BIBLIOTHEEK RIJKSDIE~.!.;: i V<:)C)R oe IJSSEI LAADUNIT VOOR ACCU'S VAN REGISTRATIE- APPARATUUR. door. W.A. Ockeloen Abw januari ;:57 E, 9\20

Transcriptie

1 BIBLIOTHEEK RIJKSDIE~.!.;: i V<:)C)R oe IJSSEI W E R K D O C U M E N T LAADUNIT VOOR ACCU'S VAN REGISTRATIE- APPARATUUR door W.A. Ockeloen ;:57 E, 9\ Abw januari! R I E V A N V E R K E E R E N W A T E R S T A A T E N S T V O O R D E I J S S E L M E E R P O L D E R S S M E D I N G H U I S - L E L Y S T A D

2 1. INLEIDING Voor het verzamelen van gegevens gebruikt de W.A. automatische registratie-apparatuur, die veelal gevoed wordt door accu's. Voor de continuiteit is het belangrijk altijd over een aantal volle accu's te beschikken. Daardoor ontstond de behoefte aan een laadsysteem dat niet alleen in staat is een aantal accu's te laden, maar deze ook vol te houden wanneer ze niet gebruikt worden. Om aan deze behoefte te voldoen is een laadunit gebouwd, waarmee zes 6 volts en twee 12 volts loodzwavelzuuraccu's tegelijk geladen en geladen gehouden kunnen worden. Het ontwerp is zodanig dat aanpassing voor andere typen accu's en andere voedingsspanningen mogelijk is. 2. DE CAPACITEIT VAN EEN ACCU De capaciteit van een accu wordt uitgedrukt in Ampere-uur (Ah). Deze waarde geldt bij een twintigurige ontlading. De bij de W.A. meest toegepaste accu's hebben een capaciteit van 5,7 Ah. De gebruiksduur van een accu is echter niet alleen bepaald door de belasting en capaciteit. De zelfontlading is een niet te onderschatten factor als de gebruiksduur langer dan 6&n maand is. Ook neemt de capaciteit af naarmate de. ) omgevingstemperatuur lager is. Bij een omgevings temperatuur van -I O'C is de capaciteit teruggelopen tot zeventig procent Het laden van een accu Van een accu die uit het veld komt is niet na te gaan hoeveel energie er moet worden toegevoerd om deze geheel te laden. Wanneer er dus geladen wordt met een constante stroom gedurende een bepaalde tijd is het risico van overladen erg groot. Overladen is zeer nadelig voor de levensduur van de accu. Om deze reden is gekozen voor een laadinrichting die voorzien is van een elektronische laadstroombegrenzing. 3. ONTWERP LAADINRICHTING De nominale celspanning van een loodzwavelzuuraccu is 2 volt en deze mag tijdens het laden de 2,3 volt niet.overschrijden. Voor spanningen hoger dan 2 volt worden meerdere cellen in serie geschakeld. Bij een accuspanning van 6 volt mag het oplaadapparaat dus maximaal 6,7 volt afgeven. Als de accu bij deze spanning geen laadstroom meer opneemt is hij vol. Voor het automatisch laden van accu's is er dus een schakeling vereist die de laadstroom en de celspanning controleerd en zonodig bijregeld. Deze schakeling is gegeven in bijlage 1. Wanneer er een accu uit het veld terugkomt heeft hij een spanning die varigert tussen 5,5 en 6 volt, deze spanning welke afhankelijk is van de ladingstoestand wordt gedetecteert door de schakeling rond transistor T3. De zenerdiode D3, die met de emitter van T3 is verbonden wordt als referentie-element gebruikt. Door middel van potentiometer PI wordt de maximum accu-spanning ingesteld. Als de accu-spanning lager is dan de met PI ingestelde waarde staat transitor T3 in geleiding, deze stuurt de darlingtonschakeling gevomd door de transistoren T4 en T5 open, wat tot gevolg heeft dat er een laadstroom door de accu vloeit. Dit wordt zichtbaar gemaakt door het oplichten van de LED* Dl, welke gestuurd wordt door de transistoren k LED = Light ~mitting Diode

3 TI en T2. Ten gevolge van deze laadstroom stijgt de accu-spanning volgens de krome in figuur C E L S P A N N I N G LOODZUURACCU - LADING Figuur 1. Verloop vancelspanningtijdens het laden Op het moment dat de accu-spanning gelijk is aan de met PI ingestelde waarde, wordt de laadstroom onderbroken en vervangen door sen druppellading. Dit wordt zichtbaar gemaakt door het knipperen van de LED Dl. Als de LED knippert is de accu vol, doch deze kan zonder bezwaar (desnoods maanden) aan het oplaadapparaat blijven zitten zonder dat er overlading optreed. De druppellading, waarvan de frequentie bepaald wordt door de R.C.-tijd van de weerstanden R2 t/m R5 en R7 en de condensator C2, zorgt er voor dat de accu telkens een klein laadstroompje krijgt toegediend, waardoor de zelfontlading van deaccu'wordt gecompenseerd Praktische uitvoering De schakeling kan door het anders dimensioneren van de weerstanden RI, R9, R12 en R3 gemakkelijk worden aangepast voor het laden van accu's met een andere klemspanning dan 6 volt. De waarde en het type van de in de schakeling toegepaste componenten is gegeven in bijlage 2, en de print lay-out in bijlage 3. Door acht van de genoemde schakelingen samen te bouwen, is er een laadunit ontstaan waarvan het frontpaneel in bijlage 4 wordt getoond. Met deze laadunit kunnen zes 6 volt en twee 12 volt accu's worden geladen.

4

5

6