Содержание

Схемы простых мощных зарядных устройств для аккумуляторов

Трансформаторные ЗУ для автомобильных аккумуляторов с высоким КПД: простейшие на гасящих конденсаторах, а также импульсные на тиристорах, симисторах и мощных полевых транзисторах.

Для начала давайте разомнёмся и забудем про такой параметр, как КПД. Предположим, что есть острое желание зарядить автомобильный АКБ, но нет возможности ввиду полного отсутствия зарядки. Также сделаем предположение, что в хозяйстве затерялись: лампа накаливания на 220 вольт, диодный мост с допустимым током, превышающим ток, при котором мы будем заряжать аккумулятор, либо, на худой конец, просто силовой (выпрямительный) диод с таким же допустимым током и максимальным обратным напряжением – не менее 300В.

Рис.1

Спаяв схему, приведённую на Рис.1 слева, и озадачившись соблюдением техники безопасности, а также полярности подключения ЗУ к АКБ, получаем вполне себе работоспособное устройство, обеспечивающее нормированный и постоянный ток заряда подопечного аккумулятора.


Поскольку 220 вольт – это действующее значение переменного напряжения сети, то силу тока, протекающую через АКБ можно рассчитать по простой формуле:
Iзар(А) = Pламп(Вт) / (220 – Uакб)(В) ≈ Pламп(Вт) / 220(В).
Параллельное соединение двух ламп – удваивает зарядный ток, трёх – утраивает и т. д. до разумной бесконечности.
Схема, изображённая на Рис.1 справа, выдаёт ток, вдвое меньший по сравнению с предыдущей.
Большим преимуществом приведённых схем является возможность зарядки любых аккумуляторов, независимо от собственных значений их напряжений.

Ещё одна простая и бюджетная схема зарядного устройства для аккумулятора с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч представлена на Рис.2.


Рис.2

Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы C1-C4.
Благодаря кратному «весу» каждого переключателя, различные комбинации позволяют ступенчато регулировать ток зарядки в пределах 1–15 А с шагом 1 А. Этого достаточно для выбора оптимального тока зарядки.

В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около 300 Вт, в том числе и самодельный. Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22–24 В при токе до 10–15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д214 или Д242. Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее 300 кв. см.

Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже 300 В. Подойдут, к примеру, МБЧГ, КБГ-МН, МБГО, МБГП, МБМ, МБГЧ. Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой техники. В качестве PU1 использован вольтметр постоянного тока типа М5−2 с пределом измерения 30 В. PA1 — амперметр того же типа с пределом измерения 30 А.

В данной схеме высокий показатель КПД достигнут за счёт применения в качестве токозадающих элементов конденсаторов, которые, как известно, имеют реактивную проводимость и не выделяют на себе тепловой мощности.
Далее будут приведены импульсные (ключевые) зарядные устройства, построенные по другому принципу, но также отличающиеся низким собственным энергопотреблением.

Одними из первых импульсных ЗУ, появившихся на рынке, были тиристорные устройства.
Вообще, тиристор – это прибор достаточно капризный и требующий для надёжной работы соблюдения определённого набора условий. Именно поэтому – большинство простейших схем, приведённых в различных источниках, грешат не очень стабильной работой и необходимостью подбора элементов.

Из числа удачных простых разработок можно привести схему тиристорного зарядного устройства из книги уважаемого Т. Ходасевича “Зарядные устройства”, многократно повторённую многочисленной радиолюбительской братвой и изображённую на Рис.3.


Рис.3

Вот что пишет автор:

Зарядное устройство позволяет заряжать авто аккумуляторные батареи током от 0 до 10 А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы.
Зарядный ток по форме близок к импульсному, который, как считается, содействует продлению срока службы батареи.
Устройство работоспособно при температуре окружающей среды от — 35 °С до + 35°С.

Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диодный мост VDI…VD4.
Узел управления тиристором выполнен на аналоге однопереходного транзистора VTI, VT2. Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать переменным резистором R1.

При крайнем правом по схеме положении его движка зарядный ток будет максимальным, и наоборот.
Диод VD5 защищает управляющую цепь тиристора VS1 от обратного напряжения, возникающего при включении тиристора.

Конденсатор С2 – К73-11, ёмкостью от 0,47 до 1 мкФ, или К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП.
Транзистор КТ361А заменим на КТ361Б — КТ361Ё, КТ3107Л, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж – KT50IK, а КТ315Л – на КТ315Б + КТ315Д КТ312Б, КТ3102Л, КТ503В + КТ503Г, П307. Вместо КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105Г или Д226 с любым буквенным индексом.
Переменный резистор R1 – СП-1, СПЗ-30а или СПО-1.
Амперметр РА1 – любой постоянного тока со шкалой на 10 А. Его можно сделать самостоятельно из любого миллиамперметра, подобрав шунт по образцовому амперметру.
Предохранитель F1 – плавкий, но удобно применять и сетевой автомат на 10 А либо автомобильный биметаллический на такой же ток. Диоды VD1… VP4 могут быть любыми на прямой ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии Д242, Д243, Д245, КД203, КД210, КД213).


Диоды выпрямителя и тиристор устанавливают на теплоотводы, каждый полезной площадью возле 100 см*. Для улучшения теплового контакта устройств с теплоотводами желательно использовать теплопроводные пасты.
Вместо тиристора КУ202В подойдут КУ202Г – КУ202Е. Проверено на практике, что устройство нормально работает и с более мощными тиристорами Т-160, Т-250.
В приборе может быть использован готовый сетевой понижающий трансформатор необходимой мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22 В.
Если у трансформатора напряжение на вторичной обмотке более 18 В, резистор R5 следует заменить другим, большего сопротивления (к примеру, при 24… 26 В сопротивление резистора следует увеличить до 200 Ом).

Несмотря на популярность и работоспособность приведённый схемы, при функционировании устройства многие отмечают нехарактерное гудение трансформатора на частотах, отличных от 100 Гц. Связано это с отсутствием чётких и быстрых фронтов/спадов у сигналов, поступающих на управляющий вход тиристора при его включении/выключении, что в свою очередь создаёт условия для возникновения процессов генерации в нагрузке.

Несколько лучше и надёжнее работают импульсные зарядные устройства, в которых коммутирующий элемент выполнен на симметричном (двухполярном) аналоге тиристора – симисторе.
На Рис.4 приведена схема подобного устройства из вышеупомянутой книги Т. Ходасевича.


Рис.4

Описываемое ниже простое зарядное устройство имеет широкие пределы регулирования зарядного тока – практически от 0 до 10А и может быть использовано для зарядки различных аккумуляторов на напряжение 12В.

В основу устройства положен симисторный регулятор с маломощным диодным мостом VD1-VD4 и резисторами R3 и R5. После подключения устройства к сети при плюсовом её полупериоде начинает заряжаться конденсатор С2 через резистор R3, диод VD1 и последовательно соединённые резисторы R1 и R2. При минусовом полупериоде – через те же R1 и R2, диод VD2 и резистор R5. В обоих случаях конденсатор заряжается до одного и того же напряжения, меняется лишь полярность его зарядки. Как только напряжение на конденсаторе достигнет порога зажигания неоновой лампы HL1, она зажигается и конденсатор быстро разряжается через лампу и управляющий электрод симистора VS1.При этом симистор открывается. В конце полупериода симистор закрывается. описанный процесс повторяется в каждом полупериоде сети.
Общеизвестно, что управление симистором посредством короткого импульса имеет тот недостаток, что при индуктивной или высокоомной активной нагрузке анодный ток прибора может не успеть достигнуть значения тока удержания за время действия управляющего импульса.
Одной из мер по устранению этого недостатка является включение параллельно нагрузке резистора. В описываемом зарядном устройстве такими резисторами являются резисторы R3 и R5, которые в зависимости от полярности полупериода сетевого напряжения поочерёдно подключаются параллельно первичной обмотке трансформатора.
Этой же цели служит и мощный резистор R6, являющийся нагрузкой выпрямителя VD5, VD6. Этот же резистор формирует импульсы разрядного тока, которые продлевают срок службы АКБ.

Вместо резистора R6 можно установить лампу накаливания на напряжение 12В мощностью 10Вт.
При изготовлении трансформатора задаются следующими параметрами: напряжением на вторичной обмотке 20В при токе 10А.


Несколько упростить описанное выше устройство можно применив в его высоковольтной части динистор (Рис.5).

Рис.5

Данную схему с диаграммами мы подробно рассмотрели на странице ссылка на страницу. Поэтому повторяться не буду, скажу лишь, что наличие снабберной цепи, показанной на схеме синим цветом – обязательно. В качестве нагрузки выступает первичная обмотка сетевого трансформатора.

В современных зарядных устройствах в качестве переключающего (регулирующего) элемента практически повсеместно используются мощные полевые транзисторы. Одно из подобных устройств было подробно описано в журнале Радио №5 2011г на странице 44.

Рис.6

Блок управления зарядным устройством представляет собой импульсный генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2 (см. схему на рис. 6) и позволяющий регулировать скважность импульсов, буферный усилитель – инвертор на элементах DD1.3 и DD1.4 и переключающий регулирующий элемент — полевой транзистор VT1.
При указанных на схеме номиналах элементов частота генератора — около 13 кГц. Так как сопротивление открытого канала транзистора VT1 очень мало (0,017 0м) и работает он в переключательном режиме, при токе зарядки до 5 А транзистор практически не нагревается — рассеиваемая тепловая мощность не превышает 0,55 Вт.
В качестве понижающего использован сетевой трансформатор габаритной мощностью 150 Вт с вторичной обмоткой, обеспечивающей постоянное напряжение 16… 17 В на конденсаторе С1 и зарядный ток до 6 А.
Выпрямительный мост собран на диодах Шоттки, VD1 — сдвоенный SBL4045PT, a VD2 и VD3 — одиночные 10TQ045.
Если вторичную обмотку сетевого трансформатора намотать с отводом от середины, число диодов в выпрямителе и тепловыделение от них можно уменьшить вдвое.
Чертёж платы представлен на Рис.7.

Рис.7

Описанный узел управления также можно использовать в осветительных и нагревательных приборах, для изменения частоты вращения коллекторных электродвигателей. При этом питающее напряжение устройств можно варьировать в широких пределах, определяемых максимально допустимыми параметрами для переключательного транзистора и, конечно же, выпрямителя. В частности, используемый в узле транзистор IRFZ46N имеет максимальную рассеиваемую мощность 107 Вт, максимальный ток через канал 53 А, максимальное напряжение сток—исток 55 В. Возможна его замена транзистором IRFZ44N.
Предлагаемое устройство позволяет регулировать мощность от нуля до максимального значения, а регулирующий транзистор не нуждается в эффективном отведении тепла при увеличении тока нагрузки до 5 А.


В результате длительной или неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, что приводит к их деградации и последующему выходу из строя. Известен способ восстановления таких батарей методом заряда их “ассиметричным” током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбирается 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

Рис.8

На Рис.8 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.
Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.
Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.
В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22. ..25 В.
Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0…5 А (0…3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

 

Простое зарядное для автомобильного аккумулятора

Данное зарядное устройство имеет минимум деталей: понижающий трансформатор, параллельно включенные лампочки, тумблера (включатели), диодный мост и 2-а предохранителя. Я буду ориентироваться что читатель совсем не разбирается на достаточном уровне в электротехнике и буду пытаться подробно рассказать что, как и зачем. И так, вот схема приведена такого устройства ниже:

В самом начале вам нужно будет найти силовой понижающий трансформатор на напряжение 14,5 вольт. Почему 14,5 вольт? Потому что заряжая аккумулятор 12 вольт ему будет не достаточно 12 вольт, т.к. полностью заряженный аккумулятор будет считаться 13-14 вольт. Трансформатор должен быть достаточно мощным, где то 250 ват, не меньше. Ну если конечно вы планируете заряжать аккумулятор током в 1-3 Ампера, то трансформатор можно взять на 150 ват со старого лампового телека – он подойдет. При работе схемы следите за нагревом трансформатора, так как при большом токе заряда вторичная обмотка начинает греться. Если обмотка перегреется, то изолирующий лак на проволоке расплавиться и трансформатор перестанет работать, так как произойдет межвитковое замыкание. Или будет работать не корректно, то есть может уменьшиться напряжение. Предохранитель в цепи служит защитой от случайного короткого замыкания. Ведь бывает такое. Теперь стоит сказать о лампочках: чем больше мощность лампы, тем выше ток заряда будет. Приведена таблица ниже по току и мощностям лампочек:

Ток рассчитывается по закону Ома. ФОРМУЛА: Ток = мощность/напряжение. Ведь лампочка – это как сопротивление, только оно излучает еще и свет. В качестве сопротивления в лампе такой элемент, как нить накаливания, сделанная из вольфрама. При этом лампочка в данном случае служит еще не только как сопротивление, но и как индикатор заряда. Когда аккумулятор начинает заряжаться, то лампочка начинает светится более тускло. Когда аккумулятор будет заряжен, то лампочка будет светится в пол накала. Все лампочки соединены параллельно для удобства управления током заряда. Вот формула чтобы определить общее сопротивление 2-ух параллельно соединенных сопротивлений (лампочек): Сопротивление общ.= (сопротивление первой лампочки + сопротивление второй лампочки)/2. Теперь находим ток: Ток= напряжение/ сопротивление общ. . Сопротивление у лампочки можно померить с помощью мультиметра, настроив его на омметр или обычны омметром. То есть, когда все ключи будут замкнуты, то ток будет проходить максимальный. Ключ (тумблера) ставим на токи 3-5 ампер.

Теперь перейдем к диодному мосту, который выпрямляет переменный ток в постоянный. Диодный мостик наш должен быть обязательно рассчитан на ток зарядки. Если ток зарядки у нас 10 Ампер, то диодный мост должен быть на ток не меньше 10А ну и соответственно на напряжение тоже должен быть рассчитан. Диодный мост можно купить на радиорынке. Или собираем диодный мост из диодов и диоды ставим любые, но чтобы соответствовали току и напряжению. Тут в этой схеме можно даже использовать одно полупериудный выпрямитель (для экономии диодов), тут 4 диода в принципе ни к чему. Аккумулятору без разницы с какими пульсациями будет поступать ток зарядки. Одно полупериудный выпрямитель – это то есть устанавливаем один диод в разрыв любой из линий на 10-15 Ампер. Далее следует поставить предохранитель, который защитит вашу цепь от короткого замыкания. И в итоге можно подключать аккумулятор к зарядке. Для контроля тока рекомендую установить амперметр в разрыв цепи. И тогда переключая лампочки, мы сможем увидеть реальный ток заряда аккумулятора. При зарядке мы будем наблюдать, как лампочки будут постепенно тухнуть – это будет считаться, что аккумулятор заряжается. Учтите, что при включении каждой паралельно включенной лампочки ток примерно возрастает на 1,6 Ампера.

Так же, рекомендую установить параллельно в цепь светодиод с последовательно включенным резистором. Светодиод будет сигнализировать о включенном зарядном. Резистор будет служить в качестве ограничителя тока, значит, мы можем регулировать яркость светодиода, изменяя сопротивление резистора. Резистор последовательно соединенный с светодиодов включаем параллельно в цепь первичной обмотки трансформатора . Резистор брать порядка 220 кОм, ведь 220 вольт все-таки… В простом варианте заражать аккумулятор емкостью 60 Ампер/час можно без тумблеров через одну лампочку в 60 ват. Можно взять 3 лампочки по 20 ват и соединить последовательно – то же самое выйдет, или взять две лампочки по 120 ват и соединить параллельно – выйдет так же 60 ватт. Теперь немного о зарядке. Если вы включили две лампочки и оди достаточно так светятся ярко, то аккумулятор полностью разряжен. Нужно аккумулятор зарядить до тех пор, пока не начнут лампочки гореть тускло. Как только лампочки начали светится тускло, то включаем еще один тумблер и у нас ток возрастает на 1,6 Ампера. Лампочки при этом начинают все три светиться ярче, так как сопротивление стало меньше по закону ома. И так включаем до конца.

Все устройство готово. Это самое простое зарядное устройство, которое есть вообще. Но помните, что это фактически самое простое зарядное и в нем нету защиты от перезаряда и прочих выкрунтасов, так что вам постоянно требуется следить за нагревом элементов. Обязательно следите за показанием цифр на амперметре, следите за аккумулятором и напряжением на аккумуляторе, следите за диодным мостом чтобы не грелся и слегка посматривайте за трансформатором (тоже может греться). Если диодный мост греется, то установите на диодный мост радиатор (теплоотвод). При этом очень хорошо будет помазать термопастой теплоотвод и сам диодный мост, а потом плотно прижать. Ведь через пасту диоду будет легде отдавать тепло радиатору, что спасет жизнь диодного мостика. ))) Если у вас установлен диод или диоды, то есть специальные радиаторы такие полоской под диоды. Их просто прикручиваем болтами и все.

И напоследок

А мой совет, если у вас есть знания в области электроники и элекротехники, то лучше соберите импульсное зарядное устройство с защитой от короткого замыкания, перегрузок, переплюсовки, перезаряда, не дозаряда схему – она будет на много надежней данной представленной. Ведь если в данной схеме попутать плюс с минусом и поставить заряжать, то вы рискуете выкинуть этот аккумулятор.

Простые схема зарядного устройства автомобильного аккумулятора

Качественно работающий автомобильный аккумулятор трудно переоценить. Однако, со временем он становится менее емким и способен быстрее разряжаться. На этот процесс оказывают влияние и другие факторы, связанные с условиями эксплуатации. Чтобы не попадать в затруднительную ситуацию, стоит иметь дома или в гараже простое зарядное устройство своими руками.

В большинстве случаев принципиальная схема зарядного устройства самодельной конструкции будет относительно несложной. Собрать такой аппарат удастся из подручных недорогих компонентов. При этом электрический агрегат поможет быстро запустить легковушку. Предпочтительней обзавестись пуско-зарядной аппаратурой, но она требует немного больших мощностей от используемых элементов.

Базовые полезные знания о зарядке батарей

Применять электрическую подпитку для АКБ нужно в тех ситуациях, когда замер на клеммах электроприбора демонстрирует уровень ниже 11,2 В для большинства легковых авто. Хотя двигатель способен запускаться при таком уровне вольтажа, но внутри начинаются нежелательные химические процессы. Происходит сульфатация и разрушение пластин. Емкость заметно снижается.

Важно знать, что во время длительной зимовки или стоянки авто в течение нескольких недель уровень заряда падает, поэтому рекомендуется контролировать данное значение мультиметром, а при необходимости в ход пускать сделанное своими руками ЗУ для автомобильных аккумуляторов либо купленное в автомагазине.

Для подпитки АКБ чаще всего применяются устройства двух типов:

  • выдающее на «крокодилах» напряжение постоянного типа;
  • системы с импульсным типом работы.

При зарядке от устройства постоянного тока подбирается значение тока заряда арифметически соответствующее 1/10 от установленного производителем значения емкости. Когда имеется в наличии батарея на 60 А*ч, то ампераж отдачи должен быть на уровне 6 А. Стоит учитывать исследования, согласно которым умеренное снижение количества ампер на отдачи способствует уменьшению процессов сульфатации.

Если же пластины частично стали покрываться нежелательным сульфатным налетом, то опытные автомобилисты задействуют операции по десульфатации. Применяемая методика заключается в следующем:

  • аккумулятор разряжаем до появления на мультиметре 3—5 В после замера, используя для операции большие токи и малую длительность их воздействия, например, прокручивание стартером;
  • на следующей стадии медленно полностью заряжаем блок от одноамперного источника;
  • повторяются предыдущие операции на протяжении 7—10 циклов.

Подобный принцип работы задействован в заводских зарядных десульфатирующих устройствах импульсного типа. За один цикл на клеммы АКБ поступает в течение нескольких миллисекунд непродолжительный во времени импульс обратной полярности, сменяющийся прямой полярностью.

Необходимо контролировать состояние устройства и не допускать перезаряда батареи. При достижении значений 12,8—13,2 В на контактах стоит отключать систему от подпитки. В противном случае возникнет явление кипения, повышение концентрации и плотности залитого внутрь электролита и последующее разрушение пластин. Для предотвращения негативных явлений заводская принципиальная электрическая схема зарядного устройства наделена платами электронного контроля и автоматического отключения.

Какой бывает схема автомобильного зарядного устройства

В гаражных условиях можно воспользоваться несколькими типами зарядок для автомобиля. Они могут быть как максимально примитивными, состоящими из нескольких элементов, так и довольно громоздкими многофункциональными стационарными устройствами. Обычно автовладельцы идут по пути упрощения.

Простейшие схемы

Если в наличии нет заводского зарядного, а реанимировать АКБ необходимо без задержки, то подойдет наиболее простой вариант. В нем участвуют ограничительное сопротивление в виде нагрузки и источник питания, способный генерировать 12—25 В.

Собрать самодельное зарядное устройство получится даже «на коленках», если имеется в доме зарядка для ноутбука. Обычно они выдают около 19 В и 2 А. При сборке стоит учитывать полярность:

  • наружный контакт – минус;
  • внутренний контакт – плюс.

Важно! Обязательно должно быть установлено ограничительное сопротивление, в качестве которого нередко используют лампочку из салона.

Вывинчивать лампу из поворотник или даже «стопов» не стоит, так как они станут перегрузом для схемы. Цепь состоит из таких соединенных между собой элементов: отрицательная клемма блока ноутбука – лампа – отрицательная клемма заряжаемой батареи – положительная клемма заряжаемой батареи – плюс блока ноутбука. Достаточно полутора-двух часов для возвращения АКБ к жизни на столько, что от него можно будет запустить мотор.

При отсутствии ноутбуков или нетбуков рекомендуем отправиться заранее на радиорынок за мощным диодом, рассчитанным на обратное напряжение более 1000 В и ток выше 3 А. Небольшие габариты детали позволяют возить его с собой в бардачке или багажнике, чтобы не попасть в нежелательное положение.

Воспользоваться таким диодом можно в самодельной схеме. Предварительно откидываем и достаем аккумулятор. На следующем этапе монтируем цепочку из элементов: первый контакт бытовой розетки в квартире – отрицательный контакт на диоде – положительный контакт диода – лимитирующая нагрузка – отрицательная клемма аккумулятора – плюс аккумулятора – второй контакт бытовой розетки.

Лимитирующей нагрузкой в подобной сборке обычно служит мощная лампа накаливания. Их предпочтительней выбирать от 100 Вт. Получаемый ток можно определить из школьной формулы:

U * I = W, где

  • U – напряжение, В;
  • I – сила тока, А;
  • W – мощность, кВт.

Исходя из расчетов при нагрузке в 100-ваттной нагрузке и 220-вольтном напряжении выдача мощности ограничивается примерно половиной ампера. За ночь аккумулятор получит около 5 А, что обеспечит заводку движку. Утроить мощность и одновременно ускорить зарядку удастся с помощью добавления в цепь еще пары таких ламп. Не стоит переусердствовать и запускать к такой системе мощных потребителей типа электроплиты, так как можно вывести из строя диод и АКБ.

Важно знать, что собранная прямозарядная схема автомобильного зарядного устройства своими руками рекомендуется к применению в крайнем случае, если иного выхода нет.

Переделка компьютерного блока питания

Прежде чем приступать к экспериментам с электроприборами, нужно объективно оценить собственные силы по реализации задуманного варианта исполнения. После можно приступать к сборкам.

В первую очередь проводится подбор материальной базы. Нередко для такого дела используют старые компьютерные системники. Из них вынимают блок питания. Традиционно они снабжены выводами разного вольтажа. Кроме пятивольтовых контактов, имеются отводы на 12 В. Последние также наделены током в 2 А. Подобных параметров почти хватает для сборки схемы своими руками.

Рекомендуем поднять напряжение до уровня 15 В. Часто это осуществляется эмпирически. Для корректировки понадобится килоомное сопротивление. Такой резистор накидывают параллельно другим имеющимся резисторам в блоке возле восьминожной микросхемы во вторичной цепи БП.

Подобным методом меняют значение коэффициента передачи цепи обратной связи, что оказывает влияние на выходной вольтаж. Способ обеспечивает обычно поднятие до 13,5 В, чего хватает для простых задач с автомобильным аккумулятором.

На выходные контакты накидываются защипы-крокодилы. Дополнительных лимитирующих защит ставить не нужно, так как внутри имеется ограничивающая электроника.

Трансформаторная схема

Из-за своей доступности, надежности и простоты давно востребована у бывалых водителей. В ней используются трансформаторы со вторичной обмоткой, выдающей 12—18 В. Такие элементы встречаются в старых телевизорах, магнитофонах и прочей бытовой технике. Из более современных приборов можно посоветовать отработанные бесперебойники. Они доступны на вторичном рынке за небольшую плату.

В наиболее минималистичном варианте схемы присутствует такой набор:

  • диодный выпрямляющий мостик;
  • подобранный по параметрам трансформатор;
  • рассчитанная соответственно сети защитная нагрузка.

Так как по лимитирующей нагрузке течет большой ток, то от этого она перегревается. Чтобы сбалансировать ампераж, не допуская превышения тока зарядки, в цепь добавляют конденсатор. Его место – первичная цепь трансформатора.

В экстремальных ситуациях при грамотно просчитанном объеме конденсатора можно рискнуть и удалить трансформатор. Однако, подобная схема станет небезопасной в плане поражения электрическим током.

Оптимальными можно назвать цепи, в которых имеется регулировка параметров и лимитирование тока заряда. Представляем на странице один из примеров.

Получить диодный мостик удастся с минимальным усилием из вышедшего из строя автомобильного генератора. Достаточно выпаять его и перекоммутировать при необходимости.

Основы безопасности при сборке и эксплуатации схем

Во время работы по комплектации зарядного устройства для автомобильной АКБ стоит учитывать определенные факторы:

  • все должно быть смонтировано и установлено на пожаробезопасной площадке;
  • при работе с прямоточными примитивными зарядными устройствами нужно вооружиться средствами защиты от поражения током: резиновыми перчатками и ковриком;
  • в процессе зарядки АКБ первый раз самодельными аппаратами необходимо контролировать текущее состояние работающей системы;
  • контрольными точками являются сила тока с напряжением на выходе зарядки, допустимая степень нагрева батареи и зарядного устройства, недопущение закипания электролита;
  • если оставлять оборудование на ночь, то важно оснастить схему устройством защитного отключения.

Важно! Рядом должен всегда находиться порошковый огнетушитель, чтобы уберечь от возможного распространения огня.

Интересное по теме:

загрузка…

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Тиристорное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора: характеристика и схема

Необходимость заряда машинного аккумулятора появляется у наших соотечественников регулярно. Кто-то делает это по причине разряда батареи, кто-то — в рамках технического обслуживания. В любом случае, наличие зарядного устройства (ЗУ) во многом облегчает эту задачу. Подробнее о том, что представляет собой тиристорное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора и как изготовить такой девайс по схеме — читайте ниже.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Описание тиристорного ЗУ

Тиристорное зарядное устройство являет собой девайс с электронным управлением зарядным током. Такие девайсы производятся на основе тиристорного регулятора мощности, который является фазоимпульсным. В устройстве ЗУ такого типа нет дефицитных компонентов, а если все его детали будут целыми, то его даже не придется настраивать после изготовления.

С помощью такого ЗУ можно заряжать аккумулятор транспортного средства током от нуля до десяти ампер. Помимо этого, оно может применяться в качестве регулируемого источника питания для тех или иных приборов, к примеру, паяльника, переносной лампы и т.д. По своей форме зарядный ток очень похож на импульсный, а последний, в свою очередь, позволяет продлить ресурс эксплуатации аккумулятора. Использование тиристорного ЗУ допускается в температурном диапазоне от -35 до +35 градусов.

Схема

Если вы решите соорудить тиристорное ЗУ своими руками, то можно применять множество различных схем. Рассмотрим описание на примере схемы 1. Тиристорное ЗУ в данном случае питается от обмотки 2 трансформаторного узла через диодный мост VDI+VD4. Элемент управления выполнен в виде аналога однопереходного транзистора. В данном случае, при помощи переменного резисторного элемента можно регулировать время, на протяжении которого будет осуществляться заряд конденсаторного компонента С2. Если положение этой детали будет крайним правым, то показатель зарядного тока будет наибольшим, и наоборот. Благодаря диоду VD5 осуществляется защита управляющей цепи тиристора VS1.

Плюсы и минусы

Основное преимущество такого прибора — это качественная зарядка током, которая позволит не разрушить, а увеличить ресурс эксплуатации аккумулятора в целом.

Если нужно, ЗУ может быть дополнено всевозможными автоматическими компонентами, предназначенными для таких опций:

  • прибор сможет отключиться в автоматическом режиме, когда зарядка будет завершена;
  • поддержание оптимального напряжения аккумулятора в случае его длительного хранения без эксплуатации;
  • еще одна функция, которую можно расценивать как преимущество — тиристорное ЗУ может сообщать автовладельцу о том, правильно ли он подключил полярность АКБ, а это очень важно при зарядке;
  • также в случае добавления дополнительных компонентов может быть реализовано еще одно преимущество — защита узла от замыканий выхода (автор видео — канал Blaze Electronics).

Что касается непосредственно недостатков, то к ним можно отнести колебания зарядного тока, если напряжение в бытовой сети будет нестабильно. Кроме того, как и другие тиристорные регуляторы, такое ЗУ может создавать определенные помехи для передачи сигнала. Чтобы не допустить этого, при изготовлении ЗУ необходимо дополнительно установить LC-фильтр. Такие фильтрующие элементы, например, используются в сетевых блоках питания.

Как сделать ЗУ самостоятельно?

Если говорить о производстве ЗУ своими руками, то этот процесс рассмотрим на примере схемы 2. В данном случае тиристорное управления осуществляется посредством сдвига фаз. Весь процесс мы описывать не будем, поскольку он индивидуален в каждом случае, в зависимости от добавления дополнительных компонентов в конструкцию. Ниже рассмотрим основные нюансы, которые следует учесть.

В нашем случае устройство собирается на обычном оргалите, в том числе и конденсатор:

  1. Диодные элементы, отмеченные на схеме как VD1 и VD 2, а также тиристоры VS1 и VS2, следует установить на теплоотводе, монтаж последних допускается на общем теплоотводе.
  2. Элементы сопротивления R2, а также R5, следует использовать не менее, чем по 2 ватта.
  3. Что касается трансформатора, то его можно приобрести в магазине либо взять из паяльной станции (качественные трансформаторы можно найти в старых советских паяльниках). Можно перемотать вторичный провод на новый сечением около 1.8 мм на 14 вольт. В принципе, можно использовать и более тонкие провода, поскольку этой мощности будет достаточно.
  4. Когда все элементы будут у вас на руках, всю конструкцию можно установить в один корпус. Например, для этого можно взять старый осциллограф. В этом случае мы не будем давать какие-либо рекомендации, поскольку корпус — это личное дело каждого.
  5. После того, как зарядный прибор будет готов, необходимо проверить его работоспособность. Если у вас есть сомнения касательно качества сборки, то мы бы порекомендовали произвести диагностику прибора на более старой АКБ, которую в случае чего не жалко будет выбросить. Но если вы все сделали правильно, в соответствии со схемой, то проблем в плане эксплуатации возникнуть не должно. Учтите и то, что изготовленное ЗУ не нуждается в настройке, оно изначально должно работать правильно.
Простое тиристорное ЗУ в корпусе осциллографа

Видео «Простое тиристорное ЗУ своими руками»

Как сделать простое тиристорное ЗУ своими руками — смотрите на видео ниже (автор ролика — канал Blaze Electronics).

 Загрузка …

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Тема автомобильных зарядных устройств интересна очень многим. Из статьи вы узнаете, как переделать компьютерный блок питания в полноценное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Оно будет представлять собой импульсное зарядное устройство для аккумуляторов с емкостью до 120 А·ч, то есть зарядка будет довольно мощной.

Собирать практически ничего не нужно – просто переделывается блок питания. К нему добавится всего один компонент.

Компьютерный блок питания имеет несколько выходных напряжений. Основные силовые шины имеют напряжение 3,3, 5 и 12 В. Таким образом, для работы устройства понадобится 12-вольтовая шина (желтый провод).

Для зарядки автомобильных аккумуляторов напряжение на выходе должно быть в районе 14,5-15 В, следовательно, 12 В от компьютерного блока питания явно маловато. Поэтому первым делом необходимо поднять напряжение на 12-вольтовой шине до уровня 14,5-15 В.

Затем, нужно собрать регулируемый стабилизатор тока или ограничитель, чтобы была возможность выставить необходимый ток заряда.

Зарядник, можно сказать, получится автоматическим. Аккумулятор будет заряжаться до заданного напряжения стабильным током. По мере заряда сила тока будет падать, а в самом конце процесса сравняется с нулем.

Приступая к изготовлению устройства необходимо найти подходящий блок питания. Для этих целей подойдут блоки, в которых стоит ШИМ-контроллер TL494 либо его полноценный аналог K7500.

Когда нужный блок питания найден, необходимо его проверить. Для запуска блока нужно соединить зеленый провод с любым из черных проводов.

Если блок запустился, нужно проверить напряжение на всех шинах. Если все в порядке, то нужно извлечь плату из жестяного корпуса.

После извлечения платы, необходимо удалить все провода, кроме двух черных, двух зеленого и идет для запуска блока. Остальные провода рекомендуется отпаять мощным паяльником, к примеру, на 100 Вт.

На этом этапе потребуется все ваше внимание, поскольку это самый важный момент во всей переделке. Нужно найти первый вывод микросхемы (в примере стоит микросхема 7500), и отыскать первый резистор, который применен от этого вывода к шине 12 В.

На первом выводе расположено много резисторов, но найти нужный — не составит труда, если прозвонить все мультиметром.

После нахождения резистора (в примере он на 27 кОм), необходимо отпаять только один вывод. Чтобы в дальнейшем не запутаться, резистор будет называться Rx.

Теперь необходимо найти переменный резистор, скажем, на 10 кОм. Его мощность не важна. Нужно подключить 2 провода длиной порядка 10 см каждый таким образом:

Один из проводов необходимо соединить с отпаянным выводом резистора Rx, а второй припаять к плате в том месте, откуда был выпаян вывод резистора Rx. Благодаря этому регулируемому резистору можно будет выставлять необходимое выходное напряжение.

Стабилизатор или ограничитель тока заряда очень важное дополнение, которое должно иметься в каждом зарядном устройстве. Этот узел изготавливается на базе операционного усилителя. Тут подойдут практически любые «операционники». В примере задействован бюджетный LM358. В корпусе этой микросхемы два элемента, но необходим только один из них.

Пару слов о работе ограничителя тока. В этой схеме операционный усилитель применяется в качестве компаратора, который сравнивает напряжение на резисторе с низким сопротивлением с опорным напряжением. Последнее задается при помощи стабилитрона. А регулируемый резистор теперь меняет это напряжение.

При изменении величины напряжения операционный усилитель постарается сгладить напряжение на входах и сделает это путем уменьшения или увеличения выходного напряжения. Тем самым «операционник» будет управлять полевым транзистором. Последний регулирует выходную нагрузку.

Полевой транзистор нужен мощный, поскольку через него будет проходить весь ток заряда. В примере используется IRFZ44, хотя можно использовать любой другой соответствующих параметров.

Транзистор обязательно устанавливается на теплоотвод, ведь при больших токах он будет хорошенько нагреваться. В этом примере транзистор просто прикреплен к корпусу блока питания.

Печатная плата была разведена на скорую руку, но получилось довольно неплохо.

Теперь остается соединить все по картинке и приступить к монтажу.

Напряжение выставлено в районе 14,5 В. Регулятор напряжения можно не выводить наружу. Для управления на передней панели имеется только регулятор тока заряда, да и вольтметр тоже не нужен, поскольку амперметр покажет все, что надо видеть при зарядке.

Амперметр можно взять советский аналоговый или цифровой.

Также на переднюю панель был выведен тумблер для запуска устройства и выходные клеммы. Теперь можно считать проект завершенным.

Получилось несложное в изготовлении и недорогое зарядное устройство, которое вы можете смело повторить сами.

Автор: АКА КАСЬЯН.

Прикрепленные файлы: СКАЧАТЬ.


 

Мастерим простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора по схеме

Автор: Виктор

В продаже сегодня можно встретить множество различных зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов. Они различаются между собой как по цене, так и по техническим характеристикам. Но для того, чтобы стать обладателем ЗУ, необязательно идти в магазин и покупать прибор, ведь если у вас есть знания в области электроники, соорудить такое устройство не составит труда. Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, а также инструкция по изготовлению ЗУ представлена в этой статье.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Описание схемы

Для начала рассмотрим особенности, касающиеся схемы ЗУ для АКБ. Как сказано выше, для того, чтобы сделать зарядное устройство для батареи автомобиля своими руками, вы должны обладать простейшими знаниями в области электротехники. Схема простого зарядного устройства включает в себя несколько компонентов, одним из основных является трансформаторное устройство. Этот девайс не так легко найти в продаже, целесообразней будет извлечь из старого телевизора, в данном случае для изготовления ЗУ мы будем использовать трансформатор ТС 180. Найти такое устройство можно на рынке, где торгую старыми запчастями от бытовой техники.

Схема для изготовления самодельного ЗУ

Трансформаторный узел должен быть оснащен двумя вторичными обмотками, который рассчитаны:

  • на напряжение 6.4 В;
  • на ток, составляющий 4.7 А.

В том случае, если вы подключите последовательно обе обмотки, то на выходе получите 12.8 вольт. Для зарядки полностью разряженного аккумулятора этого может не хватить (в данном случае потребуется не меньше 14 вольт), но для подзарядки, а также зарядки не сильно разряженных АКБ этого напряжения хватит.

Если вы хотите все сделать правильно по схеме, то выводы 9 и 9′ необходимо соединить друг с другом, для этого используется толстый провод. А вот к контактам 10 и 10′ нужно будет припаять диодный мост, для этого применяется аналогичный провод. На схеме вы можете увидеть обозначение Д242А — это диодный мост, который состоит из четырех компонентов.

Руководство по изготовлению

Для изготовления зарядки автомобильного аккумулятора своими руками из инструментов вам потребуется только паяльник с расходными материалами, текстолитовая плита, а также провод с вилкой для бытовой розетки. В принципе, может использоваться любая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, но мы опишем процесс на наиболее простом варианте (автор видео об изготовлении простейшего ЗУ в домашних условиях — канал SDELAJ SAM).

Этапы

Итак, чтобы соорудить прибор своими руками, вам нужно будет выполнить следующие действия:

  1. Для начала займемся диодными элементами. Монтаж диодов осуществляется на радиаторные устройства. Сам радиатор можно вытащить из старого компьютера — он установлен непосредственно на процессоре. Диодный мост необходимо собрать на подготовленном текстолите, причем учтите, что размер плитки определит габариты самого ЗУ.
  2. Когда с диодами разберетесь, переходите к следующему этапу — теперь мы будем работать с трансформатором, вернее, с его обмотками. Первичные обмотки подключаются последовательно, причем между выводами 1 и 1′ необходимо будет поставить перемычку, для этого используется паяльник. Далее, тем же паяльником нужно припаять провод с вилкой для бытовой розетки, провод припаивается к выводам 2 и 2′. Если вы хотите, чтобы устройство работало надежно, вам нужно будет также дополнить цепь предохранительными элементами — для вторичного участка цепи подойдет устройство на 10 ампер, для первичного — на 0.5 А.
  3. Затем, в соответствии с имеющейся схемой, вам нужно будет припаять провода с зажимами, которые будут подключаться к аккумуляторной батарее. Чтобы изготовленный своими руками прибор работал без перебоев, сечение проводов должно составлять не меньше 2.5 мм.
  4. На завершающем этапе вам нужно будет ограничить зарядный ток, чтобы он не разрушил конструктивные элементы аккумулятора. Для ограничения тока необходимо подключить 112-вольтную лампу мощностью не более 60 Вт. Этот элемент следует вмонтировать в место разрыва отрицательного провода. Помните о том, что чем ниже будет мощность лампы, тем, соответственно, будет ниже и зарядный ток. Для контроля работоспособности основных характеристик сооружаемого своими руками прибора в цепь можно добавить амперметр.

Фотогалерея «Другие схемы для изготовления ЗУ»

1. Вариант схемы для изготовления ЗУ
2. Более сложная схема для самодельного прибора

Особенности зарядки АКБ самодельным ЗУ

Как правильно заряжать автомобильный аккумулятор с помощью самодельного прибора?

Процесс зарядки будет идентичным использованию фирменного ЗУ, но есть определенные нюансы, которые нужно учитывать:

  1. Во-первых, ни в коем случае нельзя перепутать полярность при подключении, в противном случае это может привести к разрушению пластин внутри АКБ. Положительный зажим всегда подключается к плюсу АКБ, а отрицательный, соответственно, к минусу.
  2. Во-вторых, никогда не проверяйте самодельное ЗУ на искру. Если вы решите замкнуть провода на выводах батареи, это может привести если не к выходу прибора из строя, то к его возможным неисправностям в будущем.
  3. В-третьих, запомните — когда зарядный прибор подключается к АКБ, он должен быть отключен от бытовой сети. Только после того, как вы соедините зажимы с аккумуляторными выводами, вилку от ЗУ можно будет включить в розетку.
  4. Если говорить о разработке самого зарядного прибора, то в ходе работ, а также его использования нужно быть наиболее аккуратным. При эксплуатации девайса необходимо руководствоваться всеми нормами безопасности. Как показывает практика, уже не раз происходили случаи, когда люди, допуская ошибки в ходе разработки и сборки прибора, не только выводили из строя АКБ при подключении, но и сами травмировались. Так что все действия осуществляйте в соответствии со схемой.
  5. Так как вы станете обладателем самодельного ЗУ, в ходе использования за ним в любом случае необходимо следить. Не уходите из дома, пока прибор включен в сеть и заряжает аккумулятор.

Видео «Пример изготовления самодельного ЗУ»

Пример сборки простейшего ЗУ в домашних условиях описан на видео ниже (автор — канал AKA KASYAN).

 Загрузка …

Схема и описание тиристорного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов

 

Схема и описание простого самодельного зарядного устройства на тиристоре для зарядки автомобильных аккумуляторов.


Устройство с электронным управлением зарядным током, выполнено на основе тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности. Оно не содержит дефицитных деталей, при заведомо исправных элементах не требует налаживания.

Это зарядное устройство на тиристоре позволяет заряжать автомобильные аккумуляторные батареи током от 0 до 10 А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы.

Зарядный ток по форме близок к импульсному, который, как считается, способствует продлению срока службы батареи. Устройство работоспособно при температуре окружающей среды от – 35 °С до + 35°С. Схема устройства показана на рис. 1.

Нажмите на картинку для просмотра.

Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диодный мостVD1 + VD4.

Узел управления тиристором выполнен на аналоге однопереходного транзистора VT1, VT2 Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать переменным резистором R1. При крайнем правом по схеме положении его движка зарядный ток будет максимальным, и наоборот.

Диод VD5 защищает управляющую цепь тиристора VS1 от обратного напряжения, возникающего при включении тиристора.

Тиристорное зарядное устройство в дальнейшем можно дополнить различными автоматическими узлами (отключение по окончании зарядки, поддержание нормального напряжения батареи при длительном ее хранении, сигнализации о правильной полярности подключения батареи, защита от замыканий выхода и т. д.).

К недостаткам устройства можно отнести колебания зарядного тока при нестабильном напряжении электроосветительной сети.

Как и все подобные тиристорные фазоимпульсные регуляторы, устройство создает помехи радиоприему. Для борьбы с ними следует предусмотреть сетевой LC-фильтр, аналогичный применяемому в импульсных сетевых блоках питания.

Конденсатор С2 – К73-11, емкостью от0,47 до 1 мкФ, или. К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП.

Транзистор КТ361А заменим на КТ361Б — КТ361Ё, КТ3107Л, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж – KT50IK, а КТ315Л – на КТ315Б + КТ315Д КТ312Б, КТ3102Л, КТ503В + КТ503Г, П307 Вместо КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105Г или. Д226 с любым буквенным индексом.

Переменный резистор R1 – СП-1, СПЗ-30а или СПО-1.

Амперметр РА1 – любой постоянного тока со шкалой на 10 А. Его можно изготовить самостоятельно из любого миллиамперметра, подобрав шунт по образцовому амперметру.

Предохранитель F1 – плавкий, но удобно использовать и сетевой автомат на 10 А или автомобильный биметаллический на такой же ток.

Диоды VD1 + VP4 могут быть любыми на прямой ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии Д242, Д243, Д245, КД203, КД210, КД213).

Диоды выпрямителя и тиристор устанавливают на теплоотводы, каждый полезной площадью около 100 см2. Для улучшения теплового контакта приборов с теплоотводами желательно использовать теплопроводные пасты.

Вместо тиристора. КУ202В подойдут КУ202Г – КУ202Е; проверено на практике, что устройство нормально работает и с более мощными тиристорами Т-160, Т-250.

Следует заметить, что в качестве теплоотвода тиристора допустимо использовать непосредственно металлическую стенку кожуха. Тогда, правда, на корпусе будет минусовой вывод устройства, что в общем-то нежелательно из-за опасности случайных замыканий выходного плюсового провода на корпус. Если крепить тиристор через слюдяную прокладку, опасности замыкания не будет, но ухудшится отдача тепла от него.

В устройстве может быть использован готовый сетевой понижающий трансформатор необходимой мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22 В.

Если у трансформатора напряжение на вторичной обмотке более 18 В, резистор R5 следует заменить другим, большего сопротивления (например, при 24…26 В сопротивление резистора следует увеличить до 200 Ом).

В случае, когда вторичная обмотка трансформатора имеет отвод от середины, или есть две одинаковые обмотки и напряжение каждой находится в указанных пределах, то выпрямитель лучше выполнить по стандартной двуполупериодной схеме на двух диодах.

При напряжении вторичной обмотки 28…36 В можно вообще отказаться от выпрямителя – его роль будет одновременно играть тиристор VS1 (выпрямление – однополупериодное). Для такого варианта блока питания необходимо между резистором R5 и плюсовым проводом включить разделительный диод КД105Б или Д226 с любым буквенным индексом (катодом к резистору R5). Выбор тиристора в такой схеме будет ограничен – подойдут только те, которые допускают работу под обратным напряжением (например, КУ202Е).

Для описанного устройства подойдет унифицированный трансформатор ТН-61. Три его вторичных обмотки нужно соединить согласно последовательно, при этом они способны отдать ток до 8 А.

Все детали устройства, кроме трансформатора Т1, диодов VD1 – VD4 выпрямителя, переменного резистора R1, предохранителя FU1 и тиристора VS1, смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.

Рекомендуем посмотреть:

Тиристорное зарядное устройство

Схема автоматического ЗУ на тиристорах и микросхеме


Принципиальная схема автомобильного зарядного устройства на 12 В

Принципиальная схема



В отличие от многих устройств, это зарядное устройство непрерывно заряжается с максимальным током, снижаясь только при почти полном напряжении аккумулятора. В этом агрегате ток полной нагрузки секции питающего трансформатора / выпрямителя составлял 4,4 А. Он уменьшается до 4 А при 13,5 В, 3 А при 14,0 В, 2 А при 14,5 В и 0 А при 15,0 В.

Работа схемы:

Транзистор Q1, диоды D1-D3 и резистор R1 образуют простой источник постоянного тока.R1 фактически устанавливает ток через Q1 – напряжение на этом резисторе плюс напряжение эмиттер-база Q1 равно напряжению на D1-D3. Предполагая, что 0,7 В на каждом диоде и на переходе база-эмиттер Q1, ток через R1 составляет примерно 1,4 / 0,34 = 4,1 А. IC гарантирует, что Q1 (и, следовательно, источник постоянного тока) включен.

Когда аккумулятор полностью заряжен, ток через микросхему падает до очень низкого значения, и Q1 отключается (поскольку больше нет тока база-эмиттер).R2 ограничивает ток через IC. Он пропускает через регулятор достаточный ток, чтобы Q1 был полностью включен при напряжении батареи примерно до 13,5 В. Уменьшение значения R2 эффективно увеличивает конечное напряжение батареи за счет повышения точки отсечки тока. И наоборот, диод, включенный последовательно с одним из выводов батареи, снизит полностью заряженное напряжение примерно на 0,7 В.



Принципиальная схема:



Детали:

Резисторы
R1 = 0,32R
R2 = 8,2R

Конденсаторы
C1 = 10,000 мкФ – 63 В

Полупроводники
D1 = 1N4004
D2 Q1 = MJ1504
IC = 7815 REG
BR1 = 1N4004x4

Разное
B1 = 12-вольтная батарея



Примечания:
  • Входные напряжения зарядного устройства – 20 вольт переменного тока
  • R1 и R2 – резисторы высокой мощности, такие как 2W, 3W. 5 Вт и может быть и выше.Выберите мощность по вашему выбору.
  • Q1 и IC требует хорошего радиатора. Если они установлены на одном радиаторе и будут дросселировать цепь, если Q1 станет слишком горячим.


Основы проектирования схемы зарядки аккумуляторов

Зарядка аккумуляторов проста (теоретически) – подайте напряжение на клеммы, и аккумулятор зарядится. Если важны безопасная зарядка, быстрая зарядка и / или максимальное время автономной работы, тогда все усложняется. В этой статье будут рассмотрены различные аспекты зарядки никель-металл-гидридных (NiMH), никель-кадмиевых (NiCd), литий-ионных (Li-ion) и свинцово-кислотных (PbA) аккумуляторов.

Три наиболее распространенных аккумулятора в электронных устройствах: NiMH, NiCd и Li-ion. Для таких аккумуляторов показатель C является важным фактором при определении параметров зарядки. «C» обозначает емкость аккумулятора при разряде в течение одного часа. Например, аккумулятор емкостью 1000 мАч можно заряжать при температуре 0,33 ° C, в результате чего ток заряда составляет около 0,33 мА в течение трех часов для достижения полной зарядки. Емкость этих батарей определяется относительно минимально допустимого напряжения, называемого напряжением отключения.Именно это напряжение обычно определяет «разряженное» состояние батареи. В этот момент еще есть заряд, но его извлечение может привести к повреждению аккумулятора.

Для батарей PbA номинальное значение в ампер-часах (Ач) обычно является важным фактором при определении методологии зарядки. Емкость аккумулятора рассчитывается исходя из полной разрядки; напряжение отключения не учитывается и не обязательно является фактической полезной емкостью.

Зарядка аккумуляторов в электронных устройствах

Номинальное напряжение NiMH и NiCd аккумуляторов около 1.2 В на элемент, и их обычно следует заряжать до 1,5–1,6 В на элемент. Дельта-температура (dT / dt), температурный порог, обнаружение пикового напряжения, отрицательное дельта-напряжение и простые таймеры являются одними из методов, используемых для определения того, когда следует прекратить зарядку NiMH и NiCd аккумуляторов. Для более ответственных применений одно или несколько устройств можно объединить в одном зарядном устройстве.

Обнаружение пикового напряжения используется в схеме зарядки аккумулятора стабилизатора постоянного тока (CCR), показанной ниже. Используя точку обнаружения пикового напряжения 1.5 В на элемент приведет к зарядке примерно до 97% полной емкости NiMH и NiCd аккумуляторов.

Блок-схема простой схемы зарядки аккумулятора стабилизатора постоянного тока. (Изображение: ON Semiconductor)

Общие рекомендации по зарядке литий-ионных аккумуляторов

С соответствующей осторожностью показанное выше зарядное устройство CCR можно использовать для зарядки литий-ионного аккумулятора. Литий-ионные аккумуляторы часто заряжаются до 4,2 В / элемент при 0,5 ° C или менее до емкости, близкой к 1 ° C, иногда с более медленной скоростью зарядки.Задача состоит в том, чтобы поддерживать температуру ниже 5 ° C. Более высокая температура во время зарядки может привести к катастрофическому событию, например к пожару. А температура литий-ионного аккумулятора обычно больше всего повышается на последних этапах зарядки. Этот контроллер CCR пытается устранить эту потенциальную проблему, не включая вторую ступень зарядки с более низкой скоростью. Исключение второй стадии зарядки помогает продлить срок службы батареи, а также помогает поддерживать ее безопасную работу. Однако отказ от второго этапа зарядки также означает, что аккумулятор будет заряжаться только до нуля.85C, или 85% от максимальной емкости.

Если литий-ионный аккумулятор не заряжается очень медленно (обычно 0,15 ° C или даже меньше), прекращение заряда при достижении напряжения 4,2 В / элемент приведет к зарядке аккумулятора только до 0,7 ° C. Некоторые батареи могут нагреваться только до 0,4 ° C.

Зарядка литиевых батарей при напряжении менее 4,2 В на элемент возможна, но также не рекомендуется. В то время как батареи другого химического состава не заряжаются при низком напряжении, литиевые батареи заряжаются, но не достигают полной зарядки. Преимущество зарядки при более низком напряжении состоит в том, что срок службы значительно увеличивается, но при гораздо меньшей емкости.

Хотя простые схемы зарядки аккумуляторов с постоянным током могут обеспечить низкую стоимость и относительно медленную зарядку, для повышения производительности необходимы многоступенчатые технологии. Для литий-ионных аккумуляторов зарядка должна быть прекращена; непрерывная подзарядка недопустима. Избыточный заряд литий-ионных аккумуляторов может повредить элемент, что может привести к появлению металлического лития и стать опасным.

На приведенной ниже схеме показан более оптимальный подход к зарядке литиевых аккумуляторов. Если аккумулятор полностью или почти полностью разряжен, процесс начинается с непрерывной зарядки, за которой следует более быстрая предварительная зарядка.После достижения заранее определенного уровня заряда, в зависимости от конкретной заряжаемой батареи, происходит быстрая зарядка на основе подхода постоянного тока до тех пор, пока не будет достигнуто критическое напряжение батареи, обычно около 4,2 В / элемент. После этого следует зарядка при постоянном напряжении для завершения процесса. В этот момент зарядка прекращается, и на аккумулятор не подается напряжение.

Кривые зарядки литий-ионных аккумуляторов. (Изображение: Monolithic Power Systems)

Существует множество альтернативных топологий для зарядки литий-ионных аккумуляторов.Двумя общими из них являются узкое напряжение постоянного тока и гибридная ускоренная зарядка, оптимизированная для конкретных случаев использования.

Узкое напряжение постоянного тока

Узкое напряжение постоянного тока (NVDC) изначально было инициативой Intel ™, разработанной для повышения эффективности системы за счет снижения диапазона напряжений системной нагрузки в ноутбуках и планшетных компьютерах. Это достигается заменой обычного зарядного устройства на системное зарядное устройство с понижающим преобразователем. Это позволяет оптимизировать преобразователь постоянного тока в постоянный (понижающий) и убрать переключатель тракта питания, сэкономив рассеиваемую мощность, площадь платы и стоимость.

На рисунке ниже показан пример реализации NVDC. Система подключается к адаптеру через понижающий преобразователь. NVDC работает как понижающий преобразователь, когда аккумулятор заряжается и когда аккумулятор дополняет адаптер для обеспечения питания системы.

Зарядное устройство

NVDC для таких приложений, как ультра-книги или планшеты. (Изображение: ON Semiconductor)

Из-за меньшего изменения напряжения NVDC имеет более высокий общий КПД, чем зарядное устройство Hybrid Power Boost (HPB) (обсуждается в следующем разделе), и обычно обеспечивает лучшую переходную характеристику линии.Два недостатка NVDC включают:

  • Более низкое напряжение в системе приводит к более высоким токам на шине, что увеличивает потери проводимости в дорожках печатной платы и сводит на нет часть экономии энергии, достигаемой при использовании устройств с более низким номинальным напряжением.
  • Поскольку используются полевые транзисторы и катушки индуктивности с более высоким номинальным током, размер, стоимость и рассеиваемая мощность зарядного устройства могут быть выше.

Гибридная усиленная зарядка

Как NVDC, так и HPB позволяют адаптеру и аккумулятору работать вместе, обеспечивая нагрузку на систему, когда она превышает номинальные параметры адаптера.HPB в обратном направлении подает энергию батареи к системной шине. В то же время конфигурация NVDC быстро включает QBAT (на рисунке выше), чтобы батарея могла помочь адаптеру и обеспечить питание системы.

В конфигурации HPB понижающий преобразователь работает нормально, в то время как адаптер обеспечивает питание системы и заряжает аккумулятор. Когда мощности адаптера недостаточно, понижающий преобразователь работает в обратном направлении, позволяя батарее дополнять адаптер. HPB можно реализовать с помощью обычного адаптера.

Упрощенная схема зарядного устройства Hybrid Power Boost. (Изображение: Renesas)

Внедрение HPB требует изменения контроллера зарядного устройства. По сравнению с обычным зарядным устройством HPB позволяет аккумулятору обеспечивать дополнительную мощность при необходимости. Недостатком является то, что эффективность системы зарядки при малой нагрузке ниже.

Например, в планшетах и ​​портативных компьютерах HPB используется для обеспечения максимальной производительности ЦП и ГП одновременно во время игр.В этом случае и адаптер переменного тока, и аккумулятор могут одновременно подавать питание на систему. Когда заряд аккумулятора превышает 40%, HPB автоматически запускается в зависимости от требований программы. Когда HPB работает, аккумулятор разряжается. Когда заряд аккумулятора падает ниже 30%, работа HPB приостанавливается, и аккумулятор начинает заряжаться.

Трехступенчатая зарядка свинцово-кислотной

Свинцово-кислотные батареи

также требуют нескольких этапов зарядки для оптимальной работы.Однако по сравнению с рассмотренными выше литиевыми батареями это намного более простой процесс. Хотя зарядные устройства для аккумуляторов PbA имеют от двух до пяти уровней зарядки, трехступенчатые зарядные устройства (также называемые трехфазными или трехступенчатыми) являются наиболее распространенными. Три этапа: объем, абсорбция и тонкая струйка.

Обозначение DIN 41773 для трехфазной зарядки PbA – «IUoU». IUoU означает: «I» (постоянный ток, объемная зарядка), «Uo» (постоянное напряжение, абсорбционная зарядка) и «U» (также постоянное напряжение, непрерывная зарядка).Независимо от маркировки трех фаз, цель состоит в том, чтобы полностью зарядить аккумулятор за относительно короткое время, сохранить длительный срок службы аккумулятора и поддерживать аккумулятор полностью заряженным до тех пор, пока он подключен к зарядному устройству.

Во время стадии накопления аккумулятор достигает примерно 80% полного заряда, если предполагается, что постоянный ток составляет примерно 25% от номинального значения ампер-часов (Ач) аккумулятора. Эта цифра в 25% может варьироваться от производителя к производителю, требуя, чтобы объем заряда составлял всего 10% от номинала Ач.Практически в каждом случае зарядка быстрее, чем 25% от номинального значения Ач на этапе накопления, сократит срок службы батареи. Интеллектуальное зарядное устройство можно использовать для максимально быстрой зарядки аккумулятора при сохранении температуры ниже 100 ° F . Хотя это может быть эффективным, оно также может сократить срок службы некоторых батарей, поэтому следует соблюдать рекомендации производителя.

Трехступенчатая схема зарядки герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов. (Изображение: Vorp Energy)

Во время стадии поглощения (иногда называемой «стадией выравнивания») оставшиеся 20% заряда завершаются.На этом этапе контроллер перейдет в режим постоянного напряжения, поддерживая заданное напряжение зарядки, обычно между 14,1 и 14,8 В постоянного тока, в зависимости от конкретного типа заряжаемой свинцово-кислотной батареи, при этом соответственно уменьшая ток зарядки. Если аккумулятор был поврежден (например, из-за накопления стойкого сульфатирования) и ток не падает должным образом, зарядное устройство должно выключиться или немедленно переключиться на плавающую ступень.

Зарядное устройство снижает зарядное напряжение до 13.0 В постоянного тока и 13,8 В постоянного тока, опять же, в зависимости от конкретного типа свинцово-кислотной батареи, заряжаемой во время фазы поплавка. Зарядный ток снижен до более чем 1% от номинальной емкости аккумулятора. Свинцово-кислотные аккумуляторы можно держать в плавучем состоянии неограниченное время. Фактически, поддержание батареи в плавающем состоянии увеличивает срок ее службы, поскольку исключает возможность саморазряда, разряда батареи до неприемлемо низкого уровня и причинения необратимого повреждения.

Сводка

Зарядка аккумулятора в теории проста, но практические реализации, обеспечивающие максимальную производительность и срок службы аккумулятора, намного сложнее и часто требуют многоступенчатой ​​зарядки.Хотя конструкции регуляторов постоянного тока могут эффективно заряжать NiMH и NiCd аккумуляторы, они менее чем эффективны для зарядки аккумуляторов Li и PbA. Для Li- и PbA-аккумуляторов необходимы различные комбинации многоступенчатой ​​зарядки постоянным током и зарядки постоянным напряжением, чтобы обеспечить максимальную производительность, продлить срок службы аккумуляторов и обеспечить безопасную работу.

Ссылки

3-ступенчатые контроллеры заряда для зарядки солнечных батарей, зарядное устройство Vorp Energy
, Википедия
Цепь зарядки стабилизатора постоянного тока, ON Semiconductor
Hybrid Power Boost (HPB) Зарядное устройство для аккумуляторов с интерфейсом SMBus, Renesas
Как выбрать зарядку для литий-ионных аккумуляторов ИС управления монолитными энергосистемами

Схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В 100 Ач

В этой статье мы создадим простую схему зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 В 100 Ач, которая даст вам ток 10 А.В статье рассматриваются 3 уникальные схемы зарядного устройства; вы можете разработать тот, который соответствует вашему состоянию.

Как заряжать сильноточные свинцово-кислотные батареи

Перед тем, как вы решите перейти к информации о конструкции зарядных устройств, важно точно понять, как осуществляется зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов с высоким ампер-часом. Правильные знания помогут вам точно определить, при каком напряжении, при каком токе необходимо заряжать аккумулятор и сколько времени потребуется для отключения от зарядного устройства.Это обеспечит оптимальную подзарядку аккумулятора и значительно снизит вероятность его преждевременной деградации.

Свинцово-кислотные аккумуляторы заряжаются в три этапа:

  1. Постоянный ток.
  2. Постоянное напряжение.
  3. Капельная зарядка.

Нам нужно просмотреть график характеристик зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов:

  • Характеристики зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов
  • Характеристики зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов
  • Зарядка постоянным током:

Аккумулятор 12 В обычно заряжается при 14 .2 В или 2,40 В на элемент. Как только мы присоединяем зарядное устройство к аккумулятору, напряжение падает с фактического уровня питания 14,2 В до уровня разряда аккумулятора. По мере того, как батарея заряжается, напряжение на клеммах начинает постепенно увеличиваться, пока не достигнет установленного значения 14,2 В. Однако ток, потребляемый от зарядного устройства, будет с указанной скоростью (например, если на входе 10 ампер, потребление начнется с 10 ампер. .)

На графике, приведенном для университета батарей, вы видите прямую часть красной линии, обозначающую ток, который также остается постоянным с течением времени.Эта часть процедуры зарядки называется зарядкой постоянным током. 70 ПРОЦЕНТОВ батареи будет заряжено в течение периода CC.

Зарядка при постоянном напряжении:

Линия зеленого цвета на графике показывает напряжение аккумулятора, которое увеличивается в процессе зарядки. В положении (14,4В), когда напряжение будет постоянным. Впоследствии ток начнет быстро уменьшаться, это показано оранжевой пунктирной линией. Этот период известен как зарядка при постоянном напряжении.Остальные 30% батареи будут заряжены на этом этапе.

Примечание. Переход от фазы постоянного тока к фазе постоянного напряжения происходит естественным образом.

Капельная зарядка:

Капельная зарядка выполняется с использованием тока, равного скорости саморазряда батареи. Это выполняется без подключенной нагрузки.

Когда следует отключать аккумулятор от зарядного устройства?

Аккумулятор должен быть полностью отключен от зарядного устройства или должен заряжаться непрерывным током пониженным током, когда ток зарядки достигает 3% от емкости аккумулятора (Ач).

Например, аккумулятор емкостью 100 Ач должен отключаться каждый раз, когда ток зарядки снижается до 3 А. Аккумулятор на 200 Ач должен быть отключен, когда ток зарядки достигает 6 А. Сверх этого заряда можно повредить аккумулятор.

ПРИМЕЧАНИЕ. Измерение только напряжения не даст нам информации о том, полностью заряжен аккумулятор или нет. Это ток, который показывает фактическое состояние заряда.

Как рассчитать ток зарядки свинцово-кислотного аккумулятора?

Зарядный ток практически для любой свинцово-кислотной батареи должен соответствовать рекомендациям производителя.С другой стороны, зарядка батареи ниже определенного значения не повредит батарее, но для достижения полной зарядки потребуется больше времени.

Зарядный ток для свинцово-кислотных аккумуляторов обычно составляет от 10% до 25% от объема.
Например: если у вас аккумулятор на 100 Ач, его можно заряжать на 10 А. Для тех, у кого аккумулятор на 200Ач, можно заряжать на 20А и так далее.

Вы можете воспользоваться следующей формулой: Зарядный ток = 1/10 x Ач.

Сколько времени потребуется для зарядки аккумулятора?

Предположим, батарея разряжена (не слишком разряжена), вы можете применить следующую формулу:

часов = Ач / скорость зарядки

Например:

часов = 100А / 10Ач = 10 часов.
Лучше всего измерить ток, чтобы убедиться, полностью ли заряжен аккумулятор.

Поздравляем, теперь вы полностью понимаете, при каком токе и напряжении нужно заряжать аккумулятор при имеющейся емкости свинцово-кислотного аккумулятора.Вы понимаете, когда следует отключать аккумулятор от источника напряжения, и вы также получили приблизительное представление о том, сколько времени требуется для полной зарядки аккумулятора.

3 способа зарядки аккумуляторной батареи 12 В 100 Ач

Следующие 3 простые принципиальные схемы объясняют, как безопасно и дешево заряжать свинцово-кислотную аккумуляторную батарею 12 В 100 Ач, не причиняя вреда аккумулятору. Эти схемы также обеспечат долгий срок службы вашей батареи.

Использование LM317 и повышающего транзистора внешнего тока

Вышеупомянутая схема выглядит довольно простой, но позволяет заряжать аккумулятор 12 В 100 Ач с максимальной эффективностью.

Все мы знаем, насколько эффективна микросхема LM317, к тому же эта микросхема легко доступна и дёшево.

Хотя один LM317 не сможет обеспечить требуемый ток в 10 ампер, включение силового транзистора PNP увеличивает емкость схемы в 10 раз и позволяет ей выдерживать ток до 10 ампер и выше.

Убедитесь, что вы настроили значение R2 так, чтобы выход был настроен на 14,2 В.

Выходной ток можно регулировать, регулируя значение 0.Резистор на 3 Ом. Это нужно будет сделать методом проб и ошибок.

Детали распиновки транзистора 2955 можно узнать ниже:

Использование транзистора 2N3055

Следующее зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 В 100 Ач, показанное ниже, вероятно, проще, чем приведенное выше.

На этой схеме мы видим пару дополнительных силовых транзисторов, используемых в режиме высокого усиления по току. Здесь мы использовали популярный 2N3055 и дополняющий его 2N2955 вместе, чтобы создать пару с высоким коэффициентом усиления для подачи необходимых 10 ампер на батарею для эффективной зарядки.

Однако убедитесь, что входной ток питания постоянен и составляет 10 ампер.

Использование регулятора напряжения 7815

Хорошо, у вас есть микросхема регулятора напряжения 7815 в вашем мусорном ящике. Если вы это сделаете, вы можете быстро спроектировать сильноточное зарядное устройство на 100 Ач, просто объединив его с любым PNP-транзистором на 15 А, таким как описанный выше 2N2955.

Вы можете найти принципиальную схему ниже:

Вышеупомянутая схема рассчитана на выходную мощность 2 А, но вы можете легко модернизировать ее до 10 А, чтобы она стала пригодной для зарядки нашей батареи 12 В 100 Ач.

Чтобы получить все подробности расчетов, вы можете обратиться к таблице , приведенной в этой статье

Как сделать зарядное устройство 12 В в домашних условиях

Что такое зарядное устройство?

Зарядное устройство для аккумуляторов – это простое электронное устройство, которое используется для передачи энергии вторичному элементу или аккумулятору, проталкивая через него электрический ток. Они относительно недороги и их легко построить дома. Итак, в этой статье мы рассмотрим пошаговую инструкцию, как сделать зарядное устройство 12 В.Так что давайте перейдем к делу.

Это множество вариантов зарядных устройств, доступных на сегодняшнем рынке, таких как импульсные зарядные устройства, устройства непрерывной зарядки и быстрые зарядные устройства и т. Д. Но в целом все зарядные устройства построены по одной и той же схеме. Понижающий трансформатор вместе с конденсатором класса X, подключенным последовательно для понижения высокого входного переменного тока до полезного уровня, и мостовой выпрямитель для преобразования сигнала переменного тока в пульсирующий постоянный ток. Вы также можете использовать сглаживающий конденсатор на выходе выпрямителя, чтобы избавиться от шума.

JLCPCB – ведущая компания по производству прототипов печатных плат в Китае, предоставляющая нам лучший сервис, который мы когда-либо испытывали (качество, цена, обслуживание и время). Мы настоятельно рекомендуем заказывать печатные платы в JLCPCB. Все, что вам нужно сделать, это просто загрузить файл Gerber и загрузить его на веб-сайт JLCPCB после создания учетной записи, как указано в видео выше, посетите их веб-сайт, чтобы узнать больше! .

Компоненты оборудования

Для сборки этого проекта вам понадобятся следующие детали

[inaritcle_1]

Свинцово-кислотная батарея 12 В

Полезные шаги

Ниже приведены инструкции по изготовлению зарядного устройства на 12 В

.

1) Сделайте мостовой выпрямитель, подключив 4 диода 1N4007 в следующей конфигурации.

2) Припаяйте плюсовой и минусовой выводы мостового выпрямителя ко вторичной обмотке трансформатора без ТН.

3) Обрежьте лишние выводы мостового выпрямителя.

4) Припаяйте один конец конденсатора X-класса к положительной клемме источника переменного тока, а другой конец – к первичной обмотке трансформатора. Припаяйте отрицательную клемму питания к первичной обмотке трансформатора.

5) Припаяйте зажимы типа «крокодил» к клеммам мостового выпрямителя.

6) Подключите выходные клеммы зарядного устройства к клеммам разъема питания постоянного тока и проверьте цепь.

Зарядка аккумулятора (с включенным предохранителем)

Аккумулятор не заряжается (предохранитель отключен)

[inaritcle_1]

Рабочее объяснение

Работа этой схемы довольно проста. Сигнал 220 В переменного тока действует как вход для схемы зарядного устройства. этот сигнал переменного тока проходит через конденсатор номиналом X 1 мкФ, напрямую подключенный к линии переменного тока под напряжением, чтобы снизить напряжение переменного тока. Выходной сигнал проходит через понижающий трансформатор без СТ.

Выходной сигнал переменного тока затем подается на схему мостового выпрямителя, выполненную с использованием четырех диодов 1N4007.Выход постоянного тока мостового выпрямителя затем используется для зарядки любой свинцово-кислотной батареи 12 В с помощью зажимов для батареи.

Приложения

  • Обычно используется для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В в качестве резервного источника питания.

См. Также: Контроллер двигателя H-Bridge DIY | Схема Joule Thief | Домашняя автоматизация с использованием NodeMCU ESP266 и Firebase

Принципиальная схема простого зарядного устройства 12 В для батареи

Простая схема зарядного устройства на 12 В, разработанная с использованием нескольких легко доступных компонентов, и эта схема подходит для различных типов аккумуляторов, требующих 12 В.Вы можете использовать эту схему для зарядки батареи 12 В SLA или гелевой батареи 12 В и так далее. Эта схема предназначена для обеспечения зарядного тока до 3 ампер, и в этой схеме нет защиты от обратной полярности или защиты от перегрузки по току, поэтому, пожалуйста, проверьте эту схему перед тем, как приступить к зарядке аккумулятора.

Эта простая принципиальная схема зарядного устройства на 12 В дает вам общее представление о стандартном зарядном устройстве, и вы можете добавить в эту схему дополнительные функции, такие как защита от обратной полярности, установив диод на выходе.(Диодный анод для вывода положительного источника питания и диодный катод как выходной положительный вывод) и установка защиты от перегрузки по току с использованием транзисторов. Следующая схема зарядного устройства представляет собой необработанный прототип, обеспечивающий выходное напряжение аккумулятора 12 В.

Схема подключения

Необходимые компоненты


  1. Понижающий трансформатор (0–14 В переменного тока / 3 А) – выбор зависит от ваших требований.
  2. Модуль мостового выпрямителя BR1010
  3. Конденсаторы 0,01 мкФ, 100 мкФ / 25 В каждый
  4. Резистор 1 кОм (используйте 0.25 Вт для обычного светодиода)
  5. Светодиод

Строительство и работа

Используйте понижающий трансформатор необходимого тока для целевой батареи, здесь мы использовали понижающий трансформатор 0–14 В переменного тока / 3 А, а для выпрямления переменного тока в постоянный мы использовали модуль мостового выпрямителя BR1010, который обеспечивает высокоэффективный источник постоянного тока с высоким номинальным током.

BR1010

Этот модуль мостового выпрямителя будет иметь четыре клеммы, две для входа питания переменного тока, отмеченные знаком, и две клеммы для выхода постоянного тока, отмеченные положительным и отрицательным знаком.

Конденсаторы

C1 и C2 работают как фильтр в этой цепи, тогда светодиод указывает на наличие источника питания постоянного тока на выходе. Подключите целевой аккумулятор к выходу для зарядки.

Схема автоматической зарядки аккумулятора

– Полное руководство – Robu.in | Индийский интернет-магазин | Радиоуправляемый хобби

Считаете ли вы, что зарядные устройства для аккумуляторов стали важной частью нашей повседневной жизни, как в личной, так и в профессиональной сфере?

Дело в том, что мы хотим использовать портативное электронное оборудование, для работы которого требуется аккумулятор.Точно так же на рынке доступны различные виды электронного оборудования с батарейным питанием, например мобильные телефоны, электрические велосипеды, ноутбуки и т. Д.

Большинство из нас не инженеры, но хотят иметь возможность исправлять и предотвращать проблемы с аккумулятором простым способом. Для решения таких проблем мы используем зарядное устройство. Это безопасно для всех пользователей. Кроме того, безопасно перемещаться из одного места в другое (по дороге), так что каждый может использовать его с гибкостью.

Гиков всегда интересовало, как работают зарядные устройства.В этом блоге мы собираемся обсудить схему автоматической зарядки аккумулятора и ее параметры.

Основные параметры зарядки

Там три основных параметра, которые необходимо учитывать при зарядке аккумулятор безопасно:

  1. Постоянный ток (CC)
  2. Постоянное напряжение (CV) и
  3. Автоматическое отключение

Постоянный ток – Здесь величина тока зарядки аккумулятора является фиксированной. Этот ток поддерживается изменением напряжения.

Постоянное напряжение – Здесь ток будет изменяться в соответствии с требованиями зарядки аккумулятора, при этом напряжение остается постоянным.

Автоматическое отключение – Он постоянно определяет напряжение зарядки аккумулятора и, когда аккумулятор достигает полного уровня заряда, отключает напряжение зарядки.

Эти три основные вещи, которые необходимы для зарядки аккумулятора успешно, не влияя на срок службы батареи.

В литий-ионных батареях, помимо этих параметров, управление температурой и ступенчатая зарядка также важны для поддержания напряжения батареи и ее срока службы.Литий-ионный аккумулятор использует BMS (систему управления батареями) для поддержания этих параметров.

Давай вкратце выясните вышеупомянутые основные параметры.

Почему CC и CV важны?

Уровень зарядного тока является наиболее важным фактором, который существенно влияет на поведение аккумулятора. Это простой метод, который использует небольшой постоянный ток для зарядки аккумулятора во время полного процесса зарядки. Когда аккумулятор достигает заданного значения, зарядка CC прекращается.

В основном этот метод используется для зарядки никель-кадмиевых, никель-металлгидридных и литий-ионных аккумуляторов. Высокий ток зарядки быстро заряжает аккумулятор, но значительно снижает срок его службы. Следовательно, низкий зарядный ток обеспечивает высокое использование емкости, но заряжает аккумулятор медленно, что неудобно для электромобилей.

Например, в литий-ионной аккумуляторной батарее 2S две ячейки 18650 по 3,7 В каждая подключены последовательно, поэтому общее напряжение составляет 7,4 В. Этот аккумулятор необходимо зарядить, когда напряжение упадет до 6.4 В (3,2 В на элемент) и зарядка должна быть завершена до 8,4 В (4,2 В на элемент). Следовательно, значения 6,4 В и 8,4 В для этого аккумуляторного блока уже фиксированы.

Другой метод – это зарядка при постоянном напряжении, при которой поддерживается заданное напряжение для зарядки аккумулятора. Если напряжение постоянно, зарядный ток уменьшается по мере зарядки аккумулятора.

Для зарядки аккумулятора требуется более высокое значение тока, чтобы обеспечить постоянное напряжение на ранней стадии. Высокий зарядный ток от 15% до 80% обеспечивает быструю зарядку, но нагружает аккумулятор и может повлиять на срок его службы.

В режиме CC определяем ток зарядки. Этот ток зависит от класса C батареи / элемента (указанного в техническом описании батареи) и от номинала батареи в ампер-часах.

Предположим, мы выбрали значение 1000 мА в качестве постоянного зарядного тока. Таким образом, изначально, когда начинается зарядка аккумулятора, зарядное устройство должно перейти в режим CC и выдать 1000 мА в аккумулятор, изменяя напряжение зарядки. Благодаря этому аккумулятор будет заряжаться, и напряжение начнет медленно расти.

Цепь постоянного напряжения

Здесь мы рассматриваем режим CV зарядного устройства литиевой батареи, в котором мы должны регулировать напряжение батареи от 6,4 В до 8,4 В, как обсуждалось ранее. Стабилизатор напряжения IC LM317 может сделать это, используя всего два резистора. Схема ниже описывает схему зарядного устройства с режимом постоянного напряжения.

Для расчета выходного напряжения регулятора LM317,

  • Vout = 1,25 * (1 = (R2 / R1)), где 1.25 – опорное напряжение.

Здесь выходное напряжение (Vout) должно быть 8,4 В. Чтобы построить это схемы, значение R1 должно быть меньше 1000 Ом, поэтому мы используем 560 Ом Резистор. С помощью приведенной выше формулы мы можем вычислить значение R2.

  • 8,4 В = 1,25 * (1+ (R2 / 560 Ом)

В качестве альтернативы вы можете использовать любую комбинацию номиналов резистора, которая обеспечивает выходное напряжение 8,4 В. Для этой комбинации вы можете использовать онлайн-калькулятор LM317 для облегчить вашу работу.

Цепь постоянного тока

Используя единственный резистор, LM317 IC может быть регулятором тока. На схеме ниже показана схема зарядного устройства для этого регулятора тока.

Согласно приведенному выше объяснению, мы рассматриваем 1000 мА как Постоянный ток зарядки.

Для расчета номинала резистора на требуемый ток (указано в паспорте аккумуляторной батареи) as,

Резистор (Ом) = 1,25 / Ток (А)

Итак, нам нужно использовать 1.Резистор 25 Ом для построения этой схемы. У нас нет резистора с сопротивлением 1,25 Ом, поэтому мы выбираем ближайшее значение 1,5 Ом, которое указано на принципиальной схеме.

Цепь автоматического отключения

Автоотключение – важнейший параметр зарядки аккумулятора. В настоящее время в большинстве батарей используется цепь автоматического отключения. На приведенной ниже схеме показана схема зарядного устройства с функцией автоматического отключения. Это реализовано с помощью регулируемого стабилизатора напряжения LM317.

Эта схема обеспечивает регулируемое выходное напряжение постоянного тока и заряжает аккумулятор. LM317 – это монолитная интегрированная ИС, доступная в трех различных корпусах. Этот регулируемый регулятор напряжения обеспечивает ток нагрузки 1,5 А и диапазон выходного напряжения от 1,2 до 37 В.

Работа цепи автоматического отключения

В основном, он использует основные компоненты источника питания, такие как трансформатор, выпрямитель, фильтр и регулятор. Понижающий трансформатор (от 230 В до 15 В) понижает напряжение питания переменного тока.Далее, выпрямитель использует четыре диода 1N4007, которые преобразуют понижающий переменный ток в постоянный.

Конденсаторы C1 и C2 используются для работа фильтра. Для регулирования напряжения мы использовали микросхему C1 LM317. Это также работает как устройство управления током.

Здесь переменный резистор VR1 изменяет подачу питания на контакт ADJ (Adjust) регулятора напряжения и, следовательно, он изменяет выходное напряжение.

Здесь мы показали зеленый и красный светодиоды. Зеленый светодиод показывает состояние зарядки аккумулятора, а красный светодиод отображает полную зарядку аккумулятора.

Когда батарея полностью заряжается, стабилитрон (12 В) генерирует обратное напряжение, которое течет на базу транзистора BD139 и включает его. Из-за такой проводимости в транзисторе контакт ADJ регулятора напряжения будет подключаться к земле, которая отключает выходное напряжение регулятора. Во время этого непрерывного процесса, чтобы избежать теплового воздействия, используйте радиатор с регулятором напряжения.

IC LM317 предоставляет переменную выходное напряжение. Это напряжение можно изменять с помощью контакта ADJ, чтобы общее выходное напряжение as,

  • Vout = Vref (1 + R2 / R1) + IADJ R2

Где Vout – выходное напряжение.

В зависимости от положения резистора формула будет:

  • Vout = VREF (1 + VR1 / R1) + I ADJ VR1

Подающий ток в зависимости от номинала батареи

Очень важно выбрать зарядный ток, чтобы продлить срок службы батареи. Этот зарядный ток зависит от емкости аккумулятора (номинал в ампер-часах). Каждая батарея имеет определенный номинал в ампер-часах. Это заряд аккумулятора.

Пожалуйста, обратитесь к приведенным ниже примерам расчетов времени зарядки. Приведенные ниже расчеты являются приблизительными. Зарядный ток не всегда одинаковый. Когда аккумулятор почти полностью заряжен, зарядный ток уменьшается.

Например, у нас аккумулятор емкостью 50 Ач:

Сначала рассчитаем зарядный ток. По стандарту зарядный ток должен составлять 10% от емкости аккумулятора.

Следовательно, зарядный ток для АКБ 50А = 50 Ач x (10/100) = 5 Ампер.

Но из-за некоторых потерь мы можем взять 5-8 ампер для зарядки аккумулятора.

Предположим, мы использовали для зарядки 8 Ампер,

Тогда время зарядки аккумулятора 50 Ач = 50/8 = 6,25 часа.

Но это идеальный случай, практически замечено, что 40% потерь приходится на зарядку аккумулятора.

  • 50 x (40/100) = 20… .. (120 Ач x 40% потерь)

Следовательно, 50 + 20 = 70 Ач (50 Ач + потери)

Время зарядки аккумулятора = Ач / зарядный ток

  • 70/8 = 8.75 часов (в реальном случае)

Следовательно, для полной зарядки аккумулятора на 50 Ач потребуется около 9 часов. зарядка при необходимом зарядном токе 8А.

Если ваш аккумулятор имеет емкость 50 Ампер-час, то вам не следует использовать зарядное устройство с током заряда 5А. Если да, то на зарядку аккумулятора уйдет около 10 часов, и вам это точно не понравится.

Идеальное время зарядки аккумуляторов должно составлять 2-3 часа. Этот уровень зарядного тока может варьироваться в зависимости от типа аккумуляторов, поэтому вы можете установить зарядный ток в соответствии с емкостью аккумулятора и его типом.

Заключительные слова

Я надеюсь, что эта статья поможет вам понять полное руководство по схеме автоматического зарядного устройства. Зарядные устройства для аккумуляторов различаются в зависимости от приложений, таких как зарядное устройство для мобильных телефонов, зарядные устройства для аккумуляторов электромобилей и зарядные станции. В соответствии со спецификацией батареи мы можем разработать схему зарядного устройства с использованием SCR, операционного усилителя, различных микросхем регуляторов и т. Д.

Основы зарядного устройства | Chargetek.com

Основные сведения о зарядном устройстве | Chargetek.ком

Цикл заряда батареи описывает соотношение напряжения и тока в батарее, когда зарядное устройство возвращает батарею энергоемкость. Аккумуляторы разного химического состава, например свинцово-кислотные, никель-кадмиевые и т. Д., Требуют разных методов зарядки. Два цикла зарядки, описанные ниже, цикл поддерживающей зарядки и цикл зарядки с тремя состояниями, предназначены для свинцово-кислотных аккумуляторов.

Цикл технического обслуживания Зарядные устройства

для техобслуживания полезны в таких приложениях, как хранение аккумуляторов, и когда обслуживающий персонал не требует возврата 100% емкости аккумулятора.

Chargetek 150 – это зарядное устройство для обслуживания. Зарядные устройства обслуживаемого типа полезны в таких приложениях, как хранение аккумуляторов, и там, где обслуживающий персонал не требует возврата 100% емкости аккумулятора. Зарядные устройства для обслуживания часто используются там, где нечасто используется первичный источник зарядки, такой как генератор переменного тока. Заряд аккумулятора поддерживается в течение длительного времени с помощью ремонтного зарядного устройства. См. Рисунок ниже.

Этап 1: режим зарядки постоянным током или объемной зарядки

Предполагая, что аккумулятор запускается в разряженном состоянии, зарядное устройство работает в режиме постоянного тока, при котором ток зарядного устройства поддерживается на постоянном значении, а напряжение аккумулятора может повышаться по мере его перезарядки.Примерно 80% емкости аккумулятора возвращается в область постоянного тока.

Этап 2: плавающий режим

Плавающий режим следует за режимом постоянного тока. В плавающем режиме напряжение аккумулятора поддерживается на уровне примерно 2,25 В на элемент или 13,5 В для аккумулятора 12 В. Это зарядное устройство будет поддерживать аккумулятор в течение длительного времени без выкипания электролита или перезарядки аккумулятора.

Трехступенчатый цикл зарядки

Трехступенчатая зарядка – это метод, рекомендуемый большинством производителей свинцово-кислотных аккумуляторов как лучший и наиболее эффективный способ восстановить полную емкость аккумулятора и продлить срок его службы.Все свинцово-кислотные зарядные устройства Chargetek, за исключением CT150 (которое является зарядным устройством для обслуживания), представляют собой трехступенчатые зарядные устройства и возвращают полную емкость. См. Рисунок ниже.

Этап 1: режим зарядки постоянным током или объемной зарядки

Предполагая, что аккумулятор запускается в разряженном состоянии, зарядное устройство работает в режиме постоянного тока, при котором ток зарядного устройства поддерживается на постоянном значении, а напряжение аккумулятора может повышаться по мере его перезарядки.Примерно 80% емкости аккумулятора возвращается в область постоянного тока.

Этап 2: Режим абсорбции

Когда напряжение батареи достигает приблизительно 2,4 В на элемент или 14,6 В для батареи 12 В, напряжение зарядного устройства остается постоянным на этом уровне, и ток батареи может уменьшаться. Именно в этот регион возвращаются последние 20% емкости аккумулятора. Этот уровень напряжения сохраняется до тех пор, пока ток батареи не снизится примерно до C / 50 – C / 100, где C – это номинальная мощность батареи в ампер-часах.Например, если это батарея на 100 ампер-часов, напряжение должно поддерживаться на уровне 2,5 В на элемент, пока ток не снизится до 1-2 ампер. Точная сумма обычно не критична.

Этап 3: плавающий режим

В точке, где ток снижается с C / 50 до C / 100, зарядное устройство переходит в плавающий режим. Плавающий режим – это когда напряжение на аккумуляторе поддерживается на уровне примерно 2,25 В на элемент или 13,5 В для аккумулятора 12 В. Это напряжение будет поддерживать состояние полного заряда аккумулятора без кипения электролита или перезарядки аккумулятора.

Четырехступенчатый цикл зарядки

Четырехступенчатая зарядка подает на аккумулятор постоянный ток до тех пор, пока не будет достигнуто напряжение поглощения (V FSTERM ). Затем происходит переход в режим абсорбции, и напряжение батареи регулируется на уровне V FSTERM до тех пор, пока ток не снизится до I ABTERM . Плавающий режим следует за и регулирует напряжение аккумулятора на уровне V FL . По усмотрению пользователя может быть включен режим эквализации.

Этапы 1, 2 и 3: см. Описания выше в трехступенчатом цикле зарядки

Этап 4: Режим выравнивания

Назначение режима выравнивания – удалить сульфат из свинцовых пластин и устранить расслоение электролита.Приблизительно 2,5–2,6 В на элемент подается на батарею при очень низком значении зарядного тока, обычно менее 0,5 А. Режим выравнивания может длиться от нескольких часов до 24 часов в зависимости от обстоятельств.

Для получения дополнительной информации о выравнивании и десульфатации см. в этой презентации.


.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *