Bu yazının sonunda, yetersiz seviyede güç kaynağı ile 12Voltluk akümülatör şarj etmenizi mümkün kılacak bir devre sunacağım.
Youtube'da hep, benimki ile aynı ya da benzer başlıklarla 12V kaynak ile akü şarj eden kişilere rastlayabilirsiniz. Kimisi hurdadan bulduğu eski bir cep telefonu adaptörü ile, kimisi büyükçe bir transformatör ile, akü doldurmaya çalışıyor...
Başarılı olduklarını zannederken aslında sadece geçici bir çözüm ürettiklerinin, birden fazla noktada da hata yaptıklarının gerçekten farkında değiller. Bu videolardaki anlatımların çoğunluğunu hep "dayılar" yapıyor(asla aşağılamıyorum, işin ehli olmayan, cahil anlamında kullandım). Türkçe berbat, anlatım berbat, birçoğunun ne anlattığı belli değil, çoğu da teknik izahı yanlış yapıyor. Altta bir sürü teşekkür mesajları, pohpohlamalar, "bende ondan değil şundan var olur mu?" diye danışanlar... Allah'ım sen bizleri koru!
Bir motosiket ya da otomobilin akümülatörü 12V nominal gerilime sahiptir. Nominal gerilim demek, işi standartlaştırmak için yazılmış, doğruyu değil, kabul görmüş bir ortalama değeri ifade etmek için seçilmiş rakam demektir. Akü, hiçbir zaman bu değerde sabit kalmaz. Kullandıkça eksilir, şarj edildikçe artar.
Bir akümülatörü tam şarj etmek için, kutuplarından okuduğunuz gerimin, eğer o akü jel akü(lead-gel battery) ise 14,4Volt; sulu akü (lead-acid battery) ise 15,6Volt değerine ulaşana kadar güç uygulamanız gereklidir. Bu değerleri yakalayan bir akümülatör, "DOLDU!" demektir ve şarj akımının derhal kesilmesi gereklidir. Eğer kesilmezse bu değer hızla yükselmeye başlar. Şarj grafiğinde "tırmanma eğrisi" dikleşir. Voltajın böyle artması, akü elektrolitinin daha hızlı gaz çıkarmasına neden olarak "kaynama" dediğimiz durum gerçekleşir. Ortaya çıkan gaz, akü odacıkları içerisinde birikerek patlama riski doğurur. Akü kapaklarındaki hava tahliye ventilleri bu gaz tahliyesini karşılayamayabilir. Akünün ömrü de kısalır.
Bir diğer önemli konu, akümülatörü şarj edecek güç kaynağının "şarj akımının sınırlandırılması" zorunluluğudur. Bu, akümülatörün kapasitesine göre yapılır. Örnek olarak, 12V - 60Ah otomobil aküsünü 4Amper ila 6 Amper aralığında şarj etmeniz gerekir.
Aküyü beslediğiniz kaynağın akımını sınırlamazsanız, örneğin bu bir transformatör ise, aşırı yüklenmeden dolayı sargılarını yakabilirsiniz. Ayrıca aküye de zarar verirsiniz. İnternet ortamındaki paylaşımlarda bu hata malesef yapılıyor.
Özetle, "bir adaptörü alır aküye bağlar doldururum" diyemezsiniz!
Yukarıda okuduklarınızdan şunu anlamalısınız: 12Voltluk bir aküyü şarj etmek için, en azından 16Volt'luk bir gerilim kaynağına ihtiyacınız var. Akımı da şarj akımı seviyesinde sınırlamalısınız.
Peki, youtuber'ların yaptığı gibi, 12Volt çıkışa sahip bir transformatörün sekonderine doğrultucu ve kondansatör bağlayıp direkt akü beslemek istersek ne olur?
Transformatörün çıkışındaki 12Voltluk Alternatif akım, doğrultma köprüsündeki diyotlardan geçerken, tipine göre, diyotun ileri gerilimi (Vf: Forward Voltage) kadar düşüme uğrar. Tek bir yönde iki tane diyot üzerinden geçeceğini ve akü şarjı için yüksek amperli köprü kuracağımızı varsayarsak, bu düşüm değer ortalama;
2 x 1,2Volt = 2,4Volt olur. Geriye kaldı mı, 12V - 2,4V = 9,6Volt?
9,6Volt ile, 14,4Volt seviyesine kadar doldurulması gereken bir aküyü nasıl şarj etmeyi düşünüyorsunuz? Bu akünün "Bitti" seviyesi zaten 10,5Volt'tur. Bu seviyede bir akü taban seviyeye düşmüştür ve kullanılmamalı, derhal şarja verilmelidir. Şu halde güç kaynağının neden yüksek seçilmesi gerektiğini anladınız mı?
Devam ediyoruz. Trafo sekonderinden elde edilen AC'nin diyot köprüsünden geçerek düşüme uğramasını bir kenara koyuyoruz. İlgili formül üzerinden devam edeceğiz. Alternatif Akımı doğrultup, filtrelemek için çıkışına kondansatör bağlarsanız, çıkıştan trafo geriliminin çok üstünde bir gerilim okursunuz. Nedenine değinmeden hemen hesaplayalım:
12V x 1,41 = 16,9...17Volt yapıyor. Ama dikkatinizi çekerim, bu değeri, çıkışta yük yokken görüyoruz. Ayrıca diyot düşümlerinin önemi birazdan ortaya çıkacak.
Akü, bir güç kaynağına bağlandığında, iç direnci çok düşük bir yüktür. Dolayısıyla kendisine bağlanan güç kaynağının çıkış voltajı değerini, o an akü kaç volttaysa o değere bastırır. Şarj olurken de, küçük iç dirence sahip olduğundan, güç kaynağının gerçek çıkış değerine (diyot düşümlerinden arta kalan) ulaştığında şarj durur. Dolayısıyla akü aslında tam olarak şarj olamaz...Belki bir-iki kez marş yapabilecek kadar canlandırırsınız, ama o akü hala şarj isteyen bir aküdür...
Çıkışı yüklüyken de, yüksüzken de 12V veren adaptör de bağlasanız, akünün "DOLDU" seviyesi 14,4Volt olduğundan, asla tam şarj edememiş olursunuz.
Bir aküyü 14,4Volt'a eriştirdiğinizde, akımı kesmelisiniz. Akımı kestikten sonra akü kutupları ölçüldüğünde bu rakamın yavaş yavaş düştüğü görülür. Bu, normaldir. 13,5 ila 13,7 Volt seviyesinde durur. İşte şimdi akünüz tam doldu. Bir aküyü oluşturan her hücre, 2,25Volt gerilim üretir. 12Voltluk bir aküde 6 hücre seri bağlıdır.
2,25V x 6 = 13,5Volt.
Akünün nominal geriliminden bahsettiğimi hatırlayın. 12Volt, akünün doluyken olması gereken seviye değildir. Tam doluykenki gerilimi ile boşken ki geriliminin ortalamasıdır. Bitti seviyesi 10,5Volt, Doldu seviyesi 13,5Volt olduğuna göre:
13,5Volt + 10,5Volt = 24Volt. Ortalaması için bölün 2'ye? 12Volt ! Şimdi anladınız mı?
Pekala... Teknik anlatım sıkıcı gelebilir ama o amcalardan yalan yanlış şeyler öğrenen insanları kurtarmanın tek yolu, anlaşılabilir teknik detay anlatmaktır.
Şimdi gelelim devremize...
Deminden beridir, 12V ile akü dolmaz, olmaz deyip dururken, şimdi de sizinle dalga geçer gibi, 12V kaynağınız varsa akünüzü şarj edebilirsiniz diyorum!😁 Evet evet, şarj edebilirsiniz. Ama bir şartla; gerilimi bir PWM kaynağı ile yükseltirsek, çıkışa bağlayacağımız, en azından UPS aküsü, Motosiklet aküsünü yavaş yavaş şarj edebiliriz. 12Voltluk bir DC gerilim kaynağını devremize gireceğiz, Devremiz 12Voltu yükseltecek, akümüzü şarj edecek...
Soldaki resimde gördüğünüz devreleri çizen kişi, Talkingelectronics dergisinin ve internet sitesinin sahibi Colin Mitchell'dir. Bu iki devreyi aslında bataryaların "tampon şarj" işlemine bırakılması amacıyla kurmuştur. Ancak, eğer çok acele değilse, akülerin dolana kadar şarj edilmelerini sağlayabilir. Altta görülen devre daha basit bir yapıya sahipse de, akım desteği 150mA ile sınırlı olduğundan şu anda yukarıdaki devreyi inceliyoruz. Devrede görülen NE555 entegresi, pwm denilen, gerekli salınımı üretecektir. Bu slınım, 3'nolu pinden elde edilir ve iki yönlüdür, yani AC biçimindedir. 3no'lu pine bağlanmış iki adet darlington transistörler, AB sınıfı amplifikatörleri çağrıştırmaktadırlar, bunlar da push-pull olayının gerçekleşmesi için gereklidirler. Hemen aküye yakın bölgedeki diyotlar ve 2200u kondansatörün oluşturduğu yapıya da "şarj pompası" denir. Bir diğer adı gerilim katlayıcı, eski televizyon tamircileri buna "dubleks devresi" de demektedir. Amacı, kendisine AC şeklinde akım uygulandığında gerilimi arttırmaktır. Bu, akünün şarjı için gereken gerilim seviyesini elde etmek için gerekli bir işlemdir. Şarj akımını ayarlayan faktör, 2200uF değerindeki kondansatördür. Bu kondansatörün değerinin küçülmesi, akımı da düşürürken büyümesi ise akımı yükseltir. Dikkat ederseniz alttaki ikinci devredeki kondansatör 100uF değerine sahip ve alttaki notta bu devrenin 150mA akım sağlayabileceği yazıyor, işte bu nedenle, daha fazla akım desteği açısından yukarıdaki devreyi tercih ediyoruz. Şarj için gerekli adaptörün sunabileceği akım yeteri kadar yüksekse, mesela 5Amper, 10Amper destekliyorsa, bu devre ile araç aküsü dahi şarj edilebilir. Ancak, sıradan, daha düşük amperli adaptörler tercih edilirse, mesela 12V uydu adaptörü cinsinden adaptörlerle ancak UPS aküsü ve motosiklet aküleri şarj edilebilmektedir.
Devrenin PCB'sini çizdim. Böylelikle isterseniz indirip yapabilirsiniz.
Devre kartındaki BD6XX transistörleri için yeterli soğutucu boşluğu oluşturmadığımı maalesef çok geç farkttim. En azından TO-126 kılıf için minimal soğutuculardan takmanız gerekir. Devre kesinlikle çalışacaktır. Ancak giriş gerilimi, teorik olarak ikiye katlanmış görünse de, gerçekte o kadar çıkmaz ve şarj akımı da gerilim katlandığı için düşer. Kondansatörün akımı sınırlama faktörünü de düşünürseniz, akünüz biraz yavaş dolacaktır. Ama neticede tam dolacaktır.
Böylelikle elinizdeki 12V kaynakla akü şarj eden bir devre kurmuş oluyoruz. Devremizin otomatik kesme özelliği yoktur; ancak zaten düşük akımla uzun sürede dolduracağınız için, ihmal etseniz bile akü zarar görmeyecek, tampon şarjda bekler gibi sağlıklı şekilde beslenecektir.
Bir yazımın dah sonuna gelirken, baskı için gerekli gerber dosyalarını indirmeniz için aşağıdaki linke ekliyor, ve iyi çalışmalar diliyorum.
Hoşçakalın.
Yorumlar
Yorum Gönder