Как проверить и зарядить аккумулятор ИБП?

Зарядные устройства для аккумуляторов

Зарядные устройства устанавливаются в следующих случаях:

• для заряда внешних аккумуляторов, подключенных к ИБП, в случае, когда тока встроенного зарядного устройства источника питания недостаточно для обеспечения требуемого времени заряда;
• для сокращения времени заряда аккумуляторных батарей.

Особенности и преимущества:

• Параллельная работа до 4-х зарядных устройств
• Защита перегрузки
• Широкий рабочий диапазон входного напряжения
• Защита короткого замыкания
• Микропроцессорное управление
  Защита от перегрева

Фильтр Напряжение батареи, В:24 В36 В48 В72 В240 В Зарядный ток, обеспечиваемый зарядным устройством:4 CHR 24-20-E

Цена: 18 993 Р.

CHR 36-15-E

Цена: 19 250 Р. CHR 48-15-E

Цена: 19 498 Р. CHR 72-12-E

Цена: 20 260 Р.

CHR 240-4-E

Цена: 26 209 Р. CHR 240-12-E-50

Цена: 44 569 Р. CHR 240-12-E-100

Цена: 44 569 Р.

CHR 240-12-E-150

Цена: 44 569 Р. CHR 240-24-E-50

Цена: 81 289 Р. CHR 240-24-E-100

Цена: 81 289 Р. CHR 240-24-E-150

Цена: 81 289 Р.

Зарядные устройства источников бесперебойного питания

Источники бесперебойного питания (UPS) — Схемотехника

Самой главной функцией, выполняемой источником бесперебойного питания, является функция обеспечения электроэнергией подключенной к нему нагрузки в момент пропадания сетевого питающего напряжения. Как известно, для этих целей в состав любого UPS входит аккумуляторная батарея и инвертор, обеспечивающий преобразование постоянного тока аккумулятора в переменный ток, требующийся для питания нагрузки. Эти компоненты, безусловно, являются важнейшими в составе любого UPS, но и еще без одного элемента невозможно представить себе ни один источник бесперебойного питания. Это – зарядное устройство, на которое, кстати сказать, приходится достаточно высокий процент от всех отказов UPS.

Основной функцией зарядного устройства, входящего в состав UPS, является обеспечение зарядки аккумуляторной батареи и дальнейшее поддержание этого заряда на соответствующем уровне. Функционирование зарядного устройства, т.е. подзарядка аккумулятора осуществляется в те периоды времени, когда на входе UPS имеется сетевое питающее напряжение. Конечно же, схемотехника и основные характеристики зарядного устройства определяется целым рядом параметров:

— типом (классом, топологией) источника бесперебойного питания (интерактивный, резервный, феррорезонансный, On-Line и т.п.);

— выходной мощностью UPS;

— количеством аккумуляторных батарей в составе UPS;

— типом используемых аккумуляторных батарей;

— ценой UPS;

— предпочтениями разработчиков.

Именно многообразие факторов, влияющих на выбор топологии зарядного устройства, привело к тому, что в современных источниках бесперебойного питания мы встретим несколько, совершенно различных, вариантов схемотехники зарядных устройств.

Попытка классифицировать зарядные устройства привела к тому, что мы предлагаем выделить следующие базовые варианты схемотехники зарядных устройств:

— линейные регуляторы напряжения и тока;

— импульсные DC-DC-преобразователи напряжения;

— импульсные однотактные источники напряжения;

— двухтактная мостовая выпрямительная схема, совмещенная с инвертором.

Мы не претендуем на полноту предложенной классификации, но дальнейший наш обзор призван показать на реальных примерах, что выделенные нами варианты схемотехники используются в подавляющем большинстве современных источников бесперебойного питания.

Прежде чем переходить к обзору схемотехнических особенностей различных вариантов зарядных устройств, скажем о том, что величина зарядного напряжения аккумуляторных батарей, т.е. величина выходного напряжения зарядного устройства зависит, в первую очередь, от количества аккумуляторов в составе UPS. Эта зависимость отражена в табл.1.

Таблица 1. Зависимость величины зарядного напряжения от количества батарей

Работоспособность зарядного устройства и правильность формирования им напряжения, заряжающего аккумуляторы, можно проверить следующим образом:

1. Подключить UPS к сети переменного тока с номинальным значением напряжения (230В).

2. Открыть крышку, закрывающую аккумуляторные батареи и обеспечить свободный доступ к клеммам на батареях, к которым подключены провода (красный провод и черный провод) от основной платы. Подобную процедуру очень легко проделать в устройствах APC Smart-UPS. В других моделях APC и в UPS других производителей придется подумать, как обеспечить доступ к клеммам аккумуляторной батареи.

3. Включить UPS и дождаться окончания процедуры самотестирования UPS, которая может занять 8-15 секунд. После окончания самотестирования, UPS переходит в режим работы от сети (On-Line) о чем обычно сообщает соответствующий индикатор (чаще всего, зеленого цвета).

4. Отсоединить от аккумуляторных батарей черный провод затем красный провод.

5. Измерите напряжение постоянного тока между черным и красным проводом.

6. Измеренное напряжение и является зарядным напряжением аккумуляторной батареи, формируемым зарядным устройством. Значение этого напряжения зависит о модели UPS и от количества аккумуляторных батарей, используемых в этой модели. Типовые значения этого напряжения представлены в табл.1. Но здесь нужно иметь в виду, что некоторые дешевые и примитивные модели источников бесперебойного питания могут выключаться при отсоединении аккумуляторной батареи.

7. Если измеренное напряжение не находится в заданном диапазоне, то это говорит о неисправности основной платы UPS, и в частности – о неисправности схемы заряда аккумуляторов.

Кроме количества аккумуляторов, на величину зарядного напряжения и зарядного тока могут влиять еще и такие факторы, как:

— окружающая температура;

— метод заряда аккумулятора.

Напряжение на элементе свинцово-кислотной батареи составляет 2.2 В. Среди всех типов аккумуляторов, свинцово-кислотные отличаются наименьшей энергетической плотностью. В них отсутствует «эффект памяти». Их продолжительный заряд не станет причиной выхода батареи из строя.

Для алгоритма заряда свинцово-кислотных батарей более критичным является ограничение напряжения, чем ограничение тока заряда. Время заряда герметичных свинцово-кислотных батарей составляет 12 – 16 часов. Если увеличить ток и применить методы многоступенчатого заряда, его можно сократить до 10 ч и менее. Но в большинстве моделей UPS на такие усложнения не идут, предпочитая использовать более простые схемы заряда аккумуляторов.

По своему назначению, свинцово-кислотные батареи, как, впрочем, и другие типы аккумуляторов (например, никель-кадмиевые), можно разделить на две большие группы:

1) Батареи циклического применения, т.е. батареи, используемые как основной источник питания и для которых характерны повторяющиеся циклы заряд/разряд.

2) Батареи, работающие в буферном режиме, используемые в резервных источниках питания.

Соответственно этому делению различаются и возможные методы заряда аккумуляторов. Для батарей циклического применения используются методы заряда при постоянном напряжении заряда и при постоянных значениях напряжения и тока заряда. Для буферных батарей используется метод двухступенчатого заряда:

— во-первых, метод заряда при постоянном напряжении заряда;

— во-вторых, метод компенсирующего заряда (струйная или капельная подзарядка).

Для заряда буферных батарей возможно использование в качестве самостоятельных, методов, входящих в состав двухступечатого заряда, т.е. они могут заряжаться, как постоянным напряжением, так и методом компенсирующего заряда.

Для лучшего понимания схем зарядных устройств, разберем основные методы заряда свинцово-кислотных батарей, используемые в источниках бесперебойного питания.

Метод заряда при постоянном напряжении заряда

При таком методе заряда к выводам батареи прикладывается постоянное напряжение из расчета 2.45 В на элемент при температуре воздуха 20 – 25 °С, т.е. к батарее с 6-ю элементами (12-вольтовые аккумуляторы) в этом случае должно прикладываться напряжение 14.7В. Но это в теории, на практике же все обстоит несколько иначе. Величина этого напряжения может незначительно отличаться для различных типов батарей от разных производителей. В технической документации на аккумуляторные батареи четко указывают значение напряжения заряда и информацию по его поправкам для тех случаев, когда температура окружающей среды отличается от нормальной (25°С). Необходимо отметить, что в реальных устройствах это напряжение тоже может незначительно отличаться, в зависимости от того, какой режим заряда батареи решил использовать производитель UPS. В сервисной документации на UPS должна быть представлена информация о величине зарядного напряжения для каждой конкретной модели источника бесперебойного питания. Подобные данные для UPS такого производителя, как APC представлены в табл.2. А вот что же должно быть в источниках других моделей и других брендов, к сожалению, можно выяснить лишь опытным путем, работая с абсолютно исправными устройствами.

Таблица 2. Величина зарядного напряжения некоторых моделей ИБП компании APC

Заряд считается завершенным, если ток заряда остается неизменным в течение трех часов. Если не осуществлять контроль за постоянством напряжения на батарее, может наступить ее перезаряд. В результате электролиза, из-за того, что негативные пластины перестают активно поглощать кислород, вода электролита начинает разлагаться на кислород и водород, испаряясь из батареи. Уровень электролита в батарее снижается, что приводит к ухудшению протекания в ней химических реакций, и ее емкость будет уменьшаться, а срок службы – сокращаться. Поэтому заряд таким методом должен протекать при обязательном контроле напряжения и времени заряда, что позволит увеличить срок службы батареи.

На этот метод заряда следует обратить внимание, как на самый простой. Ранее в отечественной литературе при заряде негерметичных свинцово-кислотных батарей считалось нормой производить их заряд начальным током, равным 0.1С в течение 8 – 12 часов при напряжении заряда из расчета 2.4 В на элемент батареи.

На рис.1 в качестве примера показаны характеристики заряда 12-вольтовых свинцово-кислотных батарей, разряженных на 50 % и 100 %. Степень разряда определяется напряжением конца разряда на батарее.

Как зарядить бесперебойник для компьютера или для другого оборудования после покупки:

• Подключите ИБП к сети, не подключая нагрузку. Первая зарядка ИБП потребует больше времени, чем последующие процедуры обычной штатной подзарядки. Оставьте бесперебойник включенным в сеть на сутки – 24 часа.
• Зарядка будет производиться при питании ИБП от сети вне зависимости от того, включено ли устройство.
• Зимой перед тем, как зарядить бесперебойник, после занесения его с холода желательно оставить его в теплой комнате на несколько часов, чтобы он согрелся.

После первого цикла подзарядки стоит включить нагрузку для первого разряда батареи. Предпочтительна статичная нагрузка с постоянной, не «прыгающей» мощностью. После подобного полного разряда стоит снова полностью произвести цикл зарядки-разрядки батареи. Снова полностью зарядите аккумулятор ИБП – и после этого он будет откалиброван и готов защищать вашу технику от скачков напряжения в сети.

Поведение аккумуляторов при заряде

Мы описали идеальный процесс в случае, когда аккумулятор более-менее исправен. Однако, чаще всего, так не бывает. У аккумулятора в процессе эксплуатации возрастает внутреннее сопротивление и уменьшается емкость.

Аккумулятор с аномально возросшим внутренним сопротивлением не сможет работать в ИБП, хотя и может заряжаться до необходимого напряжения.

Возрастание сопротивление обусловлено, скорее всего, деградация поверхности пластин и изменением их химического состава, поэтому процесс восстановления аккумулятора — это, в известном смысле, лотерея. С другой стороны, и «безнадежный» аккумулятор имеет шансы на восстановление.

В моей практике были случаи, когда севшие до 0,5 — 1 В аккумуляторы, простоявшие много месяцев, удавалось зарядить до рабочего состояния. Этому, по всей вероятности, способствовала дистиллированная вода, изменившая химическую среду внутри аккумулятора.

В случаях сильно разряженного аккумулятора начальный ток заряда может составлять величину несколько миллиампер. По динамике роста зарядного тока можно сделать предварительный прогноз и перспективы восстановления аккумулятора.

Если он в течение нескольких часов вырос до 0,5 – 0,7 А — перспективы хорошие. Если ток вырос до нескольких единиц или десятков мА, и дальше не растет – шансов на восстановление немного. Однако и в этом случае стоит побороться.

После нескольких часов заряда нужен разряд. Хорошо использовать для этого автомобильную лампу мощностью 40-80 Вт.

После нескольких минут разряда следует поставить аккумулятор на зарядку и проконтролировать ток заряда. Если он возрос от первоначального назначения и продолжает расти — это хороший признак. Можно сделать два-три цикла заряд-разряд, контролируя ток заряда и напряжение на аккумуляторе. Длительность заряда может иметь величину 1-2-4 часа, разряд 5 — 10 минут.

Если аккумулятор берет заряд и заряжается, следует нагрузить его автомобильной лампой и посмотреть на ее свечение. По яркости и длительность лампы можно сделать предварительный вывод о состоянии аккумулятора.

Если при подключении лампы напряжение на его клеммах заметно проседает (и лампа светится не в полный накал) — это говорит о повышенном внутреннем сопротивлении аккумулятора.

В этом случае, использовать его в ИБП невозможно.

Я пытался уменьшить внутреннее сопротивление аккумуляторов, доливая дополнительное количество (2- 3 мл в каждую банку) дистиллированной воды. Но ни в одном случае попытка не увенчалась успехом. Правда, я не контролировал величину этого сопротивления. Но вывод сделал такой — если аккумулятор не может нормально работать в ИБП, доливка дополнительного объема дистиллированной воды положения не спасает.

Могут иметь место случаи, когда повышенное внутреннее сопротивление в одной банке. Был случай, когда после нескольких минут разряда лампой внешняя поверхность аккумулятора нагревалась локально в определённом месте. В банке, где была внешняя клемма аккумулятора.

Доливка воды именно в эту банку положения также не спасла.

Основные правила зарядки свинцово-кислотных батарей

Чтобы знать, как зарядить ИБП правильно, достаточно владеть всего двумя правилами заряда свинцово-кислотных батарей:

1. Начальный ток подзарядки по своему номиналу в Амперах не должен быть больше 3-30% от ёмкости самого аккумулятора в Ампер-часах.
2. Убедитесь, что напряжение в устройстве подзарядки соответствует характеристикам вашего аккумулятора.

Чтобы дорогостоящая батарея бесперебойника прослужила свой максимальный срок эксплуатации без сбоев и потери эффективности, ток подзарядки должен быть чуть меньше рекомендуемого.

Сколько заряжать бесперебойник, вы сможете рассчитать самостоятельно. Для этого поделите ёмкость аккумулятора в Ампер-часах на силу тока в зарядном устройстве в Амперах.

Как часто заряжать батарею ИБП?

С какой периодичностью и чем заряжать аккумуляторные батареи для ИБП, чтобы он прослужил максимально долго? Самый длительный допустимый срок службы источника бесперебойного питания достижим в случае, если зарядка АКБ бесперебойника осуществляется непрерывно от одного зарядного устройства с одним и тем же напряжением: либо постоянным, либо напряжением «плавающего» типа. Срок простого хранения обычно оказывается меньше, чем фактический срок постоянно эксплуатируемой и подзаряжаемой батареи. Поэтому не стоит бояться преждевременного износа батареи ИБП из-за частой зарядки. Наоборот, некоторые естественные процессы износа и старения устройств замедляются и приостанавливаются благодаря постоянной подзарядке аккумулятора.

При покупке источников питания в специализированных компаниях сотрудники подробно объяснят, как заряжать ИБП, каковы условия эксплуатации и другие специфические особенности оборудования. Соблюдая рекомендации профессионалов, вы обезопасите свою технику от преждевременного износа и поломок, а себя – от чрезмерных трат на ремонт и замену элементов в оборудовании.

Как заряжать аккумулятор для ИБП 12v: обязательные для выполнения условия

• начинать пополнение свинцово-кислотной батареи нужно с величины тока, не превосходящей 30% от емкости батареи;
• напряжение на выходе устройства зарядки должно быть соотносимым со входным его показателем питательного элемента;
• размер тока полезнее устанавливать на чуть меньшее значение, чем назначенное, это сделает работу устройства бессбойной, долгой;
• длительность процедуры заряда рассчитывается делением емкости АКБ в амперчасах на величину тока ЗУ в амперах.

Срок эффективной работы элемента питания бесперебойного прибора напрямую зависит от качественности, правильности его зарядки. Предлагается использовать одно и то же зарядное устройство, одинаковые величины и характеристики напряжения. Сам процесс зарядки не должен прерываться до полного заполнения батареи. В состоянии покоя питательный элемент будет терять свои действенные качества, гораздо полезнее будет постоянно его эксплуатировать. Слишком частая зарядка не ведет к досрочному износу, наоборот — естественное старение наступит с задержкой при таком ритме использования.

Как проверить работоспособность аккумуляторов ИБП «Штиль»?

Российский производитель систем электропитания «Штиль» выпускает широкий модельный ряд источников бесперебойного питания топологии онлайн. Все устройства обладают функционалом, который позволяет проводить автоматическую проверку работы системы электропитания, включая аккумуляторные батареи.

Большинство бесперебойников бренда «Штиль» имеют ЖК-дисплей, на котором в режиме реального времени отображаются основные параметры работы АБ:

• уровень заряда;
• напряжение;
• температура батареи необходимы опциональные плата и термодатчик);
• оставшееся время автономии при текущей нагрузке (в момент работы от батарей);
• время последней работы в автономном режиме.

В моделях ИБП без ЖК-дисплея контролировать состояние батареи можно с помощью светодиодной индикации или удаленно через карту мониторинга (не входит в комплект поставки и приобретается отдельно).

Кроме этого, устройства способны выполнять три вида тестирования аккумуляторов, которые можно запустить через панель управления:

О том, как запустить тест аккумуляторов у ИБП «Штиль» подробно написано в РЭ к каждой конкретной модели.

На видео показано, как запускается тест аккумуляторов на дисплее ИБП серии STR.

Обратите внимание!
Источник питания тестирует АБ в скрытом режиме и при обнаружении неисправности выдаёт на дисплее сообщение об аварийном состоянии.

Как вам статья?