バッテリーを充電しながら機器を使用する方法
ある装置を外部バッテリーを充電しながら使用したいと思っています。
具体的には普段は電源を使用して、停電時などには自動的に外部バッテリー駆動にしたいです。
そこで、図のようにバッテリーを並列で使用した場合、危ないでしょうか？充電回路など一切通さず、文字通りそのまま充電する場合です。
電源装置の出力は13.8Vで5A程度です。
何か機器を通したほうがいい場合、そのような商品も教えていただければ幸いです。
難しく考えなくても大丈夫です、利用が鉛蓄電池であること
を条件にお話いたします、
鉛蓄電池にもそれぞれの用途により特性が改善されて、
使って減ったら、充電して回復させて使う方法で、その
バッテリは、老人の補助車、ゴルフのカート、バッテリ
リフト、などに使われています、
補充電を常にしておいて、状態を保ち、使ったらすぐ充電
開始して、次の利用とかに待機するもの、すなわち普通の
自動車に搭載されるものがあります、また特性を改善して
電算機などの停電時の補償用に常に補充電で万一の時の待機
をして、停電時にはすぐさま切り替え対応するものがあり
ます。
すなわち、ご質問の利用方法としては、前者の「サイクル
利用」ではなく後者の「スタンバイ利用」に該当します、
それでは、自動車用バッテリを使って、自動車と同じ
トリクル「フローティング」にすれば良いのでは、と思い
ますが、適正と不適正の問題があり、自動車用バッテリは
始動の時の数100A以上の大電流放電とその短時間復活に性能
の重視が置かれて設計していますので、人間で言えば、
短距離走に強く、長距離走はバテるという欠点があります、
それでは、老人の補助車に使われるヤツが、長距離走に向く
のかと言えば、それはそれで正しいのですが、常に補充電を
して待機するように作られていないので、トリクルで充電を
続ければ、過充電状態が続きバッテリが短命になります、
よって、バッテリの中でも「非常用電源装置用、非常放送
補助用」など、微弱充電に適して、放電時間が長く使える
品種があります、これを購入して、仕様書に記されている電圧
で、微弱充電をして万一に備えてください、
質問者さまの図面の系統図で、まず用意される13.8Vの電源が
利用される装置と、停電補償用のバッテリのトリクルの充電の
容量以上のものかご確認ください、
それが用意できましたら、13.8Vの電源から、アイソレーター
「分岐器」を使い逆流を防いでください、「大きなダイオード
2本用意すれば実現できます」一方通行にして、片側は利用
される装置、もう片側はバッテリの補充電に使います、
100Vの検出に使う、AC100Vのリレーを用意してください、これを
停電の検出に使います、「電源装置の出力を検出しても良いの
ですが、内部の平滑コンデンサの影響でタイムラグが発生します」
配線は、コンセントに差し込んだAC100Vのリレーが動作している時
にリレーの接点スイッチが離れた状態、コンセントを抜いた時に、
リレーの接点スイッチがつながった状態にします、
それをバッテリーの＋側から利用機器の＋へつなげます、
すなわち、利用される機器には2系統の＋の線が接続されます、
一つは電源器からダイオードを経由した線
もう一つはバッテリから停電検出リレーの接点を経由した線、
それでよろしいです、
＊動作の説明、
停電をしない普段時には、電源器から、利用機器とバッテリに
電気を分岐そして、それぞれ交わらないようにそれぞれが一方通行
で電気を得ます、そしてバッテリは待機をします、
停電をすれば、電源器の供給はストップ、したがってバッテリ充電
も、電源器から利用機器への給電もストップします、しかし、検出用
リレーが動作して、バッテリと機器の間が接続しますので、機器は
バッテリの電圧で動作します、
停電復帰後は、最初の状態に自動で戻ります、
追伸ですが、
電源器にはもちろん、サーキットブレーカー、あるいはヒューズが
ついている物とは思いますが、
バッテリ周辺には必ずヒューズおよび「リボン状の短絡保護をする
専用線、車両電装屋にあるもの」などを備えて、電気火災を防止
してください、バッテリはそのパワフルな面が裏目に出て、短絡して
もバテることなく電気を流すので、電線が真っ赤に発熱して、
煙ボーボーになって、死にそうになります、
また、万一に備え、
ヒューズは正側も負側も二つ取り付けるのが安全です。
装置の使用電流情報が不足ですが・・・
＞危険ですか？
の質問には、一般的な電気の安全策はあるとして（ショートなどの）
・負荷は普通の使い方
・バッテリーを定電圧で充電するのも普通の方法
（ただし、バッテリー電圧が低すぎる状態で充電開始すると大電流が流れる）
・電源を切っても、電源の出力が切れない電源の場合は、電源の電圧計やランプが点灯します。
バッテリー消費が気にならなければ、それでもOKです。
私は、２年以上、この使い方をしてます。電源のメーターとLEDが、常時、通電状態です。
特に、危険な状態にはなってませんが、電源内の部品の劣化は気になります。
（電解コンデンサ、LED、電圧計）
どうせいい加減な充電器だろうから過充電でバッテリーの寿命が短くなるか過放電で充電電流が増大し充電器が焼損するかアイソレーションが悪くて装置に漏電電流が流れ装置が壊れるか大部分はバッテリーで吸収されるだろうが場合によっては充電器のノイズで装置がうまく動作してくれなかったりバッテリーだけが外れた場合いい加減な充電器の出力が直接装置に加わることになるから装置が故障し兼ねないので現時点ではその接続での運用はやめた方がいいと思う。
ではどうすればいいのかは充電器、バッテリー、装置、運用形態等の詳細な情報から判断しなければならないので大きな事故になりかねない電源回路であるからそう簡単な話ではない。
１）まずこの回路だと装置の前のところでプラスとマイナスがショートするとバッテリーと配線が炎上します。
バッテリーを保護するものが何もないですから。バッテリーの周りにまずはヒューズが必要です。
http://www1.bbiq.jp/five-nine/ham/floating.html
２）バッテリーに１３．８Ｖつないでも満充電にはならない。またバッテリーが非常に消耗している場合には充電電流が大きくなりすぎる可能性が高い。
http://www.geocities.jp/fkmtf928/Report_BATT_charge.html
３）あと、電源は出力から電圧を逆にかけると壊れるものがあります。これは大容量ダイオードで前の方が書いているように対処。
２）ためにを通したほうがいい機器は…どうしても一点ものになっちゃいますね。
電源が復旧したらバッテリーを取り外して充電器にかけるのが一番簡単です。
極性を間違えない様に接続すればこれでよいですがただこれではバッテリーが過充電に成りバッテリーを破壊しますね。
従って電源の１３．８ボルトが遮断された時にバッテリーに切り替わる装置が必要ですね。
ほかの機器と有りますが無停電電源として市販されて居ますがそれではいけませんか。
こういう使い方もあります。
ただし停電時にバッテリから電源装置への逆流を防ぐためのシリコンダイオード（100V 10A 程度）を入れるべきです。
また、充電初期など、電源装置の出力電流が5Aを超えた場合に電源装置の保護回路が働くでしょうか？（定電流特性に移行する保護が良い）
保護回路の無い電源装置はこの使い方に向きません。
0 件のコメント:
コメントを投稿