Réalisation d'un chargeur pour accus
6 ou 12v SLA au plomb

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SLA= "Sealed Lead Acid" ---> traduisez par: Electrolyte Gélifié

Yuasa, Kobe, Sonnen-schein et Varta sont quelqu'uns des innombrables fabricants d'accumulateurs au plomb.
Bien que ces accus soient connus depuis de nombreuses années, leur utilisation dans les cercles d'amateurs et de connaisseurs a récemment fait un bon spéctaculaire à la suite des chutes de prix dans les magasins, dans les ventes de la main à la main, et aux puces.
Les unités de 6 et 12 volts, compactes et facile à manier, pouvant fournir des puissances jusqu'à 30 Ah, sont accéssibles à bon prix, et sont les plus populaires.
Les accus au plomb SLA peuvent être chargés simplement , avec un algorithme de charge inhabituel qui est proposé çi-après.

(Figure 1)

L'accumulateur au plomb SLA, dans son boitier de plastique, n'est jamais en fait qu'une évolution de l'accumulateur à acide liquide inventé à l'origine par Gaston Planté en 1859

Les avantages des accus au plomb SLA sont une faible auto-décharge, l'absence totale du rédoutable "effet mémoire" , et des besoins minimum de maintenance, une rétention de charge très élevée et bien sur, un prix très bas.

Le revers de la médaille l'accu SLA fait son poids et ne se prête pas à un chargement rapide.
Il a aussi la densité énergétique la plus faible de toutes les batteries rechargeables, et plus important, il doit être en permanence en état de charge.
Si cette dernière condition n'est pas respectée, on constate une sulfatation, qui empêche progressivement la recharge.

Algorithme de chargement

L'algorithme de chargement des accus au plomb SLA est à la base "à la limite de tension" plutôt que "limite d'intensité" comme pour les NiCd ou au NiMH.
Normalement un lent chargement de 14 à 16 heures est nécessaire pour récharger complètement un accus SLA.
L'algorithme çi-dessus est le "guide officiel", basé sur l'utilisation d'un soi-disant chargeur à étapes multiples
L'algorithme comprend 3 phases:

Notez que la tension sur l'axe vertical est la tension de cellule, et non la tension de l'accu.
Un accu au plomb SLA de 6 volts à TROIS cellules, et un de 12v SIX.

Pendant les 5 premières heures l'accu se charge avec un courant d'au maximum 0,5C Ampères (En général 0,2 à 0,5C) jusqu'à environ 70% de sa capacité nominale.
Les 30% restants sont accumulés pendant la "phase de charge de complément" qui devrait durer à nouveau 5 heures.
Elle commence lorsque la tension d'une cellule atteint une valeur entre 2,30 à 2,45 volts.
Ces 2 niveaux représentent respectivement la plus basse et la plus haute extrémité, et l'utilisation de l'une ou de l'autre est guidée par les avantages et les inconvénients présentés dans le figure 1.
D'après les documents, la tension de charge d'entretien devrait atteindre 2,25v pour un accu de 12V qui fournit à peu près 13,5v.
Comme le montre la figure 1, le délai de chargement peut être réduit de quelques heures en utilisant une tension de chargement plus élevée, de 2,45v.
Vient ensuite la "charge d'entretien" qui reste à 2,25 volts pendant les dernière heures.
Il faut savoir que cette tension peut être appliquée pendant des années, si nécessaire ce qui rend l'accu SLA idéal pour un usage de veille. (Eclairage de secours par exemple).
Ceci explique pourquoi vous avez peut-être déjà vu des chargeurs actifs en permanence dans des systèmes d'éclairage de secours par exemple.......et que la batterie n'est pas détériorée à la longue.

Valeurs composants

	Accu 6v	Accu 12v
R7	Strap	3,9 Ko
R3	6,8 Ko	56 Ko

Les valeurs de résistances R4 et R6 sont pour un chargeur concernant un accu de capacité de 4 Ah.
Dans le cas de capacité différentes, il faudra modifier ces valeurs pour limiter les intensités de charge Maxi et de veille.

Un tableau pour les valeurs de 1,2 à 12Ah est en fin de cette page

A savoir que l'intensité maxi de charge est calculée comme suit :
0,3 * Ampères/heure de l'accu.
Donc si vous avez un accu de 7 Ah, l'intensité max est:
0,3 * 7 = 2,100 A.
La limitation Max à 2100 mA sera faite par R6
L'intensité de veille sera contrôlée par R4 qui sera environ du 1/10ème, soit 210 mA, donc à peu près 10 fois plus grande que R6..

Le circuit

Le schéma fonctionnelmontre un bon vieux régulateur de tension le L200.
Ni ruses, ni piège ce composant a été choisi parce qu'il est bon marché, d'utilisation facile et très largement diffusé.
Bien que les 5 diodes insérées dans son circuit de masse provoquent une baisse de tension d'environ 3,5v , elles n'ont en principe rien à voir avec la tension de sortie, ni la régulation de l'intensité.
Elles sont là pour faire coîncider le coefficient de température du chargeur (-3.85mV/°C) avec celui d'un Accu SLA type.
Cela veut dire qu'il est possible d'utiliser le chargeur à n'importe quelle température ambiante autorisée pour l'accu (généralement -20 à +40°C).
Pour commencer l'acu est chargé avec une intensité d'à peu près 0,2C.
Cette intensité est déterminée par la valeur de R6.
La baisse de tension résultante dans R4 est suffisante pour ouvrir complètement le transistor T1. Un transistor de puissance est utilisé ici par que presque toute l'intensité de charge circule à travers la jontion base-émetteur (Le BD711 est spécifié pour un maxi de 3 Ampères dans ce but).
La diode LED D2s'allume en raison du courant tranversant T1.
Le (petit) courant traversant R3 aboutit à faire augmenter la tension de sortie de 0,6v dans le cas d'un accu de 12v, et de 0,3v pour un accu de 6v.
Le procéssus de charge réel diffère de celui annoncé par la théoriede bien des facons.
Au début, l'accu "pompe" en utilisant une intensité constante de 0,2 - 0,5C et la "faible" charge de cellule de 2,30v.
Un accu à plat tirera suffisamment d'intensité (maos jamais plus que ce que R6 détermine) pour quel e régulateur L200 fournisse sa tension de sortie "élevée" de 2,45v par cellule.
Ceci arrivera si rapidement qu'on aura l'impression que le chargeur fournit 2,45v/cellule tout de suite.
Normalement, l'intensité de charge résultant de l'accu vide et la tension élevée de cellule sera si haute que le régulateur limitera l'intensité (Par R6) et continuera de fonctionner de cette manière pendant plusieurs heures.
Au fur et à mesure que l'accu se charge sa tension de cellule grimpe jusqu'à atteindre 2,3 à 2,45v / cellule.
L'intensité de charge tome alors parce que l'accu ne peut accepter plus d'intensité.
Toutefois il reste un courant suffisant pour conserver la conductibilité du transistor T1 via "R4" et pour maintenir ainsi la tension de charge élevée.
A un certain moment, l'intensité de charge descendra jusqu'à une valeur d'environ 0,02C.
L'accu est alors considéré comme "plein"
T1 étant alors fermé par R4, le régulateur L200 bascule vers la tension de cellule la plus basse , d'à peu près 2,3v / cellule.
qui sert de tension " d'entretien".
Le chargeru actuel est intelligent en ce qu'il ne produit la tension de charge élevée pas plus longtemps que le strict nécessaire.
De plus , en usage de veille l'accu est automatiquement basculé en mode de chargement "rapide" lorsqu'une grande quantité d'intensité est consommée par le client final.
Si aune tension n'est appliquée à l' ENTREE du chargeur un accu laissé connecté à la sortie se déchargera à travers cette même sortie.
Grace à la diode D9, l'intensité de décharge est limité à environ 1mA plus l'intensité traversant la diode LED à basse intensité D11 (approximativement 2,5 mA) .
Donc aucune raison de s'alarmer.

Tension entrée du chargeur

Sauf si vous utilisez des accus SLA de grande capacité (C>10Ah), unadaptateur de secteur avec une sortie en courant continu est recommandé comme source de tension d'entrée.
Evidemment le choix de la puisance de l'adaptateur dépendra du type de SLA à charger.
Il faut cependant éviter de descendre en dessous de 17v.
Pour info la charge d'un accu de 12v / 4Ah l'intensité initiale sera de 0,8A
Vous pouvez également utiliser une alimentation stabilisée à l'entrée et injecter une tension d'environ 18v.
La diode led "D1" indique que le chargeur recoit bien une tension d'entrée......

Le schéma

Dans le cas de la réalisation de chargeur 6V la résistance R3 sera de 6,8Ko, et la résistance R7 de 0 ohm, donc un STRAP.

Cuivre et implantation

La réalisation

Réglages

Ne connectez pas d'accu à la sortie du chargeur pour le moment.
Appliquez une tension de 17 volts (ou 11v si le chargeur est dimensionné pour des accus de 6v) à l'entrée du chargeur.
A la température ambiante de 20 à 25°, réglez P1 pour une tension de sortie de:
13,8 volts (pour un chargeur de 12 V) ou
6,9 volts (pour un chargeur de 6V).
Utilisez un petit morceau de câble pour court-circuiter temporairement la jontion Collecteur - Emetteur de T1.
La tension de sortie doit grimper à 14,4 volts (chargeur 12v) ou 7,2 volts (chargeur 6v).
Une tolérance de +/- 0,1 volt est acceptable.
Si la tension est trop forte, augmentez la valeur de R3.
Faites l'inverse si la tension est beaucoup trop basse.

Utilisation pratique

Prenez l'habitude de respecter l'ordre suivant:

Calcul pour autres accus....

Dans le cas ou vous auriez des accus dont les intensités soient différentes voiçi la solution pour calculer les valeurs de
R4 et R6.
Exemple:
Nous avons un accu de 6 volts et 5 Ah
Il nous faut tout d'abord calculer DEUX intensités, qui sont:
- l'intensité Maxi de charge qui est limitée par R6.
- l'intensité de Veille de charge qui est suivie par R4.

Intensité MAXI:
0.3 * 5 = 1500 mA soit 1,5 A
L'intensité de veille sera comme nous l'avons indiquer du 10ème.....soit 1500 / 10 = 150 mA. ( 0.150A )

La Résistance R6 sera donc calculée comme suit:
0.56 / 1.5 = 0.373 ohms.

R4 aura donc pour valeur:
0.56 / 0.150 = 3.73 ohms.

Tableau

Ci-dessous un tableau avec quelques calculs déjà effectués pour les batteries courantes 6 et 12v.....

Intensité en Ah	Valeur de R4	Valeur de R6
1,2	15,5 ohms	1,55 ohm
2	9,3 ohms	0,93 ohm
3	6,2 ohms	0,62 ohm
4	4,6 ohms	0,46 ohm
5	3,7 ohms	0,37 ohm
6	3,11 ohms	0,31 ohm
7	2,66 ohms	0,26 ohm
8	2,33 ohms	O,23 ohm
9	2,07 ohms	0,20 ohm
10	1,86 ohm	0,18 ohm
11	1,69 ohm	0,16 ohm
12	1,55 ohm	0,15 ohm

Réalisation d'un chargeur pour accus 6 ou 12v SLA au plomb