Буферный заряд
В бесперебойнике и охранной панели аккумулятор годами висит на зарядном устройстве и работает, только когда пропадает сеть. Такой режим называется буферным, и напряжение для него ниже, чем для обычного заряда.
Обновлено Редакция GAW
Буферный заряд (float charge, standby) — режим, в котором полностью заряженный аккумулятор постоянно подключён к источнику стабильного напряжения, немного превышающего его напряжение покоя. Ток при этом мал и только компенсирует саморазряд, а при пропадании основного питания батарея сразу отдаёт энергию нагрузке. Это основной режим свинцовых батарей в ИБП, охранных системах и аварийном освещении.
Буфер и цикл
Yuasa различает два применения своих VRLA-батарей и даёт для них разные напряжения при 20 °C:
| Режим | На элемент | На батарею 12 В | Термокомпенсация |
|---|---|---|---|
| Буферный (float/standby) | 2,275 ± 0,005 В | 13,65 В | −3 мВ/°C на элемент |
| Циклический (cyclic) | 2,40–2,50 В | 14,4–15,0 В (NP7-12: 14,5 В) | −4 мВ/°C на элемент |
В циклическом режиме батарею регулярно разряжают и быстро заряжают более высоким напряжением, ограничивая ток величиной 0,25C, а после заряда отключают или переводят на буфер. Многие зарядные устройства так и работают: сначала заряд более высоким напряжением, затем переход на буферное — Yuasa приводит схему с переключением на 2,3 В на элемент.
Ток и срок службы
В буферном режиме ограничивать ток обычно не нужно: по Yuasa, батарея серии NP не возьмёт больше 2C, и ток быстро падает. Газы, выделяющиеся при подзаряде, рекомбинируют внутри, поэтому электролит не высыхает, а конец службы определяет медленная коррозия пластин. Её ускоряют жара и завышенное напряжение. Ожидаемый буферный срок службы серии NP — около 5 лет при 20 °C. Пульсации зарядного тока тоже вредны: 0,1C (RMS) сокращают срок службы минимум на 3 %, поэтому зарядное устройство должно давать хорошо отфильтрованное напряжение.
Как выставить напряжение
Yuasa требует настраивать напряжение зарядного устройства под нагрузкой, а не на холостом ходу, иначе батарея будет недозаряжаться. Датчик температуры для компенсации должен измерять температуру самой батареи. Устройство свинцовых батарей разобрано в статье о свинцово-кислотном аккумуляторе, литиевые заряжают по схеме CC-CV с окончанием заряда.
Частые вопросы
Можно ли оставить аккумулятор на 14,4 В навсегда?
Для свинцовой батареи нет: 2,40–2,50 В на элемент — это напряжение циклического заряда, после которого батарею отключают или переводят на буферный режим. Постоянно держать её нужно на 2,275 В на элемент (13,65 В на 12-вольтовую батарею при 20 °C). Повышенное напряжение по Yuasa ускоряет коррозию пластин и сокращает срок службы.
Нужна ли термокомпенсация буферного напряжения?
Yuasa рекомендует её для максимального срока службы: −3 мВ на элемент на градус от 20 °C, то есть около −18 мВ/°C для 12-вольтовой батареи. При кратких колебаниях температуры в пределах 5–40 °C компенсация не обязательна, но напряжение лучше выставить под среднюю температуру батареи.
Подходит ли буферный режим для литий-ионных аккумуляторов?
Схема «держать постоянное напряжение бесконечно» — это рекомендации производителей свинцовых батарей. Литий-ионные заряжают методом CC-CV, и типичные зарядные микросхемы Li-ion завершают заряд, когда ток в фазе постоянного напряжения падает до порога, а не держат батарею на подзаряде. Режим для конкретной батареи нужно брать из её документации.
Источники
- Yuasa Battery (Europe). NP Valve Regulated Lead Acid Battery Manual (Issue 01.12.99) — буферный (float/standby) заряд 2,275 ± 0,005 В/эл при 20 °C, в цепочке допустимо 2,25–2,30 В/эл; циклический 2,40–2,50 В/эл; напряжение выставляют под нагрузкой зарядного устройства; при буферной работе батарея сама не берёт больше 2C и ток быстро спадает, ограничение тока обычно не нужно; при цикле ток ограничивают 0,25C; термокомпенсация −3 мВ/°C/эл (буфер), −4 мВ/°C/эл (цикл), центр 20 °C; при колебаниях 5–40 °C компенсация не обязательна; двухступенчатый заряд с переходом на буфер 2,3 В/эл; буферный срок службы около 5 лет (NP, NPH), 7–10 лет (NPL) при 20 °C; при буферном напряжении газы рекомбинируют, конец службы — коррозия пластин, ускоряемая температурой и повышенным напряжением; пульсации зарядного тока 0,1C (RMS) сокращают срок службы минимум на 3 %
- Yuasa. NP7-12 Valve Regulated Lead Acid Battery, data sheet (Issue V.3, March 2013) — буферный заряд 13,65 В (2,275 В/эл) при 20 °C, −3 мВ/эл/°C, ограничения тока нет; циклический 14,5 В (2,42 В/эл), −4 мВ/эл/°C, ток до 1,75 А; проектный срок службы при 20 °C — до 5 лет
Нашли ошибку?
Смотрите также
- Свинцово-кислотный аккумуляторАккумулятор на свинце и серной кислоте, в электронике обычно герметичный VRLA
- Заряд CC/CVПостоянный ток, затем постоянное напряжение: фазы и окончание заряда
- Саморазряд аккумулятораПотеря заряда без нагрузки: от 1 % до 50 % в год
- Глубина разряда (DoD)Доля номинальной ёмкости, которую аккумулятор отдаёт за один цикл
- Аккумуляторы и батарейкиНапряжения, ёмкость, внутреннее сопротивление, заряд, защита, время работы