home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ CD-ROM Aktief 1995 #3 / CDA3.iso / survival / battery.zip / BATTERY.002 < prev    next >
Text File  |  1994-09-18  |  8KB  |  191 lines
  1.  
  2.  Subj : Solar charge controller.                                                
  3.  
  4.   >Their problem was that lead/acid batteries need a bit of careful current
  5.   >control in order to make them last longer.  So I set out to design one that
  6.   >would fit her needs.  So far it works pretty good and is sensative to the
  7.   >batteries charging rate.  It charges a full current untill 'gassing' level
  8.   >has been reached then adjusts the current down to a level that is just below
  9.   >the 'gassing' current.   It is designed around one cell but could easily be
  10.   >modified to work with multi cell setups.
  11.  
  12.         Sounds like you just came up with Unitrod's UC3906 battery
  13. charger IC.  I don't have the data book with me here, let me know if you
  14. want more info on the part, I'll dig it up.  These 3906's make for
  15. very simple lead-ascid/gel-cell battery chargers....
  16.  
  17.  
  18.  
  19.  Subj : Solar charge controller.                                                
  20.  
  21.   > How does your device determine if a cell is 'gassing'?  Does it
  22.   > actually measure gas production or specific gravity or is it able
  23.   > to infer these quantities from voltage and amperage levels?
  24.  
  25. Just thought I'd give a guess as to the answer:
  26.  
  27. The US Navy uses lead-acid storage cells for (among other things) the
  28. main storage batteries in most submarines.  These cells are huge
  29. (typically more than 120 "man-sized" cells in series, contained within
  30. a swimming pool sized compartment) and charged manually using a "TVG"
  31. curve.  This "Temperature-Voltage-Gassing" curve is based on the factory
  32. ("Gould") testings of an individaul cell.  Essentially, a graph of
  33. "magic number" voltages is given, based upon cell temperature. The charge
  34. process "cranked up" charging amps until the desired voltage was reached,
  35. at which point the current would be reduced to maintain constant voltage.
  36.  
  37. Once the charging current "drops" to a suitably low value [(say 50 amps
  38. or so) (But that's not LOW.)  (It is compared to roughly 2,200 amps
  39. at the start of the battery charge.)  (Uh, how many Amp-Hours did you
  40. say this thing was rated for?)  (I didn't say, but it's 4,000 A-Hr.)
  41. (Oh, BIG Battery)] the charge was declared "done."
  42.  
  43. Anyway, the only data inputs used were:
  44.  
  45.  Cell Temp
  46.  Bus Voltage
  47.  Charging Current
  48.  
  49. Obviously, the manufacturer must have monitored the H2 levels when it
  50. arrived at the magic TVG numbers, but we didn't have to.
  51.  
  52. (H2 is the major gas produced during a lead-acid battery charge -- it's
  53. from electrolysis of water in the electrolyte of the cells.  About half as
  54. much O2 is also produced, but much of that stays water soluable within the
  55. cells.)
  56.  
  57. CRUDE ASCII Batt charging graphs:
  58.  
  59.  |                                   |
  60.  |                                   |
  61. V|                                  C|     *
  62. o|                                  u|
  63. l|                                  r|    * *
  64. t|                                  r|       *
  65. a|TVG    _______________            e|        *
  66. g|      /                           n|   *     **
  67. e|     /                            t|           *
  68.  |    /                              |            **
  69.  |   /                               |  *           **
  70.  |--/                                |                ***
  71.  |                                   |                   ****
  72.  |_________________________          |_*_______________________
  73.    0                                   0
  74.           Time                                 Time
  75.  
  76. The amount of time it took to reach TVG depended upon charging capacity
  77. (how many other DC loads were in use) and battery depletion (empty meant
  78. longer).  The amount of time it took from reaching TVG to completion
  79. depended upon battery depletion and how quickly the battery had been
  80. depleted (fast discharge meant fast charge).
  81.  
  82.  
  83.   Hurn Smith
  84.  
  85.  
  86.   > ... The faster you try to do something the longer it takes.
  87.  
  88.  
  89.  
  90.  Subj : Solar charge controller.                                                
  91.  
  92. JM> BP>         Sounds like you just came up with Unitrod's UC3906 battery
  93. JM> BP> charger IC.  I don't have the data book with me here, let me know if you
  94. JM> BP> want more info on the part, I'll dig it up.  These 3906's make for
  95. JM> BP> very simple lead-ascid/gel-cell battery chargers....
  96.  
  97. JM>Yup...sure do...like sources and prices and data sheets.
  98.  
  99. From Unitrode's Linear Integrated Circuits data book:
  100.  
  101.                             UC2906/UC3906
  102.                  Sealed Lead-Acid Battery Charger IC
  103.  
  104. Features:
  105.  
  106.         * Optimum control for maximum battery capacity and life.
  107.         * Internal state logic provides three charge states.
  108.         * Precision reference tracks battery requirements over
  109.           temperature
  110.         * Controls both voltage and current at charger output
  111.         * System interface functions
  112.         * Typical standby supply current of only 1.6mA.
  113.  
  114. Description:
  115.  
  116.         The UC2906 series of battery charger controllers contain all
  117. of the necessary circuitry to optimally control the charge and hold
  118. cycle for sealed lead-acid batteries.  These intergrated circuits
  119. monitor and control both the output voltage and current of the charger
  120. through three separate charge states; a high current bulk-charge
  121. state, a controlled over-charge, and a precision float-charge, or
  122. standby, state.
  123.  
  124.         Optimum charging conditions are maintained over an extended
  125. temperature range with an internal reference that tracks the nominal
  126. temperature characteristics of the lead-acid cell.  A typical standby
  127. supply current requirement of only 1.6mA allows these ICs to
  128. predictably monitor ambient temperatures.
  129.  
  130.         Separate voltage loop and current limit amplifiers regulate
  131. the output voltage and current levels in the charger by controlling
  132. the onboard driver.  The driver will supply up to 25mA of base drive
  133. to and external pass device.  Voltage and current sense comparators
  134. are used to sense the battery condition and respond with logic inputs
  135. to the charge state logic.  A charge enable comparator with a trickle
  136. bias output can be used to implement a low current turn-on mode of the
  137. charger, preventing high current charging during abnormal conditions
  138. such as a shorted battery cell.
  139.  
  140.         Other features include a supply under-voltage sense circuit
  141. with a logic output to indicate when input power is present.  In
  142. addition the over-charge state of the charger can be externally
  143. monitored and terminated using the over-charge indicate output and
  144. over-charge terminate input."
  145.  
  146.         [You can also design things so there is a low battery cut off,
  147. so the battery won't kill it self by going below 'dead'.]
  148.  
  149.         The UC2906 is good for -40'C to +70'C.  The UC3906 is 0->70'C
  150.  
  151.         Also ask for Application Note U-104: "Improved Charging
  152. Methods for Lead-Acid Batteries Using the UC3906"
  153.  
  154.         You'll have to ask them where you can get them in your area.
  155.  
  156.                         Unitrode Intergrated Circuits
  157.                          7 Continental Blvd.
  158.                          Merrimack, NH 03054
  159.                             (603) 424-2410
  160.  
  161.         I have no connection with Unitrode.  I do work for a
  162. electronic company as the company librarian, among other things, so I
  163. get to see all of these neat parts in the data books.
  164.  
  165.  
  166.  
  167.  Subj : relay wanted                                                            
  168.  
  169. The current issue of Home Power magazine (Feb/March 1993) has a simple
  170. circuit to turn on a relay when the battery voltage exceeds a certain
  171. point. The intended use is to turn on a fan to ventilate the battery
  172. room if the battery voltage exceeds the point where the cells start to
  173. outgass.  You could use the circuit by setting the trip point at your
  174. minimum battery voltage and wiring the changeover relay (a non-latching
  175. relay is fine) to be on grid power when the coil isn't energized.  If
  176. the battery drops below the minimum voltage the relay will turn off and
  177. return you to the grid.  It may sound backwards from what you're trying
  178. to do but energizing the relay when you want to be on solar has the
  179. advantage of falling back to