно накапливают энергию, используя всю энергию солнечных батарей
  • повышающий. Начинается сразу по достижении максимального заряда аккумуляторов. Напряжение заряда снижается, чтобы исключить нагрев и выделение газов. Этот режим, как правило, длится 1-3 часа, после чего следует переход на следующую стадию зарядки
  • плавающий. Этот этап необходим для поддержания заряда на максимальном уровне и недопущения перегрева или газоотделения, а также снижения количества накопленной энергии. Если нагрузка начинает требовать повышенной отдачи, контроллер переводит систему из плавающего режима в повышающий. Как только мощность на выходе упадет, будет вновь задействован плавающий режим
  • выравнивание. Этап, при котором происходит выравнивание плотности электролита, восстановление состояния электродов, переработка сульфата свинца

Работа контроллеров MPPT зависит от окружающей температуры. В жару выработка энергии падает, при сильном охлаждении процессы в аккумуляторах замедляются, что грозит выходом их из строя. Встроенный датчик температуры постоянно контролирует состояние и дает команду на соответствующую корректировку режима работы.

Использование контроллеров MPPT рекомендовано при мощности системы от 200 В или при нестабильном производстве энергии. Постоянное определение максимальной эффективности улучшает работу комплекса и позволяет обходиться без установки дополнительных модулей.

Способы подключения контроллеров

Перед подключением необходимо убедиться, что напряжение солнечных панелей не превышает номинал контроллера. Если оно больше, надо сменить прибор на более мощный, способный работать с высокими показателями тока и напряжения.

Перед началом работ надо выделить для установки контроллера место с соответствующими условиями — сухое, чистое, отапливаемое. Не должно быть контакта с солнечными лучами, не допускается наличие поблизости механизмов, создающих вибрацию.

PWM

Порядок подключения контроллеров PWM состоит из следующих этапов:

  • присоединение аккумуляторов к соответствующим клеммам прибора. Важно проследить за соблюдением полярности
  • в точке подключения плюсового провода необходимо установить предохранитель
  • к соответствующим контактам подключить провода от солнечных панелей, соблюдая полярность
  • на выход нагрузки включить сигнальную лампу

Важно! Нарушать эту последовательность нельзя. Если сначала подключить солнечные модули, можно вывести контроллер солнечного заряда из строя, поскольку ему будет некуда отдавать полученное напряжение.

Кроме этого, не допускается присоединение на контакты, предназначенные для соединения с нагрузкой, инвертора. Его можно присоединять только к блоку АКБ.

MPPT

Принцип подключения этих контроллеров не отличается от вышеизложенного, но могут потребоваться некоторые дополнения. Например, на мощных системах необходимо использовать кабель, выдерживающий плотность проходящего тока не менее 4 ампер на квадратный миллиметр сечения.

Перед присоединением рекомендуется еще раз выполнить несложный расчет (разделить максимальное значение силы тока на 4 и прибавить около 10-15 % на запас прочности). Это позволит обеспечить штатную работу коммутации, исключить нагрев и опасность возникновения пожара.

Перед началом подключения надо вынуть предохранители из солнечных панелей и блока АКБ. После соединения контроллера с аккумуляторами и солнечными модулями производится подключение заземляющего контура и датчика температуры. Проверяют правильность всех соединений, после чего обратно устанавливают предохранители и включают систему.

Простейшие контроллеры типа Откл/Вкл (или On/Off)

Контроллеры такого типа работают только на запуск или остановку зарядки АКБ при падении или повышении заряда. Они не учитывают дополнительные условия работы, не определяют оптимальный режим, выполняя только функции триггера, настроенного на переключение при достижении минимального и максимального значений.

Такие контроллеры в настоящее время сняты с производства и давно не используются, хотя в некоторых системах их еще можно встретить. Единственным достоинством можно назвать простоту схемы, делающую работу прибора надежной и устойчивой. Подключение выполняется путем присоединения входных и выходных проводов к аккумуляторам и солнечным панелям, никакой дополнительной коммутации не имеется.

Что лучше выбрать?

Выбор типа контроллера производится исходя из мощности и производительности системы. Если они невелики, можно ограничиться установкой контроллера PWM. Это дешевле и проще.

Однако, если комплект выдает значительную мощность и обеспечивает питание чувствительных приборов потребления, лучшим решением станет использование контроллера MPPT. Он гораздо дороже, но способен настроить максимально эффективную работу комплекса оборудования. В любом случае, окончательный выбор обусловлен возможностями владельца и особенностями имеющегося солнечного комплекса.

Видео-инструкция по сборке своими руками

Цены и где купить?

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Тема автомобильных зарядных устройств интересна очень многим. Из статьи вы узнаете, как переделать компьютерный блок питания в полноценное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Оно будет представлять собой импульсное зарядное устройство для аккумуляторов с емкостью до 120 А·ч, то есть зарядка будет довольно мощной.

Собирать практически ничего не нужно – просто переделывается блок питания. К нему добавится всего один компонент.

Компьютерный блок питания имеет несколько выходных напряжений. Основные силовые шины имеют напряжение 3,3, 5 и 12 В. Таким образом, для работы устройства понадобится 12-вольтовая шина (желтый провод).Компьютерный блок питания

Компьютерный блок питания

Для зарядки автомобильных аккумуляторов напряжение на выходе должно быть в районе 14,5-15 В, следовательно, 12 В от компьютерного блока питания явно маловато. Поэтому первым делом необходимо поднять напряжение на 12-вольтовой шине до уровня 14,5-15 В.

Затем, нужно собрать регулируемый стабилизатор тока или ограничитель, чтобы была возможность выставить необходимый ток заряда.

регулируемый стабилизатор тока

Зарядник, можно сказать, получится автоматическим. Аккумулятор будет заряжаться до заданного напряжения стабильным током. По мере заряда сила тока будет падать, а в самом конце процесса сравняется с нулем.

Приступая к изготовлению устройства необходимо найти подходящий блок питания. Для этих целей подойдут блоки, в которых стоит ШИМ-контроллер TL494 либо его полноценный аналог K7500.

ШИМ-контроллер TL494

Когда нужный блок питания найден, необходимо его проверить. Для запуска блока нужно соединить зеленый провод с любым из черных проводов.

Для запуска блока

Если блок запустился, нужно проверить напряжение на всех шинах. Если все в порядке, то нужно извлечь плату из жестяного корпуса.

Извлекаем плату

После извлечения платы, необходимо удалить все провода, кроме двух черных, двух зеленого и идет для запуска блока. Остальные провода рекомендуется отпаять мощным паяльником, к примеру, на 100 Вт.

На этом этапе потребуется все ваше внимание, поскольку это самый важный момент во всей переделке. Нужно найти первый вывод микросхемы (в примере стоит микросхема 7500), и отыскать первый резистор, который применен от этого вывода к шине 12 В.

Поиск

На первом выводе расположено много резисторов, но найти нужный — не составит труда, если прозвонить все мультиметром.

После нахождения резистора (в примере он на 27 кОм), необходимо отпаять только один вывод. Чтобы в дальнейшем не запутаться, резистор будет называться Rx.

необходимо отпаять только один вывод

Теперь необходимо найти переменный резистор, скажем, на 10 кОм. Его мощность не важна. Нужно подключить 2 провода длиной порядка 10 см каждый таким образом:

необходимо отпаять только один вывод

Один из проводов необходимо соединить с отпаянным выводом резистора Rx, а второй припаять к плате в том месте, откуда был выпаян вывод резистора Rx. Благодаря этому регулируемому резистору можно будет выставлять необходимое выходное напряжение.

регулируемый резистор

Стабилизатор или ограничитель тока заряда очень важное дополнение, которое должно иметься в каждом зарядном устройстве. Этот узел изготавливается на базе операционного усилителя. Тут подойдут практически любые «операционники». В примере задействован бюджетный LM358. В корпусе этой микросхемы два элемента, но необходим только один из них.

LM358

Пару слов о работе ограничителя тока. В этой схеме операционный усилитель применяется в качестве компаратора, который сравнивает напряжение на резисторе с низким сопротивлением с опорным напряжением. Последнее задается при помощи стабилитрона. А регулируемый резистор теперь меняет это напряжение.

При изменении величины напряжения операционный усилитель постарается сгладить напряжение на входах и сделает это путем уменьшения или увеличения выходного напряжения. Тем самым «операционник» будет управлять полевым транзистором. Последний регулирует выходную нагрузку.

Полевой транзистор нужен мощный, поскольку через него будет проходить весь ток заряда. В примере используется IRFZ44, хотя можно использовать любой другой соответствующих параметров.

Транзистор обязательно устанавливается на теплоотвод, ведь при больших токах он будет хорошенько нагреваться. В этом примере транзистор просто прикреплен к корпусу блока питания.

Печатная плата была разведена на скорую руку, но получилось довольно неплохо.

Печатная плата

Теперь остается соединить все по картинке и приступить к монтажу.

соединить все по картинке

соединить все по картинке

Напряжение выставлено в районе 14,5 В. Регулятор напряжения можно не выводить наружу. Для управления на передней панели имеется только регулятор тока заряда, да и вольтметр тоже не нужен, поскольку амперметр покажет все, что надо видеть при зарядке.

Амперметр можно взять советский аналоговый или цифровой.

амперметр

Также на переднюю панель был выведен тумблер для запуска устройства и выходные клеммы. Теперь можно считать проект завершенным.

Получилось несложное в изготовлении и недорогое зарядное устройство, которое вы можете смело повторить сами.

Автозарядка своими руками

Автор: АКА КАСЬЯН.

Прикрепленные файлы: СКАЧАТЬ.


 

Шим регулятор мощности схема – Поделки для авто

Регулятор мощности – ШИМ, является неотъемлемой частью блока питания любого вида. Схема, которая представлена ниже, дает возможность регулировать напряжение всего блока от одного Вольта до граничной точки.

Однако пограничное напряжение не должно превышать максимально допустимого значения для данного блока питания.

Использовать подобный регулятор можно в зарядном устройстве импульсного типа, который стоит в автомобильных аккумуляторах. Схема позволяет управлять широким диапазоном мощных нагрузок, ее можно использовать для процесса регулировки оборотов двигателя электрического типа, а также в качестве средства для регулирования яркости автомобильных фар, имеющих галогенные или светодиодные лампы.

Область применения регулятора зависит от нужд, которые есть у вас и вашей фантазии, что делает диапазон его применения довольно широким.

Если планируется подключение нагрузок малой мощности, то можно полевой транзистор использовать биполярного типа, выбор его не критичен. Однако, если планируется управление нагрузками большой мощности, то необходимо произвести замену транзистора на тот, который имеет большую мощность. Несмотря на это подобрать транзистор довольно просто, так как их выбор широк.

PIC_0021 (3)

Переменный резистор позволяет регулировать значение напряжение уже на выходе схемы. Его номинал может быть различен, варьируется от 100кОм до пяти-восьми мОм. Надо рассмотреть разные варианты, чтобы подобрать оптимальный резистор.

PIC_0022 (3)

Использовать регулятор, схема которого представлена выше, не стоит в случаях, когда блок питания представлен в однотактном виде. В случае с подобными блоками будет происходить изменения напряжения в случае касания резистора переменного типа. Данное отклонение может варьировать до семи Вольт.

Для того чтобы монтаж было удобнее производить, таймер 555 устанавливают на специальную панель, чтобы в случае выхода из строя, его было просто заменить за короткий промежуток времени.

PIC_0023 (3)

Схема проста в использовании, не требует доработок и настройки. Такой блок можно совмещать с источником питания любого типа. Можно регулировать яркость низковольтного ночника, светодиодной матрицы и прочего.

Контроллеры заряда от солнечных батарей: основы MPPT и PWM

Время чтения: 3 минуты

Если вы планируете установку автономного солнечного проекта с подключенной батареей, вам нужно будет изучить контроллер солнечного заряда для своей системы. Контроллеры заряда действуют как шлюз для вашей батареи и гарантируют, что вы не перезарядите и не повредите вашу систему накопления энергии.

Сэкономьте тысячи на установке солнечных батарей и аккумуляторов

Что такое контроллер заряда солнечной энергии?

Контроллер заряда солнечной батареи — это регулятор для вашей солнечной батареи, предотвращающий ее перезаряд.Батареи рассчитаны на номинальное напряжение, и превышение этого напряжения может со временем привести к необратимому повреждению батареи и потере функциональности. Контроллеры солнечного заряда действуют как ворота в вашу систему хранения аккумуляторов, гарантируя, что их перегрузка не повредит.

Контроллеры заряда необходимы только в некоторых особых случаях. Чаще всего вам нужно будет изучить контроллеры заряда, если вы пытаетесь установить автономную солнечную систему, от систем на крыше до небольших установок на лодках или жилых автофургонах.Если вы домовладелец, который хочет установить солнечную батарею с батареей, подключенной к электрической сети, нет необходимости в контроллере заряда — как только ваша батарея будет заполнена, избыточная энергия будет автоматически направлена ​​в сеть, что поможет вам Избегайте перегрузки аккумулятора.

Типы контроллеров заряда солнечной энергии

Если вы хотите использовать солнечную батарею для полного отключения от сети, следует рассмотреть два типа контроллеров заряда: ШИМ-контроллеры, контроллеры и слежение за точкой максимальной мощности (MPPT) Контроллеры .

Контроллеры заряда солнечной энергии с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)

Контроллеры заряда солнечной энергии с ШИМ являются стандартным типом контроллера заряда, доступным для покупателей солнечных батарей. Они проще контроллеров MPPT и, следовательно, обычно дешевле. Контроллеры PWM работают, медленно уменьшая количество энергии, потребляемой вашей батареей, когда она приближается к емкости. Когда ваша батарея полностью заряжена, контроллеры PWM поддерживают состояние «струйки», что означает, что они постоянно подают крошечное количество энергии для поддержания заряда батареи.

С ШИМ-контроллером ваша солнечная панель и домашний аккумулятор должны иметь одинаковое напряжение. В более крупных системах солнечных панелей, предназначенных для питания всего вашего дома, напряжение панели и аккумулятора обычно не одинаковое. В результате контроллеры PWM больше подходят для небольших солнечных систем, сделанных своими руками, с парой низковольтных панелей и небольшой батареей.

Контроллеры заряда солнечных батарей с отслеживанием максимальной точки мощности (MPPT)

Контроллеры заряда солнечных батарей

MPPT являются более дорогим и сложным вариантом контроллера заряда.Они обеспечивают ту же защиту, что и ШИМ-контроллер, и уменьшают мощность, потребляемую домашней батареей, когда она приближается к емкости.

В отличие от контроллеров PWM, контроллеры заряда MPPT могут сопрягать несовпадающие напряжения от панелей и батарей. Контроллеры MPPT регулируют свой вход для получения максимальной мощности от вашей солнечной батареи, а также могут изменять свою выходную мощность в соответствии с подключенной батареей. Это означает, что контроллеры заряда MPPT более эффективны, чем контроллеры PWM, и более эффективно используют полную мощность ваших солнечных панелей для зарядки домашней аккумуляторной системы.

Подходит ли вам солнечный контроллер заряда?

Большинству покупателей солнечных батарей не нужно беспокоиться о контроллерах заряда. Солнечные установки на крыше или на земле с резервным аккумулятором почти всегда подключены к электросети, и в случае, если ваша батарея полностью заполнится, ваша избыточная солнечная энергия автоматически перенаправится туда.

Если вы заинтересованы в установке небольшой автономной солнечной энергетической системы с резервным аккумулятором, вам может потребоваться изучить контроллер заряда, чтобы обеспечить безопасную зарядку аккумулятора.Для относительно небольших батарей в паре с маломощными солнечными панелями мощностью 5-10 Вт подойдет ШИМ-контроллер заряда. Для более сложных проектов DIY с солнечными батареями с более мощными панелями вы можете рассмотреть контроллер заряда MPPT.

Вам не нужно строить собственную солнечную установку, чтобы начать экономить деньги

На EnergySage Solar Marketplace вы можете зарегистрировать свою собственность, чтобы начать получать качественные расценки на солнечные установки. Если вас интересуют решения для хранения данных, которые можно подключить к вашим панелям, вы можете просто указать свой интерес в своем профиле, чтобы установщики могли его увидеть.Подключение вашего солнечного проекта к сети (даже с резервным аккумулятором) — это разумный шаг, поскольку он обеспечивает вторую резервную копию для вашей системы, и в случае, если емкости вашей аккумуляторной батареи недостаточно, у вас просто не закончится власть использовать.

Хотя в некоторых случаях может сработать полностью отключенный от сети проект DIY солнечной энергии, если ваша главная задача — сэкономить деньги, наем квалифицированного установщика, который поможет вам перейти на солнечную энергию, по-прежнему является разумным финансовым решением. Более того, наличие профессионального установщика, работающего над вашим солнечным проектом, гарантирует, что вы приобретете опыт, необходимый для создания функциональной и эффективной солнечной системы.Установщики также предлагают гарантии и защиту для своих продуктов, которые вы не всегда можете получить с помощью проекта DIY.

содержимое хранилища

Сэкономьте тысячи на установке солнечных батарей и аккумуляторов

Зарядка аккумуляторных батарей с ШИМ-оптимизацией — Выгодные предложения по зарядке ШИМ-аккумуляторов от глобальных продавцов ШИМ-зарядки

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для зарядки аккумулятора с помощью ШИМ.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как эта лучшая зарядка аккумулятора с ШИМ собирается в кратчайшие сроки стать одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что получили зарядку pwm-аккумулятора на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не знаете, как заряжать аккумулятор с помощью ШИМ и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести pwm battery charge по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

ИНФОРМАЦИЯ О ЗАРЯДКЕ СВИНЦОВОЙ БАТАРЕИ


состояние
заряда:
Здесь
Типичное напряжение без нагрузки и состояние заряда

(фигурный
в 10.5 вольт = полностью разряженный, и 77 градусов по Фаренгейту). Напряжения для
система батарей на 12 В. Для систем на 24 В умножить на 2, для 48
вольт системы, умножьте на 4. VPC — это напряжение на отдельную ячейку, если
вы измеряете разницу более 0,2 В между каждой ячейкой, вам необходимо
для выравнивания, или ваши батареи выходят из строя, или они могут быть сульфатированы.

Эти напряжения относятся к батареям, которые находились в состоянии покоя в течение 3 часов или
Больше.Батареи, которые заряжаются, будут выше — напряжения
пока под зарядкой ничего вам не скажет, вы должны позволить
аккумулятор посидеть какое-то время. Для продления срока службы батареи должны оставаться в
зеленая зона. Случайные погружения в желтый цвет не вредны, но
постоянная разрядка до этого уровня сокращает срок службы батареи
значительно. Важно понимать, что напряжение
размеры приблизительны
.Лучшее определение — это
для измерения удельного веса, но во многих батареях это
сложно или невозможно. Обратите внимание на большое напряжение
падение последних 10%.

Государство
заряда

12
Вольт аккумулятор

Вольт
на ячейку

100%

12.7

2,12

90%

12,5

2,08

80%

12.42

2,07

70%

12,32

2,05

60%

12.20

2,03

50%

12,06

2,01

40%

11.9

1,98

30%

11,75

1,96

20%

11.58

1,93

10%

11.31

1.89

0

10.5

1,75

Аккумулятор
Зарядка: Зарядка аккумулятора происходит в три основных этапа: объемный,
Поглощение и поплавок

навалом
Charge
— Первый этап 3-х ступенчатой ​​зарядки аккумулятора.ток
отправляется в батареи с максимальной безопасной скоростью, которую они примут, пока
напряжение повышается до почти полного (80-90%) уровня заряда. Напряжения на этом
каскад обычно находится в диапазоне от 10,5 до 15 вольт. Здесь нет
«правильное» напряжение для объемной зарядки, но могут быть ограничения
от максимального тока, который может выдержать аккумулятор и / или проводка.

Поглощение
Charge
: 2-й этап 3-х ступенчатой ​​зарядки аккумулятора.Напряжение остается
постоянный и ток постепенно снижается по мере внутреннего сопротивления
увеличивается во время зарядки. Именно на этом этапе зарядное устройство
выдает максимальное напряжение. Напряжение на этом этапе обычно около
От 14,2 до 15,5 вольт.

Поплавок
Charge
: 3-й этап 3-х ступенчатой ​​зарядки аккумулятора. После батарей
достичь полной зарядки, зарядное напряжение снижается до более низкого уровня
(обычно 12.С 8 по 13.2), чтобы уменьшить выделение газов и продлить срок службы батареи.
Это часто называют техническим обслуживанием или капельным зарядом, поскольку
его основная цель — уберечь уже заряженный аккумулятор от
разрядка. ШИМ, или «широтно-импульсная модуляция», выполняет
тоже самое. В PWM контроллер или зарядное устройство обнаруживает крошечное напряжение
падает в батарее и посылает очень короткие циклы зарядки (импульсы) на
батарея. Это может происходить несколько сотен раз в минуту.это
называется «ширина импульса», потому что ширина импульса может
варьируются от нескольких микросекунд до нескольких секунд. Обратите внимание, что для длинного
термин
плавающий сервис, например, системы резервного питания, которые редко
В разряженном состоянии напряжение холостого хода должно составлять от 13,02 до 13,20 вольт.

Зарядные устройства :
Большинство зарядных устройств для гаражных и бытовых (автомобильных) аккумуляторов имеют большой объем.
только зарядка и небольшое (если вообще есть) регулирование напряжения.Они есть
отлично подходит для быстрого разряда батарей, но нельзя оставлять включенным надолго
периоды. Среди регулируемых зарядных устройств есть регулируемые по напряжению.
такие, как Iota Engineering и Todd, которые постоянно
регулируемое напряжение на аккумуляторах. Если они установлены на правильные
напряжения для ваших батарей, они будут держать батареи заряженными
без повреждений. Иногда их называют «конической зарядкой» —
как будто это коммерческий аргумент.

Что
Конический заряд на самом деле означает, что по мере того, как батарея заряжается,
напряжение повышается, поэтому ток на выходе из зарядного устройства падает. Они заряжают
Хорошо, но зарядное устройство на 20 ампер может подавать только 5 ампер, когда
батареи заряжены на 80%. Чтобы обойти это, Statpower (и
может другие?) вышли с «умными», или многоступенчатыми
зарядные устройства. В них используется переменное напряжение, чтобы поддерживать зарядные усилители.
более постоянный для более быстрой зарядки.

Заряд
контроллеры

А
Контроллер заряда — это регулятор, который идет между солнечными панелями
и батареи. Регуляторы для солнечных систем предназначены для сохранения
аккумуляторы заряжаются на пике без перезарядки. Метры для ампер
(с панелей) и напряжение батареи не являются обязательными для большинства
типы.

Мост
современных контроллеров имеют встроенную автоматическую или ручную коррекцию
in, и у многих есть выход LOAD.Нет «лучшего»
контроллер для всех приложений — некоторым системам могут потребоваться звонки и
свистки от более дорогих элементов управления, другие не могут.

Аккумулятор
Зарядные напряжения и токи:

Мост
залитые аккумуляторные батареи следует заряжать не более
Ставка «С / 8» на любой длительный период. «C / 8» — это
емкость аккумулятора из расчета 20 часов, разделенного на 8.Для 220 Ач
аккумулятор, это будет равно 26 ампер. Загустевшие клетки следует заряжать при
не более уровня C / 20 или 5% от их емкости в ампер-часах. Concorde
Аккумуляторы AGM
представляют собой особый случай — их можно заряжать на
скорость Cx4, или 400% емкости для цикла объемной загрузки.
Однако, поскольку очень немногие аккумуляторные кабели могут выдерживать такой большой ток, мы
не рекомендую пробовать это дома. Во избежание перегрева кабеля вы
следует придерживаться C / 4 или меньше.

Зарядка
при напряжении 15,5 вольт вы получите 100% заряд свинцово-кислотных аккумуляторов. однажды
напряжение зарядки достигает 2,583 В на элемент, зарядка должна
прекратить или быть уменьшенным до мелкого заряда. Обратите внимание, что залитые батареи ДОЛЖНЫ
пузыри (газ), чтобы обеспечить полную зарядку, и перемешать
электролит. Напряжение холостого хода для свинцово-кислотных аккумуляторов должно быть около
От 2,15 до 2,23 вольт на элемент, или около 12.9-13,4 вольт на 12 вольт
аккумулятор. При более высоких температурах (более 85 градусов F) это должно быть
снижается примерно до 2,10 вольт на элемент.

Никогда
Добавьте кислоту
в аккумулятор, кроме как для замены пролитой жидкости. Дистиллированный
Для доливки негерметичных батарей следует использовать деионизированную воду.
Напряжение подзарядки и зарядки для гелевых аккумуляторов обычно составляет около
На 2/10 вольт меньше, чем для затопления, чтобы уменьшить потери воды.Обратите внимание, что многие
контроллеры заряда шунтового типа, продаваемые для солнечных систем, НЕ дадут вам
полная зарядка — сначала проверьте спецификации. Чтобы получить полную зарядку,
вы должны продолжать подавать ток после того, как напряжение батареи достигнет
точка отсечки большинства контроллеров этого типа. Вот почему мы
рекомендовать элементы управления зарядкой и зарядные устройства, перечисленные в
разделы выше. Не все контроллеры шунтового типа на 100% включены или выключены, но
большинство из них.

Затоплено
срок службы батареи можно продлить, если применить выравнивающий заряд
каждые 10-40 дней. Это заряд, который примерно на 10% выше, чем
нормальное напряжение полной зарядки, и его прикладывают в течение от 2 до 16 часов.
Это гарантирует, что все элементы заряжены одинаково, а газ
пузыри смешивают электролит. Если жидкость в стандартных влажных ячейках
без перемешивания электролит «расслаивается».Вы можете
имеют очень сильное решение наверху и очень слабое внизу
клетка. С стратификацией вы можете проверить батарею
ареометр и получите показания, до которых еще далеко. Если ты не можешь
по какой-то причине вы должны дать батарее посидеть хотя бы
24 часа, а затем используйте ареометр. AGM и загущенные должны быть
выравнивается максимум 2-4 раза в год — уточняйте у производителей
рекомендации, особенно по гелеобразному.

Аккумулятор
Старение

As
стареют батареи, меняются требования к их обслуживанию. Это означает
более длительное время зарядки и / или более высокая скорость завершения (более высокая сила тока в
конец заряда). Обычно старые батареи нужно поливать больше
довольно часто. И их емкость уменьшается.

Мини
Фактоиды

Почти
все батареи не достигнут полной емкости, пока не будут циклически заряжены 10-30 раз.А
новый аккумулятор будет иметь емкость примерно на 5-10% меньше, чем
номинальная мощность. Аккумуляторы
следует полить после зарядки , если пластины не обнажены,
затем добавьте воды, достаточной для покрытия тарелок. После полной зарядки
уровень воды должен быть равномерным во всех ячейках и обычно от 1/4 дюйма до
1/2 дюйма ниже дна заливного колодца в ячейке (в зависимости от
размер и тип батареи).

В
ситуации, когда несколько батарей подключены последовательно, параллельно
или последовательно / параллельно, сменные батареи должны быть одинакового размера,
тип и производитель (по возможности).Возраст и уровень использования должны соответствовать
такие же, как у сопутствующих батарей. Не кладите новую батарею в пачку
которому более 3 месяцев или имеет более 75 циклов. Либо
замените его на новый или используйте исправный аккумулятор. На долгую жизнь
батарей, таких как Surrette и Crown, вы можете иметь до одного
годовая разница в возрасте.

г.
вентиляционные колпачки на залитых батареях должны оставаться на батарее, пока
зарядка.Это предотвращает потерю воды и брызги, которые могут
возникают, когда они пузыряются.

Когда
вы сначала покупаете новый комплект залитых (мокрых) батарей, вы должны полностью
зарядите и выровняйте их, а затем снимите показания ареометра для
будущая ссылка. Поскольку не все батареи имеют одинаковую кислоту
силы, это даст вам основу для будущих чтений.

Когда
использование небольшой солнечной панели для поддержания постоянного (поддерживающего) заряда на
аккумулятор (без использования контроллера заряда) выберите панель, которая будет
дают максимальный выход от 1/300 до 1/1000 ампер-часа
вместимость.Для пары батарей для гольф-каров это будет примерно 1
до 5-ваттной панели — меньшая панель, если вы находитесь на солнце 5 и более часов
в день, больший для тех долгих пасмурных зимних дней в
К северо-востоку. Свинцово-кислотные аккумуляторы НЕ имеют памяти, и по слухам
что они должны быть полностью разряжены, чтобы избежать этой «памяти»
абсолютно неверно и приведет к преждевременному выходу из строя батареи.

Бездействие
может быть очень опасным для аккумулятора.Это ОЧЕНЬ плохая идея
купить новые батарейки и «отложить» их на потом. Либо купить
их, когда они вам нужны, или держите их на постоянной подзарядке.
Лучшее — если купите, воспользуйтесь. Только чистая вода
следует использовать для очистки батарей снаружи. Растворители или
нельзя использовать аэрозольные очистители.

Подробнее
информация — Сайты производителей

США
Компания по производству аккумуляторов
— некоторая полезная информация и
данные.
Троянская батарея — нет
здесь реальная техническая информация, но все спецификации.
Exide — тут не много
но маркетинг, но вы можете купить футболки Exide.
Surrette — Технические характеристики и
данные о Surrette глубокого разряда и морских аккумуляторах
Concorde
— спецификации и данные обо всех аккумуляторах Concorde, включая Lifeline.
Oerlikan — некоторые
действительно техническая инфа по батареям (Европа).

СОЛНЕЧНЫЙ
СПРАВОЧНИК НАВИГАТОРА

Солнечная
Навигатору требуется достаточно места для хранения, чтобы уравновесить капризы
естественного снабжения после того, как глобальная погодная система
сказать. BP имеет несколько станций мониторинга вокруг
мир постоянно измеряет приходящую радиацию, так что у нас есть хороший
идея, чего ожидать.Аккумуляторные батареи Solarnavigator должны
прислушаться к худшему сценарию и оставить что-то в резерве на случай
дождливый день.

Представьте:
Солнца не было несколько дней. Для поддержания рулевого управления и
экономия энергии Solar Navigator двигался на 1/4 скорости в ожидании
чтобы погода сломалась. Чрезвычайный резерв приближается
а затем неблагоприятный ветер грозит подбросить вас к
приближающийся массив суши.Именно для этого и предназначался заповедник — чтобы
уберечь тебя от неприятностей. Следовательно, никогда не используйте свой аварийный резерв,
за исключением чрезвычайной ситуации.

размер резерва зависит от того, насколько вы осторожны. Наши
спонсоры и страховщики захотят знать, что мы готовы к
худшее, а потом еще немного. Действительно, будем. Однако на
в глубине души мы думаем, что штраф за вес, слишком большая страховка может
наложить.Весь дизайн, конечно,
компромисс ………………………..

В
Solar Navigator — самая быстрая электрическая лодка, работающая на энергии
с натуры. Она корабль-невидимка и
способен работать полностью автономно. Смотрите наш бизнес
план для деталей того, как этот корабль может поднять авторитет вашего
Компания.

Солнечный навигатор — SWASSH (малый стабилизированный однокорпусный корпус гидросамолета)
тестовая модель 2012

г.
последняя версия Solarnavigator предназначена для автономной
набор мировой навигации для попытки

дюйм
2015 год, если все пойдет по графику.

Контроллеры заряда обеспечивают более длительный срок службы батареи

Контроллеры заряда продлевают срок службы батареи
Статья
Учебники по альтернативной энергии
25.02.2013
08.02.2020

alternative energy tutorials alternative energy tutorials

Учебники по альтернативной энергии

Поделитесь / добавьте в закладки с:

Контроллеры заряда для увеличения срока службы батареи

solar power

Для многих людей создание собственной системы солнечных панелей и жизнь вне сети становится реальностью, а не мечтой.Подключение солнечных панелей напрямую к батарее может работать, но это не лучшая идея. Стандартная солнечная панель на 12 вольт, которую можно использовать для подзарядки батареи, на самом деле может выдавать почти 20 вольт на полном солнце, что намного больше, чем требуется для батареи. Эта разница в напряжении между необходимыми 12 вольтами, необходимыми для батареи, и фактическими 20 вольт, генерируемыми солнечной панелью, приводит к большему току, протекающему в батарее.

В результате слишком большой нерегулируемый солнечный ток перезарядит батарею, что приведет к перегреву раствора электролита в батареях, что приведет к сокращению срока службы батареи и, в конечном итоге, к полному выходу батареи из строя.Тогда качество заряда будет напрямую влиять на срок службы любой подключенной батареи, поэтому чрезвычайно важно защитить батареи солнечной системы зарядки от перезарядки или даже недозарядки, и мы можем сделать это с помощью устройства регулирования заряда батареи, называемого Контроллер заряда .

solar charge controller solar charge controller

Контроллер заряда от солнечных батарей

Контроллер заряда аккумулятора, также известный как регулятор напряжения аккумулятора, представляет собой электронное устройство, используемое в автономных системах и системах привязки к сети с резервным аккумулятором.Контроллер заряда регулирует постоянно меняющиеся выходное напряжение и ток от солнечной панели из-за угла наклона солнца, а также согласовывает его с потребностями заряжаемых аккумуляторов.

Контроллер заряда делает это, управляя потоком электроэнергии от источника заряда к батарее на относительно постоянном и контролируемом значении. Таким образом поддерживается максимально возможный уровень заряда батареи, защищая ее от перезарядки источником и от чрезмерной разрядки подключенной нагрузкой.Поскольку батареи любят стабильный заряд в относительно узком диапазоне, колебания выходного напряжения и тока необходимо строго контролировать.

Тогда наиболее важными функциями контроллера заряда аккумулятора, используемого в системе альтернативной энергетики, являются:

  • Предотвращает чрезмерную зарядку аккумулятора: Это слишком ограничивает энергию, подаваемую в аккумулятор зарядным устройством, когда аккумулятор полностью заряжен.
  • Предотвращает чрезмерную разрядку аккумулятора: Автоматически отключает аккумулятор от электрических нагрузок, когда аккумулятор достигает низкого уровня заряда.
  • Обеспечивает функции управления нагрузкой: Автоматическое подключение и отключение электрической нагрузки в заданное время, например, управление осветительной нагрузкой от заката до восхода солнца.

Солнечные панели производят постоянный или постоянный ток, то есть солнечная электроэнергия, вырабатываемая фотоэлектрическими панелями, течет только в одном направлении. Таким образом, чтобы заряжать аккумулятор, солнечная панель должна иметь более высокое напряжение, чем заряжаемая батарея. Другими словами, напряжение панели должно быть больше, чем противоположное напряжение заряжаемой батареи, чтобы в батарею протекал положительный ток.

При использовании альтернативных источников энергии, таких как солнечные панели, ветряные турбины и даже гидрогенераторы, вы получите колебания выходной мощности. Контроллер заряда обычно размещается между зарядным устройством и аккумуляторным блоком и контролирует поступающее напряжение от этих зарядных устройств, регулируя количество электричества постоянного тока, протекающего от источника питания к батареям, двигателю постоянного тока или насосу постоянного тока.

Контроллер заряда отключает ток в цепи, когда батареи полностью заряжены и напряжение на их клеммах выше определенного значения, обычно около 14.2 Вольта для аккумулятора на 12 В. Это защищает аккумуляторы от повреждений, поскольку не позволяет им чрезмерно заряжаться, что сокращает срок службы дорогих аккумуляторов. Чтобы обеспечить надлежащую зарядку аккумулятора, регулятор поддерживает информацию о состоянии заряда (SoC) аккумулятора. Это состояние заряда оценивается на основе фактического напряжения аккумулятора.

В периоды инсоляции ниже среднего и / или в периоды чрезмерного использования электрической нагрузки энергии, вырабатываемой фотоэлектрической панелью, может быть недостаточно, чтобы поддерживать полностью заряженный аккумулятор.Когда напряжение на клеммах батареи начинает падать ниже определенного значения, обычно около 11,5 В, контроллер замыкает цепь, чтобы ток от зарядного устройства снова заряжал батарею.

В большинстве случаев контроллер заряда является важным требованием в автономной фотоэлектрической системе, и его размер должен соответствовать напряжениям и токам, ожидаемым при нормальной работе. Любой контроллер заряда батареи должен быть совместим как с напряжением аккумуляторной батареи, так и с номинальной силой тока системы зарядных устройств.Но он также должен быть рассчитан на работу с ожидаемыми пиковыми или импульсными условиями от генерирующего источника или необходимыми электрическими нагрузками, которые могут быть подключены к контроллеру.

Сегодня доступно несколько очень сложных контроллеров заряда . Усовершенствованные контроллеры заряда используют широтно-импульсную модуляцию или ШИМ. Широтно-импульсная модуляция — это процесс, обеспечивающий эффективную зарядку и длительный срок службы батареи. Однако более продвинутые и дорогие контроллеры используют отслеживание точки максимальной мощности или MPPT.

Отслеживание точки максимальной мощности максимизирует зарядные токи аккумулятора за счет снижения выходного напряжения, что позволяет им легко адаптироваться к различным комбинациям аккумуляторов и солнечных панелей, таким как 24 В, 36 В, 48 В и т. Д. В этих контроллерах используются преобразователи постоянного тока в постоянный для соответствия напряжению и использовать цифровую схему для измерения фактических параметров много раз в секунду для соответствующей регулировки выходного тока. Большинство контроллеров солнечных панелей MPPT поставляются с цифровыми дисплеями и встроенными компьютерными интерфейсами для лучшего мониторинга и управления.

Выбор подходящего контроллера заряда от солнечных батарей

charge controller charge controller

Мы видели, что основная функция контроллера заряда батареи состоит в том, чтобы регулировать мощность, передаваемую от генерирующего устройства, будь то солнечная панель или ветряная турбина к батареям. Они помогают в надлежащем обслуживании аккумуляторов системы солнечной энергии, предотвращая их перезаряд или недозаряд, тем самым обеспечивая долгий срок службы аккумуляторов.

Солнечный ток, регулируемый контроллером заряда солнечной батареи, не только заряжает батареи, но также может быть передан на инверторы для преобразования постоянного постоянного тока в переменный переменный ток для питания коммунальной сети.

Для многих людей, которые хотят жить «вне сети», контроллер заряда является ценным элементом оборудования как часть системы энергоснабжения солнечной панели или ветряной турбины. В Интернете вы найдете множество производителей контроллеров заряда, но выбор подходящего иногда может быть довольно запутанным, и, кроме того, они недешевы, поэтому поиск хорошего качественного солнечного регулятора заряда действительно имеет значение.

Лучше не покупать более дешевые модели низкого качества, так как они могут навредить сроку службы батареи и в долгосрочной перспективе увеличить ваши общие расходы.Чтобы немного успокоиться, почему бы не нажать здесь и не ознакомиться с некоторыми из лучших контроллеров заряда аккумулятора, доступных на Amazon, и узнать больше о различных типах контроллеров заряда от солнечной батареи, доступных в составе вашей солнечной энергетической системы, которые помогут вам сэкономить деньги и Окружающая среда.

Аккумулятор и зарядка | Документы Microsoft

  • 27 минут на чтение

В этой статье

Зарядка аккумулятора для пользователя

В этом разделе приведены рекомендации по аккумулятору и зарядке в Windows 10.Все устройства под управлением Windows имеют стабильную зарядку аккумулятора независимо от форм-фактора, набора инструкций или архитектуры платформы. В результате пользователи получают стабильный и качественный опыт зарядки аккумулятора.

  1. Зарядка всегда происходит при подключении к зарядному устройству.

    За исключением случаев отказа аккумулятора, устройство под управлением Windows всегда может заряжать аккумулятор, когда оно подключено к зарядному устройству.

  2. Windows всегда может загрузиться при подключении к зарядному устройству.

    • Windows 10 для настольных выпусков (Home, Pro, Enterprise и Education):

      Если устройство находится в состоянии S5 (выключенное состояние), оно всегда может загрузиться в Windows при подключении к зарядному устройству, независимо от уровня заряда аккумулятора и наличия аккумулятора, если аккумулятор съемный.

    • Windows 10 Mobile:

      Аккумулятор должен присутствовать и иметь достаточный уровень заряда для загрузки системы.

  3. Оборудование автономно управляет зарядкой.

    Аппаратное обеспечение заряжает аккумулятор устройства, не требуя прошивки, Windows, драйверов или другого программного обеспечения, работающего на основном процессоре (ах). Это требование применимо только к Windows 10 для настольных систем. Системам Windows 10 Mobile может потребоваться поддержка приложения для зарядки UEFI и / или других программных компонентов для зарядки аккумулятора.

  4. Зарядка прекращается автоматически, когда аккумулятор полностью заряжен или возникает неисправность.

    Оборудование автоматически прекращает зарядку, когда аккумулятор полностью заряжен.Это делается без необходимости прошивки, Windows, драйверов или другого программного обеспечения, работающего на основном процессоре (ах). В случае неисправности аккумулятора или перегрева зарядка также автоматически прекращается.

Зарядка происходит при подключении к зарядному устройству

Пользователи ожидают, что их устройство будет заряжаться всякий раз, когда оно подключено к зарядному устройству. Таким образом, оборудование должно всегда пытаться зарядить аккумулятор всякий раз, когда устройство подключено к зарядному устройству, независимо от состояния питания.Это ожидание справедливо для всех состояний питания, включая активное (S0), спящий (S3), спящий режим (S4), выключение (S5), полное отключение (G2 / G3) и S0 в режиме ожидания. Зарядка может прекратиться после полной зарядки аккумулятора или при возникновении неисправности.

Мы не рекомендуем конструкцию, которая заряжает аккумулятор с пониженной скоростью, когда Windows или микропрограмма не загружена или не запущена. Например, аккумулятор может заряжаться медленнее, когда система полностью выключена и подключена к зарядному устройству, и заряжаться быстрее, когда устройство загружается, а встроенное ПО ACPI может использоваться для периодического мониторинга аккумулятора.

Наконец, конструкция может заряжать аккумулятор с меньшей скоростью, когда система находится в тепловом состоянии. В этом случае нагрев может быть уменьшен за счет замедления или полного отказа от зарядки аккумулятора. Температурные условия — исключение в любой хорошей конструкции системы.

Windows всегда загружается при подключении к сети переменного тока

  • Windows 10 для настольных версий

    Пользователи ожидают, что они могут сразу загрузиться и использовать свое устройство, когда оно подключено к зарядному устройству.Таким образом, устройство должно всегда загружаться и быть полностью готовым к использованию при подключении к сети переменного тока. Это справедливо независимо от уровня заряда аккумулятора, состояния аккумулятора / зарядного устройства и наличия аккумулятора (если аккумулятор съемный).

    Если устройству требуется минимальная емкость аккумулятора для загрузки микропрограммы и Windows, оборудование должно гарантировать, что емкость аккумулятора всегда резервируется платформой. Зарезервированная емкость аккумулятора не должна открываться Windows.

  • Windows 10 Mobile

    Когда система подключена к источнику переменного тока и в ней присутствует аккумулятор, система должна попытаться загрузить операционную систему, пока аккумулятор имеет достаточно заряда для питания системы во время процесса загрузки.

Оборудование автономно управляет зарядкой

Как указано выше, пользователи ожидают, что их устройство будет заряжаться, когда оно подключено к зарядному устройству. В результате аппаратное обеспечение должно заряжать аккумулятор, не требуя прошивки, Windows, драйверов или другого программного обеспечения, работающего на основном процессоре (ах), поскольку один или несколько из этих компонентов могут не работать или могут находиться в состоянии сбоя в любой момент времени. . Это требование применимо только к Windows 10 для настольных систем. Системам Windows 10 Mobile может потребоваться поддержка приложения для зарядки UEFI и / или других программных компонентов для зарядки аккумулятора.

Зарядка прекращается автоматически при полной зарядке или при возникновении неисправности

Оборудование автоматически прекращает зарядку, когда аккумулятор полностью заряжен или при возникновении неисправности. Как и в случае зарядки, это необходимо делать без необходимости прошивки, Windows, драйверов или другого программного обеспечения, работающего на основном процессоре (ах). Кроме того, оборудование должно соответствовать всем нормативным требованиям безопасности батарей.

Индикаторы питания и зарядки

Windows предоставляет источник питания и индикатор состояния батареи с помощью значков, которые пользователь может видеть в нескольких местах.Места включают значок батареи на панели задач и экран блокировки.

Устройство также может иметь физический индикатор, например светодиод, указывающий состояние зарядки. Этот показатель не должен иметь большого влияния на энергопотребление.

Значки питания и зарядки Windows

Windows отображает источник питания и состояние зарядки в трех местах:

  • На экране блокировки:

    Windows отображает значок батареи с источником питания и состоянием заряда.

  • Панель задач рабочего стола (только Windows 10 для настольных версий):

    Windows отображает значок батареи с источником питания и состоянием заряда.Когда пользователь щелкает значок батареи, он может просматривать такую ​​информацию, как оставшаяся емкость, расчетное оставшееся время и сведения о батареях (если они оснащены несколькими батареями).

  • Строка состояния (только для мобильных устройств):

    Windows отображает значок батареи с источником питания и состоянием заряда. Когда пользователь смахивает вниз от верхнего края экрана, чтобы развернуть центр действий, он может увидеть фактический процент заряда батареи.

  • Настройки энергосбережения:

    На странице настроек экономии заряда батареи (Настройки -> Система -> Экономия заряда) Windows отображает общий процент заряда батареи, состояние батареи (Зарядка иРазряд) и расчетное оставшееся время до зарядки / разрядки.

Для платформ, поддерживающих S0 Idle, если дисплей виден, Windows на короткое время включает дисплей, когда система подключена к зарядному устройству или отключена от него, чтобы уведомить пользователя об изменении источника питания.

Индикаторы зарядки оборудования платформы

Значки, встроенные в Windows, относятся только к сценариям, в которых Windows работает и дисплей виден пользователю. Однако экранные индикаторы не видны, когда система выключена или в состоянии ожидания S0, когда дисплей выключен.Поскольку пользователь не может видеть визуальные подсказки на экране, платформа может включать в себя индикатор физической зарядки, указывающий на наличие питания.

В следующем разделе представлены наши рекомендации по внедрению клавиатур и мышей / сенсорных панелей на платформах S0 Idle с решениями для стыковки. В этом разделе также рассказывается о проблемах и принципах, а также о возможных решениях. Оба возможных решения применимы к мобильным и стационарным докам с питанием от кондиционера.

Открытие подсистемы питания и зарядки для Windows

Каждое мобильное устройство под управлением Windows включает в себя одну или несколько батарей и источник питания, например адаптер переменного тока.Информация из этих подсистем передает пользователю статус управления питанием. Состояние включает в себя оставшуюся емкость аккумулятора в любой момент, состояние адаптера переменного тока и зарядки аккумулятора, а также приблизительное оставшееся время работы аккумулятора. Информация о подсистеме питания отображается в индикаторе батареи Windows и других диагностических утилитах управления питанием.

В следующем разделе представлены наши рекомендации по внедрению клавиатур и мышей / сенсорных панелей на платформах S0 Idle с решениями для стыковки. В этом разделе также рассказывается о проблемах и принципах, а также о возможных решениях.Оба возможных решения применимы к мобильным и стационарным докам с питанием от кондиционера.

Типовая топология оборудования подсистемы питания

Обычно Windows предполагает одну из двух аппаратных топологий для подсистемы питания и зарядки.

На следующем рисунке показана первая топология, в которой используется встроенный контроллер платформы, который является обычным для существующих устройств под управлением Windows. Встроенный контроллер выполняет несколько функций в мобильном устройстве, включая управление источником питания, управление зарядом аккумулятора, обнаружение кнопки / переключателя питания и ввод с клавиатуры и мыши, совместимых с PS / 2.Встроенный контроллер обычно подключается к микросхеме ядра через шину Low Pin Count (LPC). Windows запрашивает информацию о подсистеме питания и получает уведомление через интерфейс встроенного контроллера ACPI.

power and charging subsystem with an embeddded controller

На следующем рисунке показана вторая топология, в которой используется контроллер заряда аккумулятора и датчик уровня топлива, подключенные непосредственно к кремнию ядра платформы через легкую периферийную шину, такую ​​как I²C. В этой конфигурации Windows запрашивает и получает уведомление об изменениях в подсистеме питания через связь по шине I²C.Вместо использования драйвера устройства для аккумулятора или подсистемы зарядки среда метода управления ACPI расширена за счет поддержки простой периферийной рабочей области (SPB). Рабочая область SPB позволяет коду метода управления ACPI обмениваться данными с контроллером заряда аккумулятора и компонентами датчика уровня топлива, подключенными к кремнию ядра через I²C.

power and charging subsystem using the platform controller

Батарея и драйвер подсистемы питания модели

Windows имеет надежный аккумулятор и модель драйвера устройства подсистемы питания.Информация об управлении питанием передается диспетчеру питания Windows через драйвер устройства батареи, затем объединяется и предоставляется пользовательскому интерфейсу Windows через пакеты IRP устройства батареи и набор программных API управления питанием.

Модель драйвера батареи — это модель порта / минипорта, то есть модель батареи и интерфейсы определены таким образом, что новые типы батарей могут быть доступны через минипорт. Однако на практике есть только два минипорта, которые имеют сколько-нибудь значимое применение в экосистеме Windows — драйвер минипорта батареи, поддерживающий батареи с методом управления ACPI, и драйвер минипорта батареи HID для устройств бесперебойного питания (ИБП) с подключением через USB.

battery and power system driver model

Ожидается, что все ПК будут открывать батареи и подсистему зарядки через интерфейс метода управления ACPI. Интерфейс минипорта аккумулятора не следует использовать для подсистем зарядки аккумуляторов на платформе. Существуют определенные в спецификации ACPI методы управления, которые позволяют Windows запрашивать информацию и состояние батареи. Точно так же существует модель, управляемая событиями, позволяющая аппаратной платформе уведомлять Windows об изменениях батареи и источника питания, например о переходе с переменного тока на питание от батареи.

Статус опроса

Диспетчер питания Windows периодически запрашивает информацию о состоянии батареи, включая оставшуюся емкость заряда и текущую скорость разряда. Этот запрос исходит от диспетчера питания, компонента пользовательского интерфейса более высокого уровня или приложения. Диспетчер питания превращает запрос в пакет запроса ввода-вывода (IRP) для аккумуляторных устройств. Когда батарея выставляется через интерфейс метода управления ACPI, драйвер батареи метода управления (cmbatt.sys) выполняет соответствующие методы управления ACPI. В случае информации о состоянии выполняется метод _BST (состояние батареи).

Метод _BST требует, чтобы встроенное ПО ACPI получило текущую информацию от подсистемы питания, а затем упаковало эту информацию в буфер с форматом, указанным в спецификации ACPI. Конкретный код, необходимый для доступа к состоянию батареи либо от встроенного контроллера, либо от зарядного устройства, подключенного через I²C, содержится во встроенном ПО ACPI и является частью кода, составляющего метод _BST.Конечный результат метода _BST — это буфер необходимой информации, который возвращается драйверу батареи метода управления. Драйвер батареи метода управления наконец преобразует буфер в формат, требуемый драйвером батареи и диспетчером питания Windows.

Уведомления об изменении состояния

Подсистема питания и аккумулятора будет генерировать несколько уведомлений в Windows об изменениях состояния, включая переходы с переменного тока на питание от аккумулятора. Опрос Windows для этих изменений состояния непрактичен, учитывая высокую частоту, с которой может потребоваться опрос.Следовательно, аппаратная платформа должна использовать управляемую событиями модель для уведомления Windows о значительных изменениях состояния батареи.

При изменении состояния батареи, включая оставшуюся емкость или состояние зарядки, микропрограмма ACPI выдает уведомление (0x80) на устройство батареи метода управления. Затем драйвер батареи метода управления Windows оценивает метод _BST и возвращает обновленную информацию диспетчеру питания.

При изменении статических данных батареи, включая последнюю полную емкость заряда, расчетную емкость и количество циклов, встроенное ПО ACPI выдает уведомление (0x81) на устройство батареи метода управления.Затем драйвер батареи метода управления Windows оценивает метод _BIX и возвращает обновленную информацию диспетчеру питания.

Платформа прерывает среду микропрограмм ACPI через прерывание управления системой (SCI) в случае платформы, оснащенной встроенным контроллером, и через GPIO в случае платформ с аппаратным обеспечением аккумуляторной подсистемы, подключенным непосредственно к основному кристаллу.

Работа ACPI со встроенным контроллером

Платформы

, аккумулятор и подсистема питания которых подключены к типичному встроенному контроллеру, используют рабочую область встроенного контроллера ACPI для облегчения связи между средой метода управления ACPI и аппаратным обеспечением платформы.

Прошивка ACPI должна определять встроенный контроллер в пространстве имен ACPI, как описано в разделе 12.11.1 спецификации ACPI, включая:

  • Узел Device () для встроенного контроллера.
  • Объект _HID, указывающий, что устройство является встроенным контроллером.
  • Объект _CRS для обозначения ресурсов ввода-вывода для встроенного контроллера.
  • Объект _GPE, определяющий SCI для встроенного контроллера.
  • Операционная область, описывающая информацию, содержащуюся во встроенном контроллере, к которой может получить доступ другой код метода управления ACPI в пространстве имен, включая состояние батареи и методы информации.

Полная информация описана в разделе 12 спецификации ACPI.

Доступ к информации о батарее из встроенного контроллера

Метод управления ACPI получает доступ к информации от встроенного контроллера, считывая значения, описанные в рабочей области встроенного контроллера.

Уведомление операционной системы об изменении состояния батареи

Когда встроенный контроллер обнаруживает изменение состояния батареи, включая изменение состояния зарядки или оставшейся емкости, как указано в _BTP, встроенный контроллер генерирует SCI и устанавливает бит SCI_EVT в регистре команд состояния встроенного контроллера (EC_SC).Драйвер Windows ACPI будет взаимодействовать со встроенным контроллером и выдавать команду запроса (QR_EC), чтобы запросить конкретную информацию об отправляемом уведомлении. Затем встроенный контроллер устанавливает значение байта, соответствующее выполняемому методу _QXX. Например, встроенный контроллер и встроенное ПО ACPI могут определять значение 0x33 как обновление информации о состоянии батареи. Когда встроенный контроллер устанавливает значение 0x33 в качестве уведомления, драйвер ACPI выполнит метод _QXX.Содержимое метода _QXX обычно будет Notify (0x80) на устройстве батареи метода управления в пространстве имен.

Работа ACPI с подключенной системой зарядки I²C

Платформы

также могут подключать свои батареи и подсистему питания к базовому набору микросхем через маломощную последовательную шину, такую ​​как I²C. В этих проектах рабочая область ACPI GenericSerialBus используется для обмена данными между методами управления ACPI и оборудованием подсистемы аккумуляторов. Подключение оборудования подсистемы батарей к прерыванию GPIO позволяет выполнять методы управления ACPI при изменении состояния батареи.

Когда аккумуляторная батарея и оборудование подсистемы питания подключены через I²C, прошивка ACPI должна определять:

  • Узел Device () для устройства контроллера GPIO, к которому подключено прерывание I²C, включая:

    • _HID Объект, описывающий идентификатор оборудования контроллера GPIO.
    • _CSR Объект, описывающий прерывания и аппаратные ресурсы контроллера GPIO.
    • _AEI объект, который отображает одну или несколько линий GPIO на выполнение метода события ACPI.Это позволяет выполнять методы ACPI в ответ на прерывания линии GPIO.
  • Узел Device () для контроллера I²C, к которому подключены датчик уровня заряда аккумулятора и оборудование для зарядки, включая:

    • Объекты _HID и _CSR, описывающие идентификатор оборудования и ресурсы контроллера I²C.
    • Область работы GenericSerialBus в рамках устройства I²C, описывающая регистры виртуальных команд для устройства I²C.
    • Определения полей в GenericSerialBus OperationRegion.Определения полей позволяют коду ASL вне устройства I²C получать доступ к виртуальным регистрам команд для устройства I²C.

Описание контроллера GPIO и сопоставление линий GPIO с событиями ACPI позволяет выполнять методы управления состоянием батареи и уведомления при возникновении прерывания GPIO от устройства I²C. Описание рабочей области GenericSerialBus позволяет коду ACPI для состояния батареи обмениваться данными по шине I²C и считывать регистры и информацию с указателя уровня заряда батареи и подсистемы зарядки.

Доступ к информации о батарее из системы зарядки

Состояние батареи может быть выполнено методами управления ACPI путем отправки и получения команд по шине I²C, к которой подключено оборудование подсистемы батареи. Код метода управления, поддерживающий методы статической информации о состоянии и батарее, считывает и записывает данные из рабочих областей GenericSerialBus, описанных в пространстве имен ACPI. Код метода управления считывает данные с датчика уровня топлива или статическую информацию о емкости аккумулятора и счетчиках циклов по шине I²C через рабочую область GenericSerialBus.

Уведомление Windows об изменении состояния батареи

Аппаратное обеспечение аккумуляторной подсистемы может сгенерировать прерывание, когда состояние изменяется, и прерывание физически подключено к линии GPIO на кристалле ядра. Линия GPIO может быть сопоставлена ​​с выполнением определенного метода управления с помощью объекта _AEI в контроллере GPIO, описанном в ACPI. Когда происходит прерывание GPIO, подсистема Windows ACPI запускает метод, связанный с конкретной линией GPIO, который, в свою очередь, может выполнить Notify () на устройстве батареи метода управления, заставляя Windows повторно оценить методы состояния и статической информации для обновления заряд батареи.

Реализация ACPI объекта электроснабжения

Прошивка ACPI должна реализовывать устройство источника питания ACPI. Этот объект должен сообщать о себе с идентификатором оборудования (_HID) «ACPI0003». Этот объект также должен реализовывать метод ACPI _PSR (Power Source). Этот метод возвращает состояние источника питания и сообщает, находится ли источник питания в настоящий момент в сети (питание переменного тока) или в автономном режиме (питание от батареи). Все входные источники питания для системы должны быть мультиплексированы с помощью одного метода _PSR.Например, _PSR должен передаваться онлайн, если система запитана через цилиндрический разъем постоянного тока или отдельный разъем док-станции. Не используйте несколько источников питания ACPI.

Метод _PSR должен сообщать онлайн (питание переменного тока) только тогда, когда система подключена к электросети. При изменении состояния _PSR платформа должна генерировать прерывание и уведомление (0x80) на устройстве в пространстве имен ACPI. Это должно быть выполнено сразу после того, как платформа обнаружит изменение физического состояния.

Реализация ACPI статической информации о батарее

Прошивка ACPI должна реализовывать метод ACPI _BIX для каждой батареи, который предоставляет статическую информацию о батарее, включая расчетную емкость, количество циклов и серийный номер.Таблица ниже расширяет определения полей, описанных в спецификации ACPI, и перечисляет специфичные для Windows требования к этой информации.

Поле Описание Требования для Windows
Редакция Обозначает версию _BIX Должен быть установлен на 0x0
Блок питания Определяет единицы, сообщаемые оборудованием. Либо: MA / MAh или mW / mWh. Необходимо установить в 0x0, чтобы указать, что единицы измерения — мВт / мВтч
Расчетная мощность Показывает первоначальную емкость аккумулятора в мВтч Должно быть установлено точное значение и не может быть 0x0 или 0xFFFFFFFF
Последняя полная зарядка Показывает текущую полную емкость аккумулятора

Должно быть установлено точное значение и не может быть 0x0 или 0xFFFFFFFF

Это значение должно обновляться каждый раз, когда увеличивается счетчик циклов.

Аккумуляторная техника Указывает, является ли батарея аккумуляторной или одноразовой. Необходимо установить в 0x1, чтобы указать, что батарея перезаряжаемая
Расчетное напряжение Указывает расчетное напряжение аккумулятора

Должно быть установлено на расчетное напряжение новой аккумуляторной батареи в мВ.

Не может быть установлен в 0x0 или 0xFFFFFFFF.

Расчетная мощность Предупреждение Указывает, что уровень предупреждения о низком уровне заряда батареи предоставляется изготовителем. Это значение игнорируется Windows.
Расчетная мощность Низкая Указывает критический уровень заряда батареи, при котором Windows должна немедленно выключить или перейти в спящий режим, прежде чем система выключится. Должно быть установлено значение от 0x0 до 5% от проектной емкости батареи.
Уровень детализации емкости аккумулятора 1 Указывает минимальное изменение оставшегося заряда, которое может быть обнаружено оборудованием, между значениями «Проектная мощность — предупреждение» и «Расчетная мощность — низкая». Должно быть установлено значение не более 1% от расчетной емкости батареи.
Уровень детализации емкости аккумулятора 2 Указывает минимальную величину оставшегося изменения заряда, которое может быть обнаружено оборудованием между последней полной зарядкой и расчетной мощностью предупреждения. Должно быть установлено значение не более 75 мВт (приблизительно 0,25% от 25 Втч батареи), что составляет (1/400) расчетной емкости батареи.
Счетчик циклов Обозначает количество циклов батареи. Должно быть установлено значение больше 0x0. Не может быть установлено в 0xFFFFFFFF.
Точность измерения Указывает на точность измерения емкости аккумулятора. Должен быть установлен на 95 000 или лучше, что означает точность 95% или лучше.
Максимальное время выборки Максимальное поддерживаемое время выборки между двумя последовательными оценками _BST, которые покажут разницу в оставшейся емкости. Нет особых требований.
Мин. Время выборки Минимальное поддерживаемое время выборки между двумя последовательными оценками _BST, которые покажут разницу в оставшейся емкости Нет особых требований.
Максимальный интервал усреднения Максимальный интервал усреднения в миллисекундах, поддерживаемый датчиком уровня заряда аккумулятора. Нет особых требований.
Мин. Интервал усреднения Минимальный интервал усреднения в миллисекундах, поддерживаемый датчиком уровня заряда аккумулятора. Нет особых требований.
Номер модели Батарея, предоставленная производителем, номер модели Не может быть NULL.
Серийный номер Серийный номер аккумулятора, предоставленного производителем оборудования Не может быть NULL.
Тип батареи Информация о типе аккумуляторной батареи, предоставляемая производителем оборудования Нет особых требований.
Информация об OEM Информация, предоставленная изготовителями оборудования Нет особых требований.

Реализация ACPI информации о состоянии батареи в реальном времени

Прошивка ACPI должна реализовывать метод ACPI _BST для каждой батареи, который предоставляет информацию о состоянии батареи в режиме реального времени, включая оставшуюся емкость и текущую скорость разряда. Таблица ниже расширяет определения полей, описанных в спецификации ACPI, и перечисляет специфичные для Windows требования к этой информации.

Поле Описание Требования для Windows
Состояние батареи Указывает, заряжается ли аккумулятор в данный момент, разряжается или находится в критическом состоянии. Состояние аккумулятора должно сообщать о зарядке, только если аккумулятор заряжается. Аналогично, состояние батареи ДОЛЖНО сообщать о разряде, только если батарея разряжается. Батарея, которая не заряжается и не разряжается, не должна сообщать ни бита.
Уровень заряда батареи Предоставляет текущую скорость разряда батареи в мВт.

Должно быть больше 0x0 и меньше 0xFFFFFFFF.

Должен быть точным в пределах значения точности измерения в _BIX.

Оставшаяся емкость аккумулятора Показывает оставшуюся емкость аккумулятора в мВтч.

Должно быть больше 0x0 и меньше 0xFFFFFFFF.

Должен быть точным в пределах значения точности измерения в _BIX

Текущее напряжение батареи Указывает текущее напряжение на клеммах аккумулятора. Должен быть между значением от 0x0 до 0xFFFFFFFF в мВ.

Когда какие-либо данные в _BST изменяются, платформа должна генерировать прерывание и уведомление (0x80) на аккумуляторном устройстве в пространстве имен ACPI.Это должно быть выполнено сразу после того, как платформа обнаружит изменение физического состояния. Это включает в себя любые изменения в поле состояния батареи для битов зарядки (например, Bit0) или разрядки (например, Bit1).

Кроме того, платформа должна реализовывать метод _BTP-Battery Trip Point-метод. _BTP позволяет Windows указать порог оставшейся емкости, при превышении которого платформа должна генерировать прерывание и уведомление (0x80) на аккумуляторном устройстве в пространстве имен ACPI. Метод _BTP предотвращает необходимость периодического опроса аккумулятора Windows.

Методы управления аккумулятором

Спецификация ACPI предоставляет методы управления, зависящие от устройства и операционной системы, с помощью метода, зависящего от устройства или метода управления _DSM. _DSM описан в разделе 9.14.1 спецификации ACPI.

Windows поддерживает следующие методы _DSM для устройств с батарейным питанием.

Направление скорости теплового заряда

Поле Значение Описание
UUID 4c2067e3-887d-475c-9720-4af1d3ed602e GUID, указывающий на расширение поддержки драйвера батареи метода управления Windows
Идентификатор редакции 0x0 Первая редакция этой возможности
Индекс функции 0x1 Установить дроссель заряда аккумулятора
Аргументы Температурный предел

Целочисленное значение от 0 до 100, указывающее предел теплового заряда.

Значение 40% означает, что аккумулятор должен заряжаться на 40% от максимальной скорости.

Значение 0% указывает, что зарядка аккумулятора должна быть остановлена ​​до повторного вызова этого метода.

Возвращаемое значение Нет н / д

Аккумулятор, обслуживаемый пользователем

Поле Значение Описание
UUID 4c2067e3-887d-475c-9720-4af1d3ed602e GUID, указывающий на расширение поддержки драйвера батареи метода управления Windows
Идентификатор редакции 0x0 Первая редакция этой возможности
Индекс функции 0x2 Указывает, что этот _DSM предназначен для OSPM, чтобы определить, подлежит ли батарейное устройство обслуживанию пользователем или нет.
Аргументы Нет Аргументы не требуются.
Возвращаемое значение Пакет, содержащий одно целое число.

0x0, если батарея не обслуживается пользователем и не может быть заменена конечным пользователем или может быть заменена конечным пользователем с помощью дополнительных инструментов.

0x1, если аккумулятор может быть заменен конечным пользователем без дополнительных инструментов.

Требуется сторожевой таймер зарядки

Поле Значение Описание
UUID 4c2067e3-887d-475c-9720-4af1d3ed602e GUID, указывающий на расширение поддержки драйвера батареи метода управления Windows
Идентификатор редакции 0x0 Первая редакция этой возможности
Индекс функции 0x3 Указывает, что этот _DSM предназначен для OSPM, чтобы определить, требует ли батарея метода управления периодической перезагрузки сторожевого таймера для поддержания сильноточной зарядки и периода, в течение которого сторожевой таймер должен быть сброшен.
Аргументы Нет Аргументы не требуются.
Возвращаемое значение Пакет, содержащий одно целое число. 0x0, если аккумулятор не требует обслуживания сторожевым таймером.

Значения, включая 0x0000001e и 0x12C, указывают максимальный интервал опроса в секундах.

Все остальные значения игнорируются и обрабатываются как 0x0, и сброс сторожевого таймера не требуется.

Если задан допустимый интервал сторожевого таймера, Windows будет выполнять метод _BST с интервалом, не превышающим заданное значение сторожевого таймера, всякий раз, когда значение BatteryState в методе _BST установлено на зарядку.

Динамическое обновление этого значения не поддерживается.

Драйверы минипорта батарей сторонних производителей

В Windows 10 OEM-производители и IHV могут разрабатывать собственные драйверы минипорта батареи сторонних производителей, чтобы заменить драйвер Microsoft cmbatt.sys и напрямую взаимодействовать с оборудованием батареи. Образец драйвера батареи предоставляется Microsoft на GitHub и как часть набора образцов WDK.

USB-зарядка (Windows 10 для настольных версий)

Корпорация Майкрософт признает ценность предоставления возможности поддержки зарядки мобильного устройства через USB.Благодаря усилиям по стандартизации, таким как переход ЕС к стандартизации зарядных устройств для мобильных телефонов, зарядные устройства USB стали широко доступны и работают с широким спектром устройств, включая телефоны с Windows, MP3-плееры, устройства GNSS и т. Д. Microsoft понимает ценность предложения одного зарядного устройства, которое может использоваться для зарядки нескольких устройств, включая устройство под управлением Windows. Кроме того, учитывая широкую отраслевую поддержку зарядки через USB, есть дополнительные преимущества, которые снижают затраты и воздействие на окружающую среду.

Начиная с Windows 8, мобильное устройство могло питаться и / или заряжаться через USB при условии соблюдения требований к зарядке аккумулятора, изложенных ниже.Кроме того, существует ряд требований, связанных с USB, которые должны быть выполнены для обеспечения качественного взаимодействия с пользователем.

  1. Питание / зарядка через USB должны быть полностью реализованы во встроенном ПО платформы. Для поддержки не требуется операционная система, драйвер или приложение.

  2. Устройство НЕ ДОЛЖНО выполнять перечисление при подключении к другому устройству. В результате устройство не будет заряжаться при подключении к стандартному USB-порту ПК, так как эти порты по умолчанию ограничены до 500 мА.Единственное исключение — когда этот порт используется для отладки и для начального программирования заводской прошивки.

  3. Устройство поддерживает зарядку через специальный USB-порт для зарядки. Устройство должно заряжаться при подключении к зарядному устройству, которое соответствует спецификации USB-зарядки аккумулятора версии 1.2. Устройство не должно потреблять более 1,5 А в соответствии со стандартами зарядки при подключении к стандартному зарядному устройству USB. Изготовитель оборудования может выбрать поддержку более высоких уровней тока при соблюдении следующих условий:

    • Устройство автоматически определяет тип зарядного устройства и заряжается с соответствующей скоростью для конкретного типа зарядного устройства.
    • Устройство и зарядное устройство соответствуют всем применимым стандартам по электротехнике и безопасности.
    • Производитель поставляет зарядное устройство и соответствующий кабель вместе с устройством.
  4. USB-зарядка поддерживается либо через стандартную розетку micro-AB, USB-C (рекомендуется), либо через фирменный разъем док-станции. Розетки micro-B НЕ допускаются на устройстве. При использовании проприетарного разъема для док-станции изготовитель оборудования должен поставлять с устройством соответствующий кабель для зарядки от стандартного зарядного устройства USB.

  5. Если реализован порт micro-AB, устройство должно автоматически определять тип кабеля, конфигурацию и принимать на себя соответствующую роль. Если вставлен штекер micro-B, а отладка на порту не включена, следует взять на себя роль зарядного устройства. Если вставлен штекер micro-B и на порту включена отладка, следует взять на себя роль отладки (т.е. зарядка не поддерживается). Если вставлен штекер micro-A, роль USB-хоста предполагается, когда подключенные USB-устройства распознаются Windows.

  6. Если порт micro-AB также функционирует как порт отладки, устройство должно предоставлять средства через встроенное ПО для переключения между зарядным устройством и ролью отладки. В настройках по умолчанию, поставляемых конечному пользователю, отладка должна быть ОТКЛЮЧЕНА.

  7. Если порт micro-AB также функционирует как порт отладки, устройство должно обеспечивать альтернативный путь входного питания через специальный цилиндрический разъем или собственный разъем док-станции.

USB-зарядка (Windows 10 Mobile)

См. Раздел USB в руководстве по разработке оборудования для Windows Phone.

Контрольные списки разработчика и разработчика платформы

Вы можете использовать следующие контрольные списки для проверки соответствия конструкции платформы и микропрограммного обеспечения системы требованиям к батарее и подсистеме зарядки, изложенным в общих чертах.

Подсистема батарей и контрольный список внедрения прошивки ACPI

Разработчики системы должны убедиться, что они выполнили следующие задачи в своей прошивке ACPI, чтобы обеспечить правильную передачу информации о батарее и подсистеме питания в Windows:

  • Добавьте объект Device () для каждого аккумуляторного устройства в пространстве имен ACPI.

  • Каждое аккумуляторное устройство должно обеспечивать следующие методы и объекты контроля:

    • _HID со значением PNP0C0A.

    • _BIX-Расширенная информация о батарее:

      Передает статическую информацию о батарее, включая последнюю полную емкость заряда, расчетную емкость и количество циклов.

    • _BST-Состояние батареи:

      Передает текущее состояние батареи, включая оставшуюся емкость, скорость разряда и состояние зарядки.

    • _ Точка срабатывания батареи BTP:

      Включает модель состояния батареи, управляемую событиями, для сокращения периодической работы по опросу. _BTP позволяет Windows указать порог оставшейся емкости заряда, при котором платформа должна выдавать уведомление (0x80) на аккумуляторном устройстве, чтобы запросить Windows на обновление информации о состоянии аккумулятора.

    • _STA-Общий статус:

      Позволяет Windows узнать, присутствует ли батарея в устройстве, где она может быть съемной или где может быть батарея в портативной док-станции.

  • Добавьте один объект Device () для адаптера переменного тока / источника питания в пространство имен ACPI.

  • Устройство источника питания должно обеспечивать следующие методы и объекты управления:

    • _HID со значением ACPI0003

    • _PSR-Источник питания:

      Сообщает, находится ли источник питания в настоящее время в сети (питание переменного тока) или в автономном режиме (питание от батареи). Все входные источники питания для устройства должны быть мультиплексированы методом _PSR.Например, _PSR должен передаваться в оперативный режим, если устройство питается через цилиндрический разъем постоянного тока или отдельный разъем док-станции. Не используйте несколько источников питания ACPI.

  • Метод _BIX должен поддерживать поля и ограничения, описанные в статической информации батареи выше:

    • Поле Revision должно быть установлено в 0x0.
    • Поле Power Unit должно иметь значение 0x0.
    • Расчетная емкость и Последняя полная зарядка Значения должны быть установлены на точные значения от батареи и подсистемы зарядки, а не равны 0xFFFFFFFF или 0x00000000.
    • Поле Battery Technology должно иметь значение 0x1.
    • Поле Design Voltage должно быть установлено точно и не равно 0x00000000 или 0xFFFFFFFF.
    • Для Design Capacity Low должно быть установлено минимальное значение, необходимое для перехода в спящий режим или выключения системы из полностью включенного состояния.
    • Гранулярность емкости батареи 1 и Гранулярность емкости батареи 2 Поля должны быть установлены на значение не более 1% от расчетной емкости батареи.
    • Поле Cycle Count должно быть точно заполнено из подсистемы батареи.
    • В поле Точность измерения должно быть установлено значение 80 000d или выше.
    • Поля Номер модели и Серийный номер не должны быть установлены в NULL.
  • Предоставляет метод _BST, который позволяет Windows опрашивать состояние батареи в реальном времени. Все поля в методе _BST должны динамически возвращаться из базовой подсистемы питания и зарядки аккумулятора.Их точность должна быть в пределах значения точности измерения в методе _BIX.

  • Предоставьте метод _BTP, который позволяет Windows указать пороговое значение оставшейся емкости заряда, при достижении которого платформа прерывает работу Windows уведомлением (0x80) на аккумуляторном устройстве.

  • Убедитесь, что уведомление (0x80) выдается только в ответ на изменение состояния батареи или отключение ограничения емкости заряда _BTP. Не выполняйте периодически уведомление (0x80).

  • Когда уровень заряда батареи достигает значения, указанного в _BIX.DesignCapacityofLow, платформа должна генерировать уведомление (0x80) на устройстве батареи метода управления.

  • Для систем с несколькими батареями полностью внедрите батарейное устройство метода управления для каждой батареи.

    • Первая батарея в пространстве имен должна быть основной батареей системы, чтобы помогать в целях отладки.
  • Реализуйте метод _DSM для каждого аккумуляторного устройства, чтобы указать, может ли аккумулятор обслуживаться пользователем.

  • Реализуйте метод _DSM, если во время зарядки требуется периодический сброс сторожевого таймера и Windows гарантирует периодическое выполнение метода _BST в этом окне опроса.

  • Внедрите метод _DSM, если для тепловой модели платформы требуется управление скоростью зарядки аккумулятора.

Инструмент обновления управления зарядкой аккумулятора Fujitsu: Fujitsu Global

Этот инструмент автоматически проверит, является ли ваша система целевой моделью, и определит соответствующий пакет обновления для вашей модели, затем загрузит и применит его.
Поскольку пакет обновлений различается в зависимости от модели и предназначен только для определенных моделей, внимательно ознакомьтесь с этими инструкциями, а затем примените инструмент в своей системе.

Ограничения

Вы можете использовать это Программное обеспечение только при условии, что вы принимаете все условия ниже. Пожалуйста, не используйте Программное обеспечение, если вы не согласны с ними.

— Ограничения

  • (1) Программное обеспечение не подлежит передаче.
  • (2) Вы не можете изменять, декомпилировать или подвергать обратному проектированию Программное обеспечение.
  • (3) Вы не можете изменять информацию об авторских правах в Программном обеспечении.
  • (4) Ни при каких обстоятельствах Fujitsu не несет ответственности за любой ущерб, причиненный Программным обеспечением.

Системные требования

  • Windows 10 (64-разрядная / 32-разрядная)
  • Windows 8.1 (64-разрядная / 32-разрядная) Windows 8 (64-разрядная / 32-разрядная)
  • Windows 7 (64-разрядная / 32-разрядная)
    Примечание. Поддержка
    Windows 7 закончится 14 января 2020 года.
    После этого техническая помощь и обновления программного обеспечения из Центра обновления Windows, которые помогают защитить ваш компьютер, больше не будут доступны для продукта. Мы настоятельно рекомендуем вам установить это обновление до EOS и перейти на Windows 10 где-то до января 2020 года.

Важные примечания

  • В случае применения «Обновление микропрограммы PMU» или «Обновление BIOS», в зависимости от возраста / состояния аккумуляторной батареи, время работы аккумуляторной батареи при зарядке может сократиться до 15% после этого обновления.
  • В случае применения «Утилиты FUJITSU Battery Charging Control Utility», в зависимости от возраста / состояния аккумуляторного блока, аккумулятор может не заряжаться до 100%, что отображается значком состояния аккумулятора Windows. Кроме того, после этого обновления время работы аккумуляторной батареи на одной зарядке сократится до 35%.
  • Для запуска этого программного обеспечения требуются права системного администратора.
  • ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ЭТОГО ОБНОВЛЕНИЯ НЕВОЗМОЖНО УДАЛИТЬ ЭТО
  • В зависимости от системы, до четырех программ «Драйвер устройства Fujitsu FUJ02E3», «Утилита расширения системы Fujitsu», «Драйвер Fujitsu BIOS» и «Драйвер Intel MEI®», которые были установлены изначально, возможно, потребуется установить в вашей системе до к обновлению.
  • На некоторых ПК, на которых выполняется «Обновление прошивки PMU», может потребоваться выполнить «Обновление BIOS» перед обновлением PMU.(Подробнее см. «Список моделей»)
  • «Утилита управления зарядкой аккумулятора FUJITSU» вернется к предыдущему состоянию в случае восстановления ПК / переустановки Windows. Повторно примените «Утилиту управления зарядкой аккумулятора FUJITSU» после восстановления / переустановки Windows.

Как использовать

  1. Щелкните ссылку «FUJITSU Battery Charging Control Update Tool» внизу этой страницы, чтобы загрузить его.
  2. Выполнить BatteryCtrlUpdate.исполняемый.
  3. Инструмент автоматически проверит, является ли ваша система целевой моделью, определит соответствующий пакет обновления для вашей модели, затем загрузит и применит его.
  4. Если ваша система является целевой моделью, пожалуйста, проверьте следующее перед запуском обновления.
    • Перед запуском обновления подключите исправный адаптер переменного тока.
    • Не выключайте систему, пока не завершится процесс обновления.
    • Перед запуском обновления закройте все работающие приложения.
    • Ваша система может автоматически выключиться или перезагрузиться во время / после обновления.
  5. Если вы нажмете кнопку «Пуск», откроется страница

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *