Чем заряжать 12 вольтовый аккумулятор бесперебойника
Как правильно зарядить аккумулятор от бесперебойника
Многие пользователи источников бесперебойного питания со временем начинают проявлять интерес к тому, как правильно должна проходить зарядка аккумулятора от ИБП. Есть определенные правила, которых нужно придерживаться в процессе эксплуатации устройства поддержки, чтобы не мешать естественному ходу химических реакций, происходящему во встроенной емкости хранения тока. Если их нарушить, то батарея достаточно быстро начинает деградировать, терять вместимость, а в крайних случаях может и вовсе выйти из строя. Соответственно и применять ИБП с поврежденной батареей для питания компьютера пользователя, его бытовой техники или иных ниш, требующих поступления нормализованного тока — бессмысленно.
Первый запуск
Бесперебойник и его аккумулятор:
Приобретая новый ИБП, или начиная пользоваться старым после долгого простоя, необходимо вначале полностью зарядить внутренний аккумулятор ИБП. Здесь можно понадеяться на электронику бесперебойника или воспользоваться сторонним зарядным устройством. Разберем вначале первый случай. Тут все просто. Достаточно до момента начала рабочей эксплуатации бесперебойника подключить его с вставленной батареей на сутки к сети питания, без нагрузки. За названый период времени АКБ будет полностью заряжен.
В идеале, на исходе суток отсоединить аккумулятор, и проверить напряжение на его клеммах мультиметром или вольтметром. Оно должно находиться в пределах, указанных в информации, нанесенной на корпусе емкости в графе «StandBy use» или «Floating use». Возможно, протестированное значение будет и выше. Если же напряжение на контактах ниже, то стоит проверить сам ИБП — дает ли он ток согласно норме. Для этого подключают бесперебойник к сети и замеряют характеристики на его клеммах. Полученные значения должны быть аналогичны указанным на аккумуляторе в разделе «Cycle use».
Этикетка устройства с технической информацией:
В том случае, если для первоначального заполнения АКБ источника бесперебойного питания используется стороннее зарядное устройство, то периодическая проверка текущего уровня тока обязательна. Да и само зарядное устройство должно обладать характеристиками, позволяющими ему работать с аккумулятором ИБП. К примеру, вольтаж должен лежать в пределах «Cycle use», а сила тока соответствовать 1/10 всей емкости, указанной на корпусе накопителя, и не превышать «Initial current».
Чем последний метод лучше использования самого бесперебойника — он дает возможность частично уменьшить деградацию. Для этого нужно несколько раз полностью зарядить и опустошить аккумулятор. Разрядка производится слаботочной нагрузкой, подключаемой к накопителю между циклами наполнения. Хорошо подойдет лампа дальнего света фар автомобиля.
После зарядки рекомендуем узнать, как включить бесперебойник правильно, чтобы не сбить настройки.
Две проблемы
Одна из проблем — заряд ниже нормы:
Любой аккумулятор источника бесперебойного питания, как, впрочем, и все аналогичные устройства хранения заряда, подвержен двум проблемам. Первая из которых, конечно же, перезаряд. Когда классический свинцовый АКБ набирает излишки энергии, кислая среда в его составе, представленная смесью воды и серной кислоты, кипит, разрушая испускаемыми газами корпус. Для аккумулятора ИБП жидкости не предусмотрено, вместо нее используется или паста в гелиевых моделях (маркировка GEL на корпусе) или пористые сепараторы из стеклоткани (AMG модели). Тем не менее, перезаряд может привести к тому, что верхние части контактов внутри самого устройства перестанут быть закрыты кислотным составом, что приведет к их электрическому замыканию и выходу емкости хранения из строя. Кроме того, даже если не произойдет оголения, вместимость АКБ по току все равно снизится. Причиной здесь станут маленькие пузырьки газа, которые не могут покинуть пасту или сепаратор. Они начнут мешать ходу химических реакций, проходящих при накоплении или расходе энергии.
Измерение напряжение на АКБ со снятой крышкой:
Вторая проблема по аналогии обратна первой — слишком сильный разряд аккумулятора. В процессе траты энергии, внутренняя плотность кислой среды у АКБ падает. При зарядке она поднимается. Вот тут и кроется суть проблемы — если она слишком низкая, то химические реакции не идут и наполнить энергией накопитель уже не получится.
В первом случае бесперебойник сам начнет сигнализировать о возникновении проблемы аварийным индикатором или своеобразным писком. Во втором будет отмечаться краткое время поддержки работы оборудования и его периодическое спонтанное отключение.
Диагностика неисправностей
В том случае, когда есть подозрение на перезаряд АКБ, необходимо отсоединить его от источника бесперебойного питания и проверить мультиметром. Характерными признаками станет полное отсутствие напряжения на клеммах. Если прибор не показывает наличие тока, стоит переключить его в режим прозвона. В том случае, если определится короткое замыкание, диагноз становится ясен — это перезаряд.
Тестирование специальным измерителем:
Случай с уменьшением плотности так же продемонстрирует вольтметр. После зарядки аккумулятор будет выдавать значения ниже указанных в «Floating use», «StandBy use» на корпусе устройства. Возможно частичное восстановление функциональности, если провести несколько циклов наполнения, как описано ранее, но это полумера и не факт. Кроме того, есть еще один способ поднять плотность при слишком сильном разряде для AGM АКБ ИБП: снимается верхняя крышка устройства и производится долив банок дистиллированной водой через расположенные под ней пробки. К сожалению, метод не сработает для гелиевых аккумуляторов — пасту таким образом разбавить невозможно.
В тех случаях, когда требуется определить общее состояние аккумулятора, опять же поможет лампа из фары автомобиля. Подключив ее на две минуты к клеммам, наблюдают за свечением. Уменьшение его яркости к концу процедуры — первый признак деградации емкости свыше 50%. То же самое относится к случаю, если у полностью заряженного АКБ напряжение на контактах ниже 12В. Такие аккумуляторы использовать в ИБП для нормальной нагрузки бессмысленно.
Аккумулятор с подключенной лампой:
Хочется отметить, что перед тестом емкости нужно вначале попробовать работоспособность самого источника бесперебойного питания — дает ли он необходимые напряжения. Бывают ситуации, когда причина неисправности находится именно в нем.
Несколько рекомендаций
Крайне нежелательно перегружать источник бесперебойного питания нагрузкой свыше его мощности. В конечном итоге будет оставаться слишком мало энергии для зарядки самого АКБ, что приведет к его выходу из строя. Это один из самых важных аспектов для правильного понимания того, как заряжать ИБП.
В том случае, если ИБП долгое время не используется, нужно периодически доставать его, проверять напряжение на аккумуляторе и контролировать, чтобы характеристики батареи не уходили ниже указанных в «StandBy use» на корпусе. При необходимости производить подзарядку. Опять же, помещение в котором находится ИБП, долгое время не должно охлаждаться ниже 5 °С. Замерзание электролита весьма отрицательно скажется на характеристиках аккумулятора. Ну и самое главное, после долгого простоя обязательно вначале полностью зарядить устройство, а уж только потом подключать нагрузку.
Полная проверка аккумуляторов и ИБП:
Все перечисленное даст полное представление о том, как правильно зарядить аккумулятор от бесперебойника, чтобы сохранить его функциональность и не допустить деградации. К сожалению, если не придерживаться рекомендаций и при возникновении проблем, здесь уже станет только один вариант выбора — утилизация и замена батареи. Ремонту они или вовсе не подлежат, или производимые действия будут иметь слишком малый смысл в восстановлении характеристик.
Видео по теме
Как я заряжал аккумуляторы UPS
Вы пользуетесь источником бесперебойного питания, и вам уже приходилось менять там аккумулятор?
И мне приносят бесперебойники с севшими батареями.
Если вы еще не выкинули старый аккумулятор, можно попробовать его восстановить!
У меня получилось реанимировать несколько батарей, и я хочу поделиться с вами процедурой их восстановления.
В моем ИБП работает аккумулятор, который был разряжен до напряжения меньше 1 В и простоял в таком состоянии много месяцев!
Зарядное устройство для аккумуляторов
Для восстановления аккумуляторов используется зарядное устройство, схема которого приведена в статье «Зарядное устройство для аккумуляторов ИБП». Заряд производится постоянным током.
Отметим, что существуют всякие хитрые алгоритмы зарядки и восстановления аккумуляторов.
При этом используется заряд пульсирующим током, периодические циклы заряд-разряд по определенной схеме и тому подобное. Наше устройство простое как апельсин, не использует изощренные алгоритмы, поэтому оно не такое эффективное.
Но и при использовании его получены определённые результаты.
Наше зарядное устройство — это просто регулируемый источник постоянного напряжения. Оно позволяет заряжать кислотные аккумуляторы для ИБП напряжением 12 Вт емкостью 5, 7, 9, 12 ампер-часов.
Можно заряжать сразу два последовательно включенных аккумулятора (при определённых условиях).
При восстановлении аккумулятора надо периодически контролировать зарядный ток и напряжение на клеммах батареи. Поэтому необходимо иметь тестер (ампервольтомметр). Как работать с цифровым тестером, рассказано в соответствующей статье. И еще здесь.
Предварительная подготовка к восстановлению аккумулятора
Первым делом надо залить в аккумулятор небольшое количество дистиллированной воды. Аккумулятор на 12 вольт имеет 6 последовательно соединенных банок, каждая из которых выдает напряжение около 2 В. В каждую банку надо залить по 3 миллилитра дистиллированной воды.
При этом удобно пользоваться медицинским шприцом объемом 10-20 «кубиков» с делениями. Чтобы получить доступ к банкам, надо открыть или общую крышку со стороны клемм или круглые крышечки против каждой банки. Удобно использовать отвертку с тонким узким лезвием.
Необходимо вставить лезвие отвертки в соответствующие углубления и поддеть крышечку. После окончания восстановление ее можно приклеить быстросохнущим клеем «цианопан» или аналогичным.
После того, как крышки сняты, надо снять и резиновые пробки, которыми закрыты отверстия банок.
В процессе зарядки банки следует держать открытыми!
Перед тем, как заливать воду, надо внимательно посмотреть вглубь банок. В некоторых аккумуляторах выход банки закрыт прозрачной пленкой. Если она там есть, надо аккуратно проколоть ее тонким шилом.
Делать это следует осторожно, чтобы не повредить пластины аккумулятора.
При заливке воды не следует вводить иглу шприца слишком глубоко, иначе ее выходное отверстие забьется намазкой с пластин. После того, как и вода залита, следует обождать пару часов, чтобы она распределилась в пространстве банок.
Процесс восстановления аккумулятора
Перед восстановлением аккумулятора следует включить зарядное устройство, не подключая его к клеммам батареи, и выставить с помощью подстроечного резистора напряжение + 14 В. Затем необходимо подключить батарею к зарядному устройству и вновь проконтролировать напряжение на ее клеммах. Оно может измениться как в меньшую, так и в большую сторону.
Отметим, что напряжение на клеммах батареи в процессе заряда не должно превышать + 15 вольт.
Заряжать аккумулятор лучше всего при напряжении 14-14,5 В.
Заряд с превышением напряжения отрицательно скажется на сроке службы и, возможно, на емкости батареи.
Заряд меньшим напряжением менее эффективен, так как аккумулятор будет заряжаться дольше.
Производитель рекомендует заряжать аккумуляторы в щадящем режиме — током в 0,1 от емкости аккумулятора.
Но можно заряжать и бОльшим током. В спецификации на аккумуляторы обычно указывается максимальный ток заряда. Так, на батарею GP 1272 емкостью 7,2 A*h указан максимальный ток заряда 2,16 А. Эту особенность используют умные (SMART) ИБП, которые могут заряжать аккумулятор в форсированном режиме.
Однако злоупотреблять большими токами заряда не следует во избежание уменьшения срока службы аккумулятора. В любом случае, в конце заряда ток должен быть уменьшен.
В процессе заряда зарядный ток уменьшается, а напряжение на аккумуляторе растет. Следует периодически контролировать ток заряда и напряжение на аккумуляторе. Если аккумулятор зарядился до напряжения выше 12,5 В, процесс зарядки с некоторыми оговорками можно считать завершенным.
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.
Резюме по процедуре восстановления аккумуляторов
Итак, мы хотим восстановить аккумулятор. Доливаем в каждую банку по два-три миллилитра дистиллированной воды, ждем час-два и ставим на зарядку. Периодически контролируем ток заряда и напряжение на аккумуляторе.
Сначала заряжаем током не более 0,1 от емкости аккумулятора. Следим, чтобы зарядный ток не превышал максимальных величин для данного аккумулятора, а напряжение на клеммах было не больше 15 В.
После нескольких часов заряда разряжаем автомобильной лампой несколько минут и смотрим на ее свечение (или его отсутствие).
Если после двух-трех циклов «заряд-разряд» состояние аккумулятора заметно не улучшилось, сдаем аккумулятор в утиль.
Напоследок отметим, что хранить аккумуляторы нужно в заряженном состоянии в холодном месте. Больше об аккумуляторах вы можете почитать в этой статье.
Вы, уважаемые читатели можете справедливо рассудить, что смысла возиться с севшими аккумуляторами нет, так как результат непредсказуем. С другой стороны, когда безнадежно больную железку удается привести в рабочее состояние, возникает, как говорил один знаменитый деятель, «чувство глубокого удовлетворения».
Почитав ее, поймете, что ремонт бесперебойников — не такое сложное дело, как вам могло показаться!
Восстановление емкости аккумулятора ИБП
Подавляющее большинство из нас использует такое крайне полезное устройство, как источник бесперебойного питания. Качество питания не везде идеальное, да и просто мельчайшие проблемы с электропитанием иногда могут дорогого стоить. Потери данных это всегда неприятно, а иногда просто таки фатально. Устройство куплено, установлено под стол, подключено и владелец его находится в полной уверенности, что в любом случае при перебое в электропитании он успеет корректно завершить работу, а может быть и сделать бэкап на флешку. Время идет, бесперебойник периодически дает о себе знать — как заправский сторожевой пес он подает голос при малейших отклонениях в параметрах электросети. Хозяин спокоен и все хорошо. Но в один из дней перебой таки случается и в этот раз ИБП не просто подает голос и сразу переключается с батареи на сеть, в этот раз свет выключили на долго. Мы спокойно копируем файлы (ведь в запасе у нас минут 15, не меньше) и тут бесперебойник начинает пищать совсем часто и все выключается. Как так? Ведь бесперебойник же должен был нас защитить от подобных ситуаций, а он только вселял нам ложную уверенность в нашей безопасности! Почему так произошло?
Все дело в аккумуляторных батареях, от которых наш бесперебойник и кормит все наше железо, когда внешняя сеть отключается. Но батареи эти, увы, не вечны, они деградируют, емкость их снижается, а вместе с ней и время автономной работы. Вплоть до нуля. К сожалению процесс, этот, зачастую никем не контролируется, хозяин пребывает в уверенности, что он защищен, а в это время аккумулятор уже не совсем аккумулятор, а так — муляж.
Как быть, что делать и куда бежать?
Почему деградируют аккумуляторы? Причин много. От интенсивного использования наступает сульфатация пластин, от перегрузок осыпается активные вещества и так далее. В ИБП стоит необслуживаемый аккумулятор, но в нем все равно есть электролит и электролит этот на основе воды. Находясь постоянно в буферном режиме, в режиме медленной подзарядки, вода это постепенно испаряется и электролит уже не выполняет своих функций. Батарея приходит в негодность. Как этого можно избежать? Избежать этого можно корректными механизмами зарядки аккумулятора, контролем его характеристик, но все это нам не подвластно — это удел производителей ИБП.
Так случилось, что интернет в моих местах только беспроводной, для его работы на крыше установлена устрашающего вида антенна, а для уменьшения потери сигнала в кабеле его длина минимизирована. Сервер, который раздает потом интернет (еще один сервер и свич) — установлены на чердаке. Для этой небольшой связки нужно бесперебойное питание. Даже без учета потерь данных — бегать загружать сервер при малейшем чихе (а у нас они случаются часто) — удовольствия мало. Бесперебойность должна быть и желательно побольше. Я купил бесперебойник на 1100ВА, не новый (новый стоит дороже чем те сервера) и конечно не надеялся на аккумуляторы — они зачастую поношены. Ну купил и купил. Поставил, все вроде бы как окей. В панели управления ИБП мне бодренько говорили про почти час работы от батарей (нагрузка порядка 70 ВА была). Решил я это проверить. Отключил питание и через две минуты, примерно, все благополучно выключилось. Аккумуляторы «мертвые». Как раз тот случай с ложной защитой. Делать нечего, надо покупать новые батареи. Поставил резервные аккумуляторы (так случилось, что от электровелосипеда есть и они бездействуют), по 12ВА. А дохленькие родные спустил вниз.
На аккумуляторе приклеена крышка, которая закрывает банки. Ее я аккуратно поддел ножом (для ковыряния). Пришлось пройтись по кругу — приклеена она была в нескольких местах.
Под крышкой — банки, накрытые резиновыми колпачками. Колпачки эти, вероятно, нужны для стравливания паров воды, водорода и других вещей, которые могут создавать избыточное давление в банке при работе батареи. Такой себе ниппель, который выпускает газ наружу, но ничего не пропускает внутрь.
Колпачки не приклеены, просто снял их, поддев ножом.
Под колпачками, если заглянуть внутрь банки — ничего интересного. Совершенно. Для заглядывания нужен фонарик.
Взял шприц, набрал в него дистиллированную воду (Главное без грязи. Чтобы все чистенько!) и залил по кубику воды в каждую банку.
Вода благополучно впиталась, практически моментально. Повторил это еще раз. Потом еще раз 5 или 7, не помню. Вода не должна бултыхаться в банке, но и «брать» воду банка тоже не должна. Лучше присвечивать фонариком и посматривать. Главное не переливать.
После заливки воды я накрыл резиновыми крышечками банки и поставил батарею заряжать. А заряжал отдельно, большим зарядным, но думаю это не обязательно — можно заряжать просто в бесперебойнике. Если аккумуляторы разряжены ниже 10В, то зарядить их таким образом не удастся, есть сведения, что такие батареи тоже можно «раскачать», но для этого надо на начальных этапах подавать на них высокое напряжение (порядка 35В на 12В батарею) с контролем тока. Не пробовал, ничего конкретного сказать не могу. Рекомендовать этот способ так же не могу.
Первый момент — если вы перелили воды — она вернется из под крышки. Ее надо собрать шприцем и вылить в канализацию.
Второй момент — если вы накрыли банки крышками, то в процессе зарядки давление в банке немного поднимается и крышечки будут с характерным чпоком разлетаться по всей комнате. Это забавно, но только один раз. Я проверял дважды — во второй раз уже не весело. Я прикрывал крышки родной пластиковой крышкой, а на нее ставил груз.
После зарядки я немного разрядил аккумуляторы автомобильной «переноской», порядка получаса, измерял остаточное напряжение, прикинул емкость. Зарядил снова и опять немного разрядил.
Проделал тоже самое со второй батареей — в бесперебойнике их пара. После всего заклеил скотчем отковырянные крышки, поставил аккумуляторы на место.
За 10 минут при нагрузке в 110ВА аккумуляторы разрядились до 79 процентов. Время работы на батарее несколько менялось, в конце софт говорил о почти 29 минутах + 10 уже прошедших выходит почти 40 минут. Меня такое положение вещей устраивает. Вполне хватит, чтобы пойти и запустить генератор. Когда он у меня будет :). А по пути еще и чаю заварить. И выпить его.
Если исходить из 79% — это 21% за 10 минут или 47 минут работы от батарей. Где-то в районе того, что обещает софт.
Другой вариант расчета — полная емкость батарей 12В * 7Ач * 2шт = 168 Ватт/часов. Это в идеале. При нагрузке в 110Вт заряда должно хватать на 1,5 часа. Но в реальности даже на новых батареях такого времени работы не будет — разрядный ток великоват и отдаваемая емкость будет ниже. Сложно однозначно сказать на сколько восстановилась емкость, но очень похоже, что процентов до 80 от номинальной. На мой взгляд — совсем не плохо для одного шприца, банки дистиллята и часа времени.
Мораль сей басни такова:
— Проверяйте периодически время работы от батарей. Свинью они вам могут подложить в самый неприятный момент.
— На свой страх и риск даже видавшие виды аккумуляторы можно восстановить малой кровью. А нет, так всегда успеется купить новые.