Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов своими руками: схемы изготовления разных устройств
Наверное, каждый автолюбитель сталкивался с проблемой разряженного аккумулятора. Иногда аккумулятор разряжается в самых неожиданных ситуациях, например, когда водитель собирается на работу и торопится, чтобы не опоздать. В такие моменты разряженный аккумулятор может привести к не самым приятным последствиям.
Для того чтобы можно было избегать подобных ситуаций, многие автолюбители прибегают к помощи специальных устройств, которые позволяются зарядить автомобильный аккумулятор. Такие зарядные устройства можно с лёгкостью приобрести в специальных магазинах или на рынках. Ассортимент широкий, цены разные.
Но многие автолюбители хоть раз задумывались об изготовлении зарядного устройства для своих аккумуляторов своими руками. А такая возможность действительно есть. По сути, каждый пользователь может собрать такое устройство своими собственными силами, потратившись разве что на компоненты всего прибора. К тому же, используя все нужные для этого схемы и инструкции, любой автолюбитель может изготовить зарядное устройство для аккумулятора своего автомобиля своими руками, особенно если у него уже есть определённый опыт работы с электротехникой.
Простое зарядное устройство на микросхеме LM317
Для начала можно представить вариант создания зарядного устройства на микросхеме LM137, представляющей из себя линейный стабилизатор напряжениям, способный регулировать выходное напряжения. Этот вариант может называться одним из самых простых, так как само устройство такой самодельной зарядки не является сложным, что позволяет пользователю изготовить его без особых проблем.
В этом варианте устройства будут задействованы целых два стабилизатора. Делается это для того, чтобы один из этих двух стабилизаторов был подключён по схеме стабилизатора тока, в то время как на втором должен быть собран пороговый узел.
Схема
Выше представлена схема такого зарядного устройства. На ней можно заметить, что резисторы R2 и R3, с помощью которых можно выставить необходимое пользователю напряжение на выходе, заменены тут на переменный резистор. Это делается для более удобной подстройки. Заряд аккумулятора будет завершён именно в тот момент, когда напряжение на самом аккумуляторе будет равно напряжения заряда устройства.
Максимально допустимое значение заряда тока равняется 1,5 Ампер. Несмотря на кажущуюся слабость, этого значения зарядного устройства хватит для зарядки аккумуляторов. Получившимся устройством можно будет заряжать бесперебойники, аккумуляторы для мотоциклов и автомобилей. В случае последних, процесс зарядки будет весьма продолжительным, но нужно признать, что вариант такого самодельного зарядного устройства — очень даже рабочий и может, несомненно, пригодиться.
В том случае, если ток с зарядного устройства будет более 500 мА, то микросхему рекомендуется устанавливать на теплоотвод.
Мощное зарядное устройство для аккумуляторов
Выше был указан очень простой вариант самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, слабого, но допустимого. Сейчас будет представлен вариант одного из самых мощных устройств, которое можно сделать своими руками. Ток такого устройства будет равен до 50 Ампер, а выходная мощность — 350-600 ватт в среднем.
Схема
Схема такого устройства весьма проста. За основу берётся всем известная IR253, которая будет выполнять функции задающего генератора. Она будет управлять двумя силовыми ключами. Рекомендуется задействовать мощные N-канальные полевые высоковольтные транзисторы.
Как можно заметить, схема блока являет собой полумост. Сетевое напряжение поступает на выпрямитель через сетевой фильтр. Для ограничения пускового тока используется термистор, имеющий расчётный ток 5 Ампер и сопротивление 5 Ом. Плёночные конденсаторы и дроссель выполняют роль сетевого фильтра для сглаживания помех и сетевых пульсаций.
В качестве мостового выпрямителя можно взять уже готовый мост, но в то же время можно собрать его из четырёх отдельных диодов. В обоих указанных случаях мост должен быть рассчитан на ток 6-10 и напряжение 600-1000 Вольт (рекомендуемые значения). Для этого очень удобно будет использовать готовые сборки диодов, которые уже имеются в блоках питания компьютеров.
Электролиты полумоста имеют эффективную ёмкость 330-470 мкФ и рабочее напряжение, составляющее 200-250 Вольт. В случае если мощность блока будет выше, чем допустимые значения, то следует увеличить ёмкость вышеуказанных конденсаторов, которые, кстати, также можно обнаружить в блоках питания персональных компьютеров. Там же можно найти и готовый трансформатор, который не будет нуждаться в перемотке.
Силовые транзисторы могут быть установлены либо на общий теплоотвод, либо на отдельные. Кстати, в том случае, если пользователь решит подключить силовые транзисторы на теплоотвод общий, то придётся предварительно изолировать его ключи, для того чтобы избежать вероятность возникновения короткого замыкания.
Во время сборки микросхему рекомендуется устанавливать на специальную платформу. Это делается для лёгкой замены микросхем в том случае, если она неожиданно выйдет из строя. На устройство не будут оказывать влияние перепады напряжения в сети, что гарантирует его стабильную работу без каких-либо сбоев и шумов.
Следует запомнить тот момент, что в холостом режиме транзисторы
В качестве диодного выпрямителя на выходе прибора рекомендуется задействовать быстрые, импульсные или ультрабыстрые диоды с большим током (это 30 Ампер), также можно использовать диодные сборки шоттки, работающие на большой мощности. В случае этого устройства лучше не применять обычные выпрямители на 50 Гц, так как на выходе схемы имеется напряжение высокой частоты.
- Внимание нужно заострить на том, что данный блок не оснащён защитой от возможных коротких замыканий, поэтому не следует замыкать провода на выходе, так как в противном случае схема может дать сбой и выйти из строя.
Вся схема довольно компактна и легка, что может обрадовать не самых опытных пользователей, не имеющих определённых навыков и большого опыта в этом деле. Имеющая схема сможет помочь в этом деле.
Импульсное зарядное устройство для аккумуляторов
Можно рассмотреть вариант с изготовлением импульсного зарядного устройства. Принцип создания такого устройства заключается в том, что следует просто заменить трансформаторный блок питания на импульсный. Это довольно компактное и лёгкое зарядное устройство, которое будет подробно рассмотрено ниже. Импульсный источник питания изготавливается посредством применения микросхемы IR2153
Эта схема отличается от других своих аналогов тем, что в данном случае вместо двух конденсаторов, которые подключены со средней точкой, после диодного моста применяется всего один электролит.
Схема
Этот вариант зарядного устройства рассчитан на сравнительно небольшую мощность, что в принципе можно исправить, если заменить некоторые компоненты на более мощные. В результате можно создать более мощное устройство.
В данной схеме могут быть использованы ключи серии 8N50. Эти ключи оснащены изолированным корпусом, так что в случае применения общего теплоотвода, можно не беспокоиться о слюдяных прокладках, так как их можно вообще не использовать.
Диодные мосты, опять же, можно взять от блоков питания от обычных персональных компьютеров, а можно собрать его их четверых выпрямительных диодов.
После можно упомянуть цепочку питания микросхемы. Питание можно взять с переменки, резистор для гашения тока на 18 кОм. После резистора находится простой выпрямитель на одном-единственном диоде и питание поступает сразу на микросхему.На питании также стоит электролит с параллельно подключённым керамическим или плёночным конденсатором, что делается для наилучшего сглаживания помех и пульсаций.
- Кстати, и силовой трансформатор можно взять также из компьютерного блока питания. Он как раз превосходно подходит для таких целей, так как обеспечивает приличный ток на выходе и обеспечивает сразу несколько выходных напряжений.
Выходные выпрямительные диоды обязательно должны быть импульсными, так как обычные не смогут работать из-за повышенной частоты. Сетевой фильтр можно и не ставить, хотя пару ёмкостей и дроссель, представляющих собой фильтр, желательны к установке. Для снижения бросков на входе до фильтра можно использовать термистор Ом на 5, легко вытащить из компьютерного блока питания.
Электролитический конденсатор подбирается с учётом специального отношения 1 Ватт — 1 мкФ. Напряжение такого конденсатора должно быть равно 400 вольт.
Это довольно несложная схема, которая может быть выполнена даже пользователем, не обладающим опытом. К тому же при наличии необходимых схем и советов к созданию такого устройства, можно справиться без особых проблем.
Импульсное зарядное устройство для автомобиля своими руками – Ремонт и обслуживание автомобилей
Сегодняшняя наша статья посвящена теме самодельная импульсная зарядка для АКБ автомобиля. Большинство автовладельцев пользуются в своей практике зарядными устройствами для аккумулятора автомобиля. Но иногда в силу разных причин возникает необходимость собрать такое зарядное устройство для аккумулятора автомобиля своими руками, причины разные
- Нет финансовой возможности купить
- Далеко расположен населённый пункт от места продажи таких устройств
- Требуется необычное зарядное устройство с функциями которых нет в магазинных зарядках, либо есть, но по очень дорогой цене
В общем, причины могут быть разные. А вот как сделать такое устройство для зарядки аккумуляторной батареи мы и поговорим ниже.
Скажем сразу, что собрать самодельное именно импульсное зарядное устройство без базовых знаний схемотехнике не получится, так как попросту будет не понятно, о чем идет речь. Но, тем не менее, мы опишем все же такую схему сборки, которая будет изобиловать техническими терминами.
Что такое зарядное устройство – электронный прибор предназначенный для заряда различных электрических аккумуляторов и аккумуляторных батарей от энергии подающейся из внешнего источника, как правило от розетки или сети переменного тока, зачастую переменный ток преобразовывается в таком приборе в постоянный с необходимым выходным значением в Вольтах, Амперах и общей Мощности зарядного тока.
Итак, чтобы собрать импульсное пуско зарядное устройство для автомобиля своими руками на хендай санта фе или другой автомобиль, точнее просто зарядное в нашем случае, проще всего будет не собирать его с ноля, а приобрести уже готовый импульсный трансформатор Ватт на 100-150, благо их сейчас продаётся предостаточно и на выходе они уже имеют 10-12 вольт. Нам, по сути, останется добавить регулировку заряда и защиты от коротких замыканий, но мы пойдем ещё более простым и дешёвым путем сделаем импульсную зарядку для аккумулятора из лампы экономки.
По сути, переделка такой лампы в импульсный блок питания или зарядку для аккумулятора состоит только в добавлении узла диодного моста и сглаживающего конденсатора.
Зарядное устройство для аккумулятора автомобиля своими руками
Вот собственно и вся переделка, если использовать такое устройство для зарядки АКБ, то лучше выпрямительные диоды поставить серии КД 213, а все транзисторы посадить на радиаторы, так как может быть довольно сильный их нагрев.
Как можно видеть простому обывателю импульсное зарядное устройство для машины собрать своими руками будет практически нереально, так как в процессе придется все нравно что-то дорабатывать, например, ограничивать силу тока и напряжения и тд. Так что если вы не обладаете соответствующими знаниями и практикой в этой области, то проще будет либо заказать такую импульсную зарядку для аккумулятора у знающих людей, либо приобрести магазинный вариант.
Потому как эксперименты со своим рабочим аккумулятором могут привести к его полному выходу их строя. А стоит он совсем не дешево. Ну а так как скорее всего из вышеописанного вы ничегошеньки не поняли то лучше посмотрите видео как это делается в реальности на практике
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.
ИМПУЛЬСНОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО
Сейчас большой популярностью среди радио и автолюбителей пользуются зарядки не постоянным, а импульсным (пульсирующим) током. Современные импульсные зарядные устройства представляют из себя довольно сложные для повторения схемы, и повторить их нелегко, но так как принцип действия таких ЗУ в общем то простой, можно добиться того-же эффекта без усложнения схемы. Мной была разработана схема такого импульсного ЗУ, всего на одной микросхеме 155ЛА3 и двух мощных биполярных транзисторах. Почему использована именно 155-я серия? Потому, что выходной ток у микросхем 155 больше, чем у всех остальных для того, чтобы открылись транзисторы и мощности у нее хватит на продолжительную работу. Стабилизатор крен нужен только для питания микросхемы. Схема импульсного зарядного устройства показана на рисунке, для просмотра в лучшем качестве скачайте файл spl.
На счет регулировки заряда по току. Здесь поставлен переменный резистор 2,2 К с помощью которого регулируется скважность, т. е. период заряда-разряда. По поводу резисторов 1,2 и 12 Ом. Аккумулятор должен больше заряжаться чем разряжаться. А они как раз и отвечают за за токоограничение. Схема проектировалась для кислотных аккумов емкостью от 4 до 65 А\ч. Для зарядного устройства можно использовать любое питание от 20 до 40 вольт, только фильтрованное. Трансформатор питания ставим любой на напряжение 20-30 В 3 А, плюс диодный мост и конденсатор 2000 мкф 50 В. Мне попался халявный блок питания на 24 В — его и приспособил.
Ток зарядки может быть любым (тем более, что импульс очень короткий), а вот напряжение контролируется триггером Шмидта с зоной нечувствительности. Поэтому, как только напряжение достигнет величин стабилитронов, он сработает и остановит генератор.
Конденсатор С4 сглаживает броски напряжения с ключей, поэтому и сбоила схема сначала. Здесь нет ничего из аналогового регулирования. Кстати С4 лучше поставить 1000 мкф, а R7 82-100 Ом. Будет увереннее отсечка при достижении заряда.
Собрал, устройство работает, схема завелась сразу. Два года назад убитый аккумулятор стал подавать признаки жизни. В процессе экспериментов намеренно переделал генератор. Теперь регулируем частотой, а не сважностью. Кто не захочет, впаяйте диод. Поставил емкости для формирования импульсов, чтоб избавиться от сквозного тока (много предохранителей сожжено). Использовал один элемент в качестве отсечки зарядки по напряжению на аккуме. В общем, жду отзывов. Автор схемы: Romans68
Форум по зарядным устройствам
Импульсное зарядное устройство для автомобиля своими руками
У каждого автолюбителя есть зарядное устройство для АКБ 12 В. Все эти старые зарядки с различным успехом работают и выполняют свои функции, но есть у них общий недостаток — слишком большие габариты и вес. Это не удивительно, ведь один только силовой трансформатор на 200 ватт может весить до 5 кг. Поэтому и задумал собрать импульсное зарядное для автоаккумулятора. На просторах инета, точнее на форуме Kazus нашел схему этого ЗУ.
Схема принципиальная ЗУ — клик для увеличения размера
Собрал, работает прекрасно! Заряжал автомобильный аккумулятор, настроил зарядник на 14.8 в и на ток около 6 А, перезаряда или недозаряда нет, при достижении и напряжения на клемах аккумулятора 14.8 в, ток зарядки падает автоматически. Также заряжал гелиевый свинцовый аккумулятор от бесперебойника ПК — нормально. Замыканий на выходе данный зарядник не боится. А вот от переполюсации надо защиту делать, сам сделал на реле.
Печатная плата, даташиты на некоторые радиоэлементы и другие файлы смотрите на форуме.
В общем всем советую его сделать, так как у этого ЗУ много преимуществ: малые размеры, база радиоэлементов не дефицит, многое можно купить и в том числе готовый импульсный трансформатор. Сам его приобрёл в интернет магазине — прислали быстро и дёшево. Оговорюсь сразу, вместо диода Шоттки VD6 (термостабилизация), поставил просто сопротивление на 100 Ом, зарядное и с ним работает прекрасно! Схему собрал и испытал: Demo .
Зарядное устройство (ЗУ) для аккумулятора необходимо каждому автолюбителю, но стоит оно немало, а регулярные профилактические поездки в автосервис не выход. Обслуживание батареи в СТО требует времени и денег. Кроме того, на разряженном аккумуляторе до сервиса ещё нужно доехать. Собрать своими руками работоспособное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками сможет каждый, кто умеет пользоваться паяльником.
Немного теории об аккумуляторах
Любой аккумулятор (АКБ) — накопитель электрической энергии. При подаче на него напряжения энергия накапливается, благодаря химическим изменениям внутри батареи. При подключении потребителя происходит противоположный процесс: обратное химическое изменение создаёт напряжение на клеммах устройства, через нагрузку течёт ток. Таким образом, чтобы получить от батареи напряжение, его сначала нужно «положить», т. е. зарядить аккумулятор.
Практически любой автомобиль имеет собственный генератор, который при запущенном двигателе обеспечивает электроснабжение бортового оборудования и заряжает аккумулятор, пополняя энергию, потраченную на пуск мотора. Но в некоторых случаях (частый или тяжёлый запуск двигателя, короткие поездки и пр.) энергия аккумулятора не успевает восстанавливаться, батарея постепенно разряжается. Выход из создавшегося положения один — зарядка внешним зарядным устройством.
Как узнать состояние батареи
Чтобы принимать решение о необходимости зарядки, нужно определить, в каком состоянии находится АКБ. Самый простой вариант — «крутит/не крутит» — в то же время является и неудачным. Если батарея «не крутит», к примеру, утром в гараже, то вы вообще никуда не поедете. Состояние «не крутит» является критическим, а последствия для аккумулятора могут быть печальными.
Оптимальный и надёжный метод проверки состояния аккумуляторной батареи — измерение напряжения на ней обычным тестером. При температуре воздуха около 20 градусов зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключённой от нагрузки (!) батареи следующая:
- 12.6…12.7 В — полностью заряжена;
- 12.3…12.4 В — 75%;
- 12.0…12.1 В — 50%;
- 11.8…11.9 В — 25%;
- 11.6…11.7 В — разряжена;
- ниже 11.6 В — глубокий разряд.
Нужно отметить, что напряжение 10.6 вольт — критическое. Если оно опустится ниже, то «автомобильная батарейка» (особенно необслуживаемая) выйдет из строя.
Правильная зарядка
Существует два метода зарядки автомобильной батареи — постоянным напряжением и постоянным током. У каждого свои особенности и недостатки:
- Зарядка постоянным напряжением — годится для восстановления заряда не полностью разряженных батарей, напряжение на клеммах которых не ниже 12.3 В. Процесс заключается в следующем: к клеммам батареи подключают источник постоянного тока напряжением 14.2–14.7 В. Окончание процесса контролируют по току потребления: когда он упадёт до нуля, зарядка считается оконченной. Недостаток такого способа — возможно большой начальный зарядный ток; чем сильнее батарея разряжена, тем выше ток. Преимущества метода очевидны — вам не нужно постоянно регулировать ток зарядки, аккумулятору не грозит перезарядка, если вы про него забудете.
- Зарядка постоянным током — самый распространённый и надёжный способ. В этом режиме ЗУ выдаёт постоянный ток, равный 1/10 ёмкости батареи. Окончание процесса зарядки определяется по напряжению на батарее — когда оно достигнет 14.7 В, заряжать батарею прекращают. Недостаток такого метода — батарею можно испортить, не сняв вовремя с зарядки.
Самодельные зарядки для АКБ
Собрать своими руками зарядное устройство для автомобильного аккумулятора реально и не особо сложно. Для этого нужно иметь начальные знания по электротехнике и уметь держать в руках паяльник.
Простое устройство на 6 и 12 В
Такая схема самая элементарная и бюджетная. При помощи этого ЗУ вы сможете качественно зарядить любой свинцовый аккумулятор с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч.
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.
К примеру, если необходим ток в 5 А, то понадобится включить тумблеры S4 и S2. Замкнутые S5, S3 и S2 дадут в сумме 11 А. Для контроля напряжения на АКБ служит вольтметр PU1, за зарядным током следят при помощи амперметра PА1.
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 см. кв.
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.
Схема проста, если собрать её из исправных деталей, то в налаживании не нуждается. Это устройство подойдёт и для зарядки шестивольтовых батарей, но «вес» каждого из переключателей S2-S5 будет иным. Поэтому ориентироваться в зарядных токах придётся по амперметру.
С плавной регулировкой тока
По этой схеме собрать зарядник для аккумулятора автомобиля своими руками сложнее, но она возможна в повторении и тоже не содержит дефицитных деталей. С её помощью допустимо заряжать 12-вольтовые аккумуляторы ёмкостью до 120 А/ч, ток заряда плавно регулируется.
Зарядка батареи производится импульсным током, в качестве регулирующего элемента используется тиристор. Помимо ручки плавной регулировки тока, эта конструкция имеет и переключатель режима, при включении которого зарядный ток увеличивается вдвое.
Режим зарядки контролируется визуально по стрелочному прибору RA1. Резистор R1 самодельный, выполненный из нихромовой или медной проволоки диаметром не менее 0.8 мм. Он служит ограничителем тока. Лампа EL1 — индикаторная. На её месте подойдёт любая малогабаритная индикаторная лампа с напряжением 24–36 В.
Понижающий трансформатор можно применить готовый с выходным напряжением по вторичной обмотке 18–24 В при токе до 15 А. Если подходящего прибора под рукой не оказалось, то можно сделать самому из любого сетевого трансформатора мощностью 250–300 Вт. Для этого с трансформатора сматывают все обмотки, кроме сетевой, и наматывают одну вторичную обмотку любым изолированным проводом с сечением 6 мм. кв. Количество витков в обмотке — 42.
Тиристор VD2 может быть любым из серии КУ202 с буквами В-Н. Его устанавливают на радиатор с площадью рассеивания не менее 200 см. кв. Силовой монтаж устройства делают проводами минимальной длины и с сечением не менее 4 мм. кв. На месте VD1 будет работать любой выпрямительный диод с обратным напряжением не ниже 20 В и выдерживающий ток не менее 200 мА.
Налаживание устройства сводится к калибровке амперметра RA1. Сделать это можно, подключив вместо аккумулятора несколько 12-вольтовых ламп общей мощностью до 250 Вт, контролируя ток по заведомо исправному эталонному амперметру.
Из компьютерного блока питания
Чтобы собрать это простое зарядное устройство своими руками, понадобится обычный блок питания от старого компьютера АТХ и знания по радиотехнике. Но зато и характеристики прибора получатся приличными. С его помощью заряжают батареи током до 10 А, регулируя ток и напряжение заряда. Единственное условие — БП желателен на контроллере TL494.
Для создания автомобильной зарядки своими руками из блока питания компьютера придётся собрать схему, приведённую на рисунке.
Пошагово необходимые для доработки операции будут выглядеть следующим образом:
- Откусить все провода шин питания, за исключением жёлтых и чёрных.
- Соединить между собой жёлтые и отдельно чёрные провода — это будут соответственно «+» и «-» ЗУ (см. схему).
- Перерезать все дорожки, ведущие к выводам 1, 14, 15 и 16 контроллера TL494.
- Установить на кожух БП переменные резисторы номиналом 10 и 4,4 кОм — это органы регулировки напряжения и тока зарядки соответственно.
- Навесным монтажом собрать схему, приведённую на рисунке выше.
Если монтаж выполнен правильно, то доработку закончена. Осталось оснастить новое ЗУ вольтметром, амперметром и проводами с «крокодилами» для подключения к АКБ.
В конструкции возможно использовать любые переменные и постоянные резисторы, кроме токового (нижний по схеме номиналом 0.1 Ом). Его рассеиваемая мощность — не менее 10 Вт. Сделать такой резистор можно самостоятельно из нихромового или медного провода соответствующей длины, но реально найти и готовый, к примеру, шунт от китайского цифрового тестера на 10 А или резистор С5−16МВ. Ещё один вариант — два резистора 5WR2J, включённые параллельно. Такие резисторы есть в импульсных блоках питаниях ПК или телевизоров.
Что необходимо знать при зарядке АКБ
Заряжая автомобильный аккумулятор, важно соблюдать ряд правил. Это поможет вам продлить срок службы аккумулятора и сохранить своё здоровье:
- Все свинцовые аккумуляторы заряжают током не выше одной десятой от ёмкости батареи. Если у вас в авто стоит АКБ ёмкостью 60 А/ч, то расчёт зарядного тока выглядит так: 60/10=6 А.
- В процессе зарядки могут выделяться взрывоопасные газы. Особенно это касается обслуживаемых аккумуляторов. Достаточно одной искры, чтобы скопившийся в гараже или другом помещении водород взорвался. Поэтому заряжать аккумуляторы нужно в хорошо проветриваемом помещении или на балконе.
- Зарядка батареи сопровождается выделением тепла, поэтому постоянно контролируйте температуру корпуса АКБ на ощупь. Если батарея заметно нагрелась, то немедленно уменьшите зарядный ток или вообще прекратите зарядку.
- Если батарея обслуживаемая, постоянно контролируйте уровень электролита в банках и его плотность. В процессе заряда электролит «выкипает», а плотность повышается. Если пластины в банке оголились или плотность поднялась выше 1.29, а зарядка ещё не закончена, добавьте в электролит дистиллированной воды.
- Не допускайте перезарядки батареи. Максимальное напряжение на ней при подключённом ЗУ — 14.7 В.
- Не допускайте глубокой разрядки батареи, подзаряжайте её периодически. Если напряжение на батарее при отключённой нагрузке опустится ниже 10.7, АКБ придётся выбросить.
Вопрос о создании простого зарядного устройство для аккумулятора своими руками выяснен. Все достаточно просто, осталось запастись необходимым инструментом и можно смело приступать к работе.
Импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора – незаменимый атрибут, который должен быть в наличии у каждого автомобилиста. Ведь неработающий источник питания – распространенная проблема.
Характерные черты зарядного устройства
Для зарядки аккумуляторной автомобильной батареи применяют ЗУ таких типов:
- Трансформаторные. Выделяются существенными габаритами, немалым весом. КПД таких агрегатов небольшой. Поэтому и спросом они практически не пользуются.
- Импульсные. Обладают уникальными преимуществами.
Устройство импульсного ЗУ
Основное предназначение ЗУ – восстановление заряда аккумуляторной автомобильной батареи. В состав включены такие элементы, как:
- Импульсный трансформатор.
- Выпрямитель соответствующей конфигурации.
- Стабилизатор.
- Индикационные компоненты.
- Контролирующий блок.
В зарядное автомобильное импульсное устройство включены только малогабаритные компоненты. Поэтому процедура сборки импульсного ЗУ для аккумулятора автомобиля своими руками легко выполняется.
Интересное видео про импульсную зарядку для акб.
Особенности самостоятельного изготовления импульсного ЗУ
Для конструирования импульсного ЗУ используется укомплектованная электролитом плата. Такая схема может применяться для конструирования небольшого по мощности зарядника для автоаккумуляторов. Для повышения мощности допускается применение более мощных компонентов.
В состав вводят изолированные ключи, подготовленные для компьютерной техники блоки питания. Такой мост можно собрать самостоятельно, воспользовавшись выпрямительными диодами.
Для создания цепи питания используются:
- Резисторы, предназначенные для гашения тока.
- Выпрямительный элемент, дополненный диодом.
- Электролит.
- Конденсатор.
- Трансформатор. Допускается применение компьютерного блока питания. При помощи такого трансформатора создается требуемый ток, выходное напряжение.
В состав импульсного ЗУ вводят фильтры или емкости с требуемыми характеристиками. Только так минимизируется вероятность возникновения скачков.
Самостоятельная сборка ЗУ данного типа для автомобильных акб отличается простотой. Достаточно соблюдать правила, правильно подбирать материалы и компоненты, руководствоваться действующими схемами.
При использовании самодельных зарядников важно:
- Контролировать время, степень заряженности.
- Проводить регулярные замеры напряжения.
- Проверять состояние аккумуляторной батареи, электролита.
При перезарядке корпус источника питания чрезмерно нагревается. В результате, активно выделяется кислород, водород. Электролитическая смесь постепенно закипает. Это может спровоцировать появление огня, взрыв.
Распространенные схемы ЗУ
Представленные модели ЗУ работают по определенной схеме:
- Подача напряжения, ток остается постоянным. Данная методика допустима только для экстренной зарядки. Постоянное использование технологии приводит к разрушению пластин, порчи электролита автоаккумулятора. Восстановить компоненты невозможно.
- Подача постоянного напряжения. Устройства, сконструированные по такому принципу, функционируют автоматически. Сила тока определяется с учетом параметров напряжения. Для установления максимального заряда требуется учет показателей разряда.
- Комбинированная технология. Зарядка таким способом способствует продлению срока эксплуатации источника питания для автомобиля. Ведь изначально подается постоянный ток, затем – переменный. Стабилизация напряжения прослеживается в конце процедуры. Подобная схема выгодна тем, что снижается вероятность закипания электролита, выделение газа.
Преимущества импульсных ЗУ
- Компактность. Небольшие размеры дают возможность перемещать, устанавливать и эксплуатировать устройство практически везде.
- Легкость. Пользоваться зарядными автомобильными импульсными аппаратами просто. Ведь они выделяются небольшим весом.
- Низкая стоимость. По сравнению с трансформаторными моделями импульсные выделяются оптимальной ценой.
- Несколько режимов работы. Поэтому для каждого случая подбирается соответствующий вариант.
- Наличие системы десульфатации. Источник питания посредством ЗУ частично восстанавливается.
- Продолжительная эксплуатация.
Доступны преимущества только при правильном подборе импульсного устройства для зарядки аккумуляторной батареи.
Критерии отбора ЗУ для автоаккумулятора
- Доступные режимы. Для зарядки подходят устройства, оснащенные различными режимами: защита от повышенного напряжения, ускоренная зарядка, возможность работы с 2–3 аккумуляторами. Подбирать модель нужно, учитывая условия, в которых будут проходить работы.
- Напряжение. Выдаваемое зарядником напряжение должно соответствовать напряжению автоаккумулятора. На продажу поставляются аппараты, выдающие напряжение 6, 12 и 24 В. В некоторых моделях напряжение устанавливается автоматически и вручную.
- Сила тока. Для правильного подбора параметра изначально определяется емкость. Эти два параметра должны быть практически идентичными. Исключение – режим ускоренной подпитки аккумуляторной батареи.
- Защита, безопасность. Современные аппараты оснащены защитой от короткого замыкания, перегрева, неправильного размещения клемм. Присутствуют и другие варианты защиты.
- Габариты. Небольшие аппараты более удобны для перемещения и использования.
Правила эксплуатации импульсного ЗУ
Перед эксплуатацией зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов изучается последовательность процессов, правильность установления параметров.
- Демонтаж аккумуляторной батареи. Выполняется после отключения клемм, выключения бортовой сети.
- Снятие крышки, пробок. Перед зарядкой проверяется уровень электролита, добавляется дистиллированная вода. Проверка выполняется в соответствии с рекомендациями, действующими правилами.
- Величина напряжения. При использовании импульсного зарядника напряжение должно составлять около 14-14,4 В. Превышение этого показателя привод к разрушению внутренних элементов.
- Величина тока. Для регулировки и корректировки этого параметра учитывается степень заряженности автоаккумулятора. При чрезмерной разрядке сила тока стремительно увеличивается.
- Временной промежуток зарядки источника питания. Современные ЗУ комплектуются индикаторами, с помощью которых можно отслеживать степень заряженности. Более старые устройства индикаторами не оснащены. Поэтому учитывать нужно параметры тока. Если ток остается постоянным 2–3 часа, ЗУ отключается вручную.
Заряжать автомобильный источник энергии более суток не рекомендуется. Это может спровоцировать стремительный выход из строя источника питания.
Импульсные зарядные устройства применяют профессиональные автомобилисты и водители-новички. Ведь с их помощью процесс восстановления заряда аккумуляторной батареи упрощается, сокращается. Большинство современных моделей оснащено индикационными элементами, с помощью которых можно контролировать различные параметры и характеристики.
Видео на тему импульсных акб
Зарядные устройства » Страница 2 » Автосхемы, схемы для авто, своими руками
Очень много народа в последнее время обращаются с просьбой написать статью или заснять видео обзор про самое простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Решил написать статью и заснять ролик, чтобы не возникали вопросы связанные с зарядкой автомобильных аккумуляторов.
Недавно под заказ попросили сделать высоковольтный генератор. Сейчас некоторые спросят себя — какое отношение имеет высоковольтный генератор к зарядному устройству? Должен заметить, что один из самых простых импульсных зарядников можно построить на базе приведенной схемы и в качестве наглядной демонстрации я решил собрать
После cтатьи у многих может возникнуть вопрос — зачем так извращаться, если есть зарядники для мобильных устройств от сети 12 Вольт? Наше устройство отличается от промышленных зарядников тем , что промышленные являются понижающими, т.е. — понижают напряжение 12 Вольт до 5, а в нашем случае напряжение 12 Вольт повышается до 220, мощность такого инвертора 10 ватт, что позволяет подключить к аппарату обычные (сетевые) зарядники для мобильных телефонов.
Иногда возникает подзарядить автомобильный аккумулятор, но зарядного устройства как всегда нет… В этой статье мы рассмотрим как можно из подручных средств смастерить небольшое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, почти без каких-либо финансовых затрат.
Недавно ко мне обратился человек с просьбой собрать для него компактное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Клиент попросил уделить больше внимания именно на компактность, поскольку собирался перепродавать, а если ему все устроит, то заказал бы партию таких зарядников.
Неплохое зарядное устройство с хорошими выходными характеристиками можно сделать из старых телевизоров с импульсными БП типа МП1, МП3-3, МП403 и др. Незначительная доработка блока позволяет использовать его для зарядки АКБ с током до 6-7А, ремонта автомагнитол и др.техники.
Пальчиковые аккумуляторы нашли широкое применение в современной аппаратуре. Домашние телефоны, плееры, цифровые фотоаппараты, портативные игровые приставки и многие другие электронные устройство питаются именно от таких аккумуляторов.
Очередная конструкция мощного зарядного устройства для кислотных аккумуляторов большой емкости.
Недавно потребовалось собрать зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Для этой цели решил использовать компактный электронный трансформатор на 150 ватт.
Не каждый владелец авто имеет у себя в гараже зарядное устройство для аккумулятора. В этой статье описаны этапы создания своими руками качественного зарядного устройства, в котором можно регулировать выходное напряжение, и работать в нескольких режимах заряда аккумулятора.
Зарядное устройство использующееся для зарядки аккумуляторной батареи можно собрать своими руками используя электрическую принципиальную схему и радиотехнические детали, купленные в специализируемом магазине.
Эксперименты с конструкцией транзистора привели ученых и инженеров всего мира к основательному решению отказаться от такой конструкции. Основная причина такого шага стали большие потери на тепловое рассеивание, которое возникает при работе силовых транзисторов.
Сейчас во всех новых автомобилях, да и не только в них нет выключателя массы.
Вот простая ситуация, на дворе мороз -20 , автомобиль не заводится, люди подсказывают «надо было аккумулятор домой на ночь заносить»
В настоящее время имеется много устаревших системных блоков с исправными блоками питания. Эти блоки можно использовать для различных целей.
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:
- 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.
- Элементы сопротивления R2, а также R5, следует использовать не менее, чем по 2 ватта.
- 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.
- 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.
- 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.
Видео «Простое тиристорное ЗУ своими руками»
Как сделать простое тиристорное ЗУ своими руками — смотрите на видео ниже (автор ролика — канал Blaze Electronics).
Загрузка …Как восстановить сульфатированные батареи
Сульфатион (sul-fay-shun), основная причина преждевременных отказов аккумуляторов, можно безопасно обратить вспять с помощью высокочастотных электронных импульсов. В отличие от других зарядных устройств импульсного типа, которые заявляют об этой или аналогичных звуковых характеристиках, BatteryMINDers® от VDC используют диапазон высоких частот. Это гарантирует безопасное растворение как старого, так и вновь образованного сульфатирования в кратчайшие сроки. Использование только одной фиксированной частоты может удалить некоторые, но не все, особенно давно установившиеся затвердевшие кристаллы сульфата.
Эти запатентованные в США методы поистине уникальны. Они «растворяют» сульфат, а не «разрушают» или встряхивают его. Создавая только необходимый диапазон частот и избегая высоких напряжений , мы исключаем потенциальное повреждение пластин аккумуляторов, известное как «отслаивание». Серная кислота, основной ингредиент кристаллов сульфата, может затем легко переходить в электролит (жидкий, гель или абсорбированный). Это немедленно увеличивает его удельный вес и освобождает пластины для хранения, чтобы теперь принять более полный заряд.Делает это в кратчайшие сроки, не выделяя излишнего тепла. В этом процессе не происходит потери электролита, поэтому герметичные батареи, а также «мокрые» батареи никогда не умирают из-за потери электролита. Взгляните на нашу страницу продукта Battery Minder, чтобы увидеть наш большой выбор
Некоторые производители зарядных устройств утверждают, что в аккумуляторе не разовьется сульфатация, если всегда держать полностью заряженным . Это неверно. Все свинцово-кислотные аккумуляторные батареи вырабатывают сульфат в течение своего срока службы.Сюда входят новые герметичные «сухие батареи», такие как Optima, Odyssey, Exide и межгосударственные AGM-спирально-навитые типы. Батареи сульфатируются каждый раз, когда они используются (разряжаются — заряжаются). Если они перезаряжены, недозаряжены или оставлены разряженными всего на несколько дней, у них быстро вырабатывается сульфат. Это состояние может усугубиться при использовании свинцово-кислотных аккумуляторов меньшего размера, таких как аккумуляторы для мотоциклов. Даже при хранении полностью заряженный сульфат образует без часто применяемой платы за обслуживание .Он должен быть достаточно заряжен, чтобы аккумулятор не упал ниже 12,4 В * (2,07 В / элемент). Использование или хранение батарей при температуре выше 75 ° F ускоряет саморазряд и резко увеличивает сульфатацию. Фактически, скорость разряда удваивается, , как и сульфатирование , на каждые 10 ° F повышения температуры выше комнатной.
Таким образом, если вы хотите, чтобы ваши батареи обеспечивали наилучшую производительность и максимально возможный срок службы, в них не должно быть сульфатов путем их десульфатации наиболее безопасным и эффективным способом.Запатентованный в США ** метод BatteryMINDers является наиболее эффективным способом, и VDC Electronics гарантирует его 100% гарантию возврата денег от производителя плюс 5-летнюю полную гарантию «без проблем»
Вот вопросы, которые вы должны себе задать:
- Хочу ли я, чтобы мои батареи прослужили как можно дольше (5+ лет)?
- Хочу ли я наивысшего уровня производительности в течение всего срока службы?
- Я хочу, чтобы они заряжались как можно быстрее?
- Хочу ли я исключить или значительно сократить обслуживание батареи (добавление воды и т. Д.))?
- Хочу ли я использовать наименьшее количество электроэнергии для зарядки аккумуляторов?
- Хочу ли я отыграть стоимость зарядного устройства до того, как мне понадобится заменить батарею, для которой я купил его впервые? ***
Если вы ответили утвердительно на любой из этих вопросов, то вам потребуется десульфатирующее зарядное устройство. Помните, что производитель гарантирует их работу со 100% гарантией возврата денег плюс пятилетняя гарантия «без хлопот», 100% гарантия на детали и ремонт или полную замену.
* При комнатной температуре. Применимо к 12-вольтовым или двум последовательно соединенным 6-вольтовым батареям.
** Патент США № 6078166
*** Предположим, вы начали с новой батареи стоимостью 85–150 долларов США, которая прослужит как минимум в два раза дольше, чем без десульфатации.
Выберите свое зарядное устройство для Dusulfating
Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.
Можно ли использовать свинцово-кислотное зарядное устройство для аккумуляторов LiFePO4?
Привет, ребята,
Вопрос, который мы недавно получили от наших клиентов, заключается в том, можно ли заряжать LiFePO4 аккумуляторы с помощью свинцово-кислотного зарядного устройства.
Ниже вы найдете ответ, почему этого не следует делать. Простой ответ: это ВОЗМОЖНО, но вы должны быть ОЧЕНЬ ОСТОРОЖНЫ и РИСКУЮТ срок службы батареи.
Литиевая батарея LiFePO4 на 12 В, полностью заряженная до 100%, будет поддерживать напряжение около 13,3–13,4 В. Его свинцово-кислотный двоюродный брат будет примерно 12,6–12,7 В. Литиевая батарея при 20% емкости будет выдерживать напряжение около 13 В, ее свинцово-кислотная родственница будет около 11,8 В при той же емкости. Как видите, мы играем с очень узким диапазоном напряжения для лития, меньше 0.5 В более 80% мощности.
Зарядное устройство для лития LiFePO4 — это устройство ограничения напряжения, которое имеет сходство со свинцово-кислотной системой. Отличия от литий-ионных аккумуляторов заключаются в более высоком напряжении на элемент, более жестких допусках по напряжению и отсутствии непрерывного или плавающего заряда при полной зарядке. В то время как свинцово-кислотный предлагает некоторую гибкость с точки зрения отключения напряжения, производители элементов LiFePO4 очень строги в отношении правильной настройки, потому что литий-ионные аккумуляторы не могут выдерживать перезаряд. Так называемого чудо-зарядного устройства, обещающего продлить срок службы батареи и получить дополнительную емкость с помощью импульсов и других уловок, не существует.LiFePO4 — это «чистая» система, которая берет только то, что может поглотить.
Литиевые зарядные устройства основаны на алгоритме заряда CV / CC (постоянное напряжение / постоянный ток). Зарядное устройство ограничивает величину тока до предварительно установленного уровня, пока аккумулятор не достигнет предварительно установленного уровня напряжения. Затем ток уменьшается по мере того, как аккумулятор полностью заряжается. Эта система обеспечивает быструю зарядку без риска перезарядки и подходит для литий-ионных и других типов аккумуляторов.
Пример двухэтапного алгоритма зарядного устройства для литиевых батарей
Как видно из приведенного выше графика заряда, литиевая батарея имеет резкое повышение напряжения в самом конце цикла зарядки.На этом этапе зарядный ток очень быстро падает, а затем зарядное устройство переключается в режим питания.
Большинство свинцово-кислотных интеллектуальных зарядных устройств в наши дни имеют особые алгоритмы зарядки, подходящие для залитых / AGM / гелевых аккумуляторов, которые обычно требуют трехэтапного процесса зарядки: объемный / абсорбционный / плавающий. Когда зарядное устройство переходит в объемное состояние, оно обычно заряжает свинцово-кислотный аккумулятор полным током примерно до 80% емкости. В этот момент зарядное устройство перейдет в стадию абсорбции.
Типичный алгоритм свинцово-кислотного зарядного устройства
На этой фазе зарядки зарядное устройство будет поддерживать максимальное напряжение для выбранной батареи и заряжать батарею пониженным током, поскольку внутреннее сопротивление батареи не может принять ток заряда при максимальная мощность. Как только ток снизится примерно до ≤10% от общей мощности зарядного устройства, он перейдет в плавающее состояние. Стадия абсорбции также зависит от времени: если зарядное устройство все еще находится в фазе абсорбции через 4 часа, зарядное устройство автоматически перейдет в стадию поплавка.Обычно это происходит, если размер зарядного устройства меньше размера для аккумуляторной батареи, или если в системе работают нагрузки, которые не позволяют зарядному устройству снизить ток ниже точки перехода.
Большинство, если не все свинцово-кислотные зарядные устройства имеют режим выравнивания. На некоторых зарядных устройствах этот режим может быть автоматическим, и его нельзя отключить. Литиевые батареи не требуют выравнивания напряжения. Применение выравнивающего заряда 15 В + к литиевой батарее приведет к необратимому повреждению элементов.
Другая функция свинцово-кислотных зарядных устройств — это возврат к основному напряжению.Напряжение полностью полностью заряженных свинцово-кислотных аккумуляторов составляет около 12,7 В. Когда зарядное устройство находится в плавающем режиме, оно будет поддерживать заданное напряжение батареи (обычно в пределах 13,3-13,8 В в зависимости от типа батареи), а также поддерживать любые нагрузки, работающие в это время. Если нагрузка превысит максимальную выходную мощность зарядного устройства в плавающем режиме, то напряжение аккумулятора начнет снижаться. Как только напряжение достигнет значения «возврат к основному», зарядное устройство начнет новый цикл зарядки и начнет повторную зарядку аккумулятора.
Напряжение «возврата к основному» в свинцово-кислотных зарядных устройствах обычно равно 12.5-12,7в. Это напряжение для литиевой батареи слишком низкое. При этом напряжении литиевая батарея будет разряжена примерно до 10-15% уровня заряда. Алгоритмы заряда лития обычно устанавливают возврат к основному напряжению 13,1-13,2 В. Это еще одна причина того, что стандартное свинцово-кислотное зарядное устройство не подходит для литиевых батарей.
Некоторые свинцово-кислотные зарядные устройства «опрашивают» аккумулятор при запуске, чтобы определить напряжение / сопротивление аккумулятора. На основе информации о возврате зарядное устройство затем определяет, с какой фазы зарядки начать.Поскольку литий будет удерживать напряжение выше 13 + В, некоторые свинцово-кислотные зарядные устройства будут рассматривать это как почти полную батарею и переходить в плавающую стадию и полностью обходить стадию зарядки.
Если вы хотите использовать свинцово-кислотное зарядное устройство на литиевой батарее, вы можете, ОДНАКО, вы НЕ должны использовать свинцово-кислотное зарядное устройство, если оно имеет автоматический «режим выравнивания», который нельзя отключить постоянно. Свинцово-кислотное зарядное устройство, которое можно настроить на зарядку не выше 14,6 В, можно использовать для обычной зарядки, а затем ДОЛЖНО отключаться после полной зарядки аккумулятора.ЗАПРЕЩАЕТСЯ оставлять подключенным свинцово-кислотное зарядное устройство для обслуживания или хранения аккумулятора, потому что большинство из них НЕ будет поддерживать надлежащий алгоритм заряда литиевых аккумуляторов, и это приведет к повреждению аккумулятора, и это не покрывается гарантией аккумулятора.
В конечном счете, использование зарядного устройства с особым алгоритмом зарядки литиевых батарей — лучший вариант для максимальной производительности и срока службы любой литиевой батареи.
Источник: Enerdrive.com
Самостоятельная зарядная станция со светодиодными уведомлениями
Как сделать зарядную станцию своими руками:
- Предварительная древесина
- Вырезать графику на станке с ЧПУ
- Залить эпоксидную смолу в графику
- Завершить строительство зарядной станции
- Прикрепите стороны
- Сборка и обработка зарядной станции
- Добавить светодиодное освещение и анимацию
1.Подготовительная древесина для зарядной станции DIY
Я снял ореховые доски со стойки и перебрал кучу в поисках частей, которые могли бы работать.
Все грецкие орехи, которые у меня были, были грубыми, и для придания им пригодной формы требовалось много фрезерования. Я использовал свой строгальный станок, чтобы выровнять доски с обеих сторон и начать обнажать волокна под ними.
Мне удалось собрать три разные панели из досок, которые довольно хорошо сочетаются друг с другом. Немного поработав, я смог заставить их выглядеть достаточно прилично.И я бы получил действительно уникально выглядящее изделие с легкими акцентами из заболони.
Три панели будут соединены между собой косым стыком. Это означало, что мне нужно было сделать их одинаковой ширины. Получив квадратный край на фуганке, а затем разорвав каждую доску до нужного размера, я был готов к приклеиванию.
Очень важно убедиться, что доски расположены в правильной ориентации, прежде чем склеивать их. Ранее я отмечал концы досок со светлыми прожилками заболони именно по этой причине.После приклеивания никогда не бывает забавно осознавать, что вы не соединили доски так, как хотели.
Склеенные панели были чуть шире моего строгального станка, поэтому я подошел к барабанной шлифовальной машине, чтобы расплющить их, прежде чем перейти к следующему этапу.
2. Вырезание графики на станке с ЧПУ
Я разработал графический макет верхней части зарядной станции. Затем я импортировал его в программу Easel, в которой работает мой Inventables X-Carve.
Я буду использовать ЧПУ для маршрутизации мест зарядки и инициалов, чтобы у каждого из моих детей был свой собственный USB-шнур и место на зарядной станции.
Я использую набор фрез для вывески от Фрейда для резьбы.
Я начал со спиральной коронки из твердого сплава ¼ ”, чтобы вырезать канавки посадочных мест. Канавки будут прорезаны на всем протяжении ореха. Затем они будут залиты эпоксидной смолой и подсвечены светодиодами. Спиральное сверло делает аккуратные и чистые пропилы, удаляя большое количество материала за раз.
После того, как спиральные проходы бит были закончены, я изменил бит на 60-градусный v-бит и снова обнуил X-образный вырез.Это идеальное приложение для использования ЧПУ, поскольку сделать это вручную было бы практически невозможно для меня.
3. Залить эпоксидную смолу в графику
У меня будут светодиоды, проходящие под канавками в крышке зарядного стола, и я хотел залить их эпоксидной смолой, чтобы рассеять свет. Но вместо того, чтобы заливать светодиоды в эпоксидную смолу, я хотел сохранить доступность электроники. Я решил заполнить канавку эпоксидной смолой только наполовину, чтобы оставить место для фонарей.
Для этого я заклеил переднюю часть канавок липкой лентой, затем перевернул верх и выровнял его для равномерного заливки.
Затем я смешал три чашки высокоэффективной эпоксидной смолы с медленным отвердителем. Белый пигмент, добавленный в смесь, придает эпоксидной смоле красивый вид без подсветки. Он также будет хорошо рассеивать свет при включении.
В каждой чашке было ровно столько, чтобы заполнить один канал до половины. Я вылил их все и дал эпоксидной смоле высохнуть около шести часов.
Затем я перевернул верх и открыл инициалы. Инициалы не будут подсвечиваться сзади, но я хотел, чтобы они были заполнены эпоксидной смолой забавного цвета.Для этого я смешал еще эпоксидной смолы, на этот раз используя быстрый отвердитель. Я добавил в смесь оранжевый, синий и фиолетовый пигменты. Я переполнила каждую букву и позволила всему застыть в течение ночи.
На следующий день я снял малярную ленту и ударил всю эпоксидную смолу скребком для карт, чтобы удалить ее перед шлифовкой. И пока я занимался этим, я немного сбил буквы эпоксидной смолы, просто чтобы немного стереть мою наждачную бумагу.
Но мне, вероятно, не нужно было этого делать, потому что мой барабанный шлифовальный станок разъедал эпоксидную смолу, как мои дети полируют коробку Lucky Charms.
4. Завершение сборки зарядного стола
Зарядная станция имеет довольно простую форму, поэтому я хотел бы немного украсить ее. Сначала я наклонил настольную пилу на 20 градусов и вырезал фаски на лицевой стороне всех панелей. Это придаст классный вид вставке, когда я надену лицевую сторону.
После этого пора было приступить к резке столярных изделий для крепления панелей. Я повернул лезвие на 45 градусов и вытащил свои старые салазки настольной пилы, которые я посвятил резке под углом.
Я начал с вырезания митров на боковых панелях. Размеры здесь не важны, так как после этого я буду обрезать их до нужной длины. Но было важно убедиться, что митры были на правильных концах. Я сделал один разрез с передней фаской наружу и один с фаской напротив забора.
Оставив верхнюю панель завышенной для работы с ЧПУ, позвольте мне теперь центрировать дизайн с вырезами на салазках. Это делает работу ЧПУ менее привередливой, так как вам не нужно идеально подходить к своему местоположению.
Затем я использовал свои новые салазки для стола, чтобы сделать надрезы под углом 90 градусов на боковых панелях.
Наконец, я закончил работу с настольной пилой, отрезав переднюю и заднюю части для зарядной станции.
5. Прикрепите стороны к столу для самостоятельной зарядки
Зарядная станция DIY будет иметь ножки со скосом, и я уже делал подобные склейки в прошлом. Мой стол с водопадом из эпоксидной смолы и современный торцевой стол были склеены под углом. Но этот был немного другим, так как мне нужно было склеить три части вместо двух или четырех, как у других.
Сначала я попытался использовать прозрачную упаковочную ленту через митры, чтобы скрепить их вместе и склеить. Но ничего не вышло. Поэтому я перешел на синюю малярную ленту, которая работала намного лучше.
Такое предварительное планирование склеивания значительно облегчает жизнь. Предварительная полная настройка поможет избавиться от сумасбродства, связанного со сложным клеем. Я использую быстро схватывающийся густой клей, который отлично подходит для митров.
Я использовал собачьи отверстия на своем верстаке, чтобы прижать два прямоугольных зажимных квадрата к вершине.Затем я поднял сторону на петлях и использовал другие зажимы, чтобы удерживать сторону к прижимным квадратам.
Этот метод работает довольно хорошо, но вам, возможно, придется отрегулировать зажимные угольники вперед или назад, чтобы они точно выровнялись. Обязательно проверьте угол с помощью лучшего угольника 90 градусов, прежде чем оставлять его сохнуть, потому что эти прижимные квадраты могут немного прогнуться.
После того, как первая сторона высохла в течение примерно 30 минут, я повторил процесс с другой стороной.
6.Сборка и обработка зарядной станции
Когда клей высох, я вынул стол из зажимов. Я выполнил рельефное долбление под монограммами, чтобы светодиоды сидели заподлицо в канавке. Это также создаст место для проводов.
Я решил сделать съемное дно зарядной станции, чтобы при необходимости можно было легко получить доступ ко всему. Я вырезал канавку с канавкой на передней и задней частях, чтобы она соответствовала фанерной панели толщиной ¼ дюйма. Нижняя часть будет установлена заподлицо и будет прикручена для быстрого снятия.
Передняя часть крепилась винтами с карманом по бокам и сверху. Я также вставил переднюю часть так, чтобы она была заподлицо с утопленной кромкой фаски. Это придаст классной детали готовому изделию.
Затем я нанес двухкомпонентную масляную отделку. Я отшлифовал зернистость до 150, затем втер финиш белой подушечкой из скотчбрита по бокам и использовал ракель сверху, чтобы распределить его. Эпоксидная смола действительно взорвалась с этой отделкой. Даже если вы не хотите фантазировать и добавлять светодиоды, эта зарядная станция может быть отличной на вид.
7. Добавление светодиодного освещения и анимации
Но, конечно, я хотел перейти на следующий уровень, и вот здесь я немного вышел из своей лиги. Несколько лет назад я видел видео Макджошера, в котором он включал или выключал лампочку, когда его телефон заряжался.
Я хотел сделать то же самое, за исключением светодиодов и анимации. Моя единственная проблема заключалась в том, что я понятия не имел, что делаю. И хотя у меня есть некоторый опыт кодирования света, я впервые работал с подобной электроникой.
Итак, я собираюсь перейти на очень высокий уровень. Идея заключалась в том, чтобы использовать небольшой микроконтроллер Arduino UNO и поместить на него код для управления набором светодиодов. Arduino считывает различные входные данные и может отдавать команды светодиодам на основе кода и логики, загруженных в него.
Я приклеил светодиоды в каналы эпоксидной смолы, чтобы начать проводку.
Я использовал блок питания USB с 6 отсеками для питания всего. Три места были для USB-кабелей для зарядки, предназначенных для зарядки планшетов.Arduinos питались от других разъемов зарядного устройства и передавали питание на светодиоды.
Затем я подключил эти маленькие датчики тока и напряжения, которые использовал макжошер, в каждый кабель. Это должно было позволить Arduino считывать ток, протекающий по кабелю, и знать, активно ли заряжается планшет.
Вот где все пошло не так…
Изначально я планировал использовать только одну Arduino Uno. Я понял, как измерить все токи одновременно … но не как управлять несколькими светодиодными лентами одновременно.Когда я пытался сделать это, у меня были большие задержки во время выполнения команд цикла. Вместо этого я подумал, что будет намного проще контролировать каждое место зарядки и светодиодную ленту с помощью собственного Arduino. У меня было только два под рукой, поэтому позже я переключился на три менее дорогих Arduino Nanos.
Я подключил все провода на место и закрепил доски винтами и подпорками, которые вырезал из соломки.
Затем я установил заднюю часть, которая была на ½ дюйма короче передней. Это оставило место для вывода кабелей и выхода тепла.
Я прикрепил силовой блок к задней части на липучке и вытащил зарядные кабели через заднюю часть.
Я также надел пару кабельных зажимов на шнуры, чтобы они не выдернули проводку, если их дергать.
Теперь программирование этих светодиодов было совершенно другим приключением. Я заставил их оставаться выключенными, когда не заряжается, пульсировать по кругу при зарядке и гореть зеленым светом при полной зарядке… иногда. В других случаях он гаснет после зарядки и дико мигает, когда не подключен к розетке.Так что я определенно не смог разобраться в коде самостоятельно. Но для этого и нужен Интернет, и я скоро получу совет от экспертов и выясню это.
Я знаю, что могу понять это с помощью некоторой помощи или дополнительных исследований. И, что самое главное, мои дети думают, что иметь собственную светодиодную зарядную станцию для своих планшетов — это круто.
Так я сделал зарядную станцию своими руками. Я действительно многому научился на этом проекте и вытолкнул себя из зоны комфорта.Если вы увлекаетесь умными проектами, вам также может понравиться мой стол DIY со скрытой беспроводной зарядкой.
Запчасти для скутеров Pulse® > Запчасти для электросамокатов Pulse® Charger Импульсное зарядное устройство Руководство пользователя Справочные видео по ремонту импульсного зарядного устройства
|
Цепи зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов
Цепи зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов, описанные в этой статье, можно использовать для зарядки всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов с заданной скоростью.
В этой статье рассказывается о некоторых схемах зарядного устройства свинцово-кислотных аккумуляторов с автоматической перезарядкой и отключением при малой разрядке. Все эти конструкции проходят тщательные испытания и могут использоваться для зарядки всех автомобильных аккумуляторов и аккумуляторов SMF емкостью до 100 Ач и даже 500 Ач.
Введение
Свинцово-кислотные батареи обычно используются в тяжелых условиях, требующих много сотен ампер. Для зарядки этих аккумуляторов нам особенно нужны зарядные устройства, рассчитанные на длительную зарядку при высоком токе. Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов специально разработано для зарядки аккумуляторов большой мощности с помощью специализированных цепей управления.
5 полезных и высокомощных схем зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов, представленных ниже, могут использоваться для зарядки больших сильноточных свинцово-кислотных аккумуляторов емкостью от 100 до 500 Ач, конструкция полностью автоматическая и переключает питание на аккумулятор, а также после полной зарядки аккумулятора.
ОБНОВЛЕНИЕ: Вы также можете создать эти простые схемы зарядного устройства для 12 В 7 Ач аккумуляторной батареи s , проверьте их.
Что означает Ач
Единица Ач или Ампер-час в любой батарее означает идеальную скорость , при которой батарея будет полностью разряжена или полностью заряжена в течение 1 часа. Например, если аккумулятор на 100 Ач заряжался при токе 100 ампер, для полной зарядки аккумулятора потребуется 1 час.Точно так же, если бы аккумулятор был разряжен при токе 100 ампер, время автономной работы продлилось бы не более часа.
Но подождите, никогда не пробуйте этот , так как зарядка / разрядка при полной емкости Ач может иметь катастрофические последствия для вашей свинцово-кислотной батареи.
Единица измерения Ач используется только для того, чтобы предоставить нам контрольное значение, которое можно использовать для определения приблизительного времени заряда / разряда батареи при установленной скорости тока.
Например, когда вышеупомянутый аккумулятор заряжается на 10 ампер, используя значение Ач, мы можем найти время полной зарядки по следующей формуле:
Поскольку скорость зарядки обратно пропорциональна времени, мы имеем:
Время = Значение Ач / скорость зарядки
T = 100/10
где 100 — уровень заряда аккумулятора в Ач, 10 — ток заряда, T — время при 10-амперном токе
T = 10 часов.
Формула предполагает, что в идеале для оптимальной зарядки аккумулятора при токе 10 ампер потребуется около 10 часов, но для реальной батареи это может быть около 14 часов для зарядки и 7 часов для разрядки. Потому что в реальном мире даже новый аккумулятор не будет работать в идеальных условиях, и с возрастом ситуация может ухудшиться.
Важные параметры, которые необходимо учитывать
Свинцово-кислотные батареи дороги, и вам нужно убедиться, что они прослужат как можно дольше.Поэтому, пожалуйста, не используйте дешевые и непроверенные зарядные устройства, которые могут показаться простыми, но могут медленно повредить вашу батарею.
Большой вопрос в том, необходим ли идеальный способ зарядки аккумулятора? Простой ответ — НЕТ. Потому что, когда мы применяем идеальный метод зарядки, описанный на веб-сайтах «Википедия» или «Университет батареи», мы стараемся зарядить аккумулятор до максимально возможной емкости. Например, при идеальном уровне 14,4 В ваша батарея может быть полностью заряжена, но делать это обычными методами может быть рискованно.
Чтобы достичь этого без риска, вам, возможно, придется использовать усовершенствованную схему ступенчатого зарядного устройства, которую может быть сложно построить и может потребоваться слишком много вычислений.
Если вы хотите избежать этого, вы все равно можете зарядить аккумулятор оптимальным образом (@ около 65%), убедившись, что аккумулятор отключен на немного более низком уровне. Это позволит батарее всегда находиться в менее напряженном состоянии. То же самое касается уровня и скорости разряда.
Как правило, он должен иметь следующие параметры для безопасной зарядки, не требующей специальных ступенчатых зарядных устройств:
- Фиксированный ток или постоянный ток (1/10 номинала батареи в Ач)
- Фиксированное напряжение или постоянное напряжение (на 17% выше, чем Напряжение, указанное на батарее)
- Защита от перезарядки (отключение, когда батарея заряжается до указанного выше уровня)
- Плавающая зарядка (необязательно, совсем не обязательна)
Если в вашей системе нет этих минимальных параметров, тогда это может медленно ухудшить производительность и повредить аккумулятор, резко сократив время автономной работы.
- Например, если ваша батарея рассчитана на 12 В, 100 Ач, то фиксированное входное напряжение должно быть на 17% выше, чем напечатанное значение, что равно примерно 14,1 В (не 14,40 В, если вы не используете ступенчатое зарядное устройство) .
- Ток (в амперах) в идеале должен составлять 1/10 от уровня в ампер-часах, указанного на батарее, поэтому в нашем случае это может быть 10 ампер. Чуть более высокий вход усилителя может быть нормальным, поскольку наш полный уровень заряда уже ниже.
- Автоматическое отключение зарядки рекомендуется при вышеуказанном 14.1 В, но это не обязательно, так как уровень полного заряда у нас уже немного ниже.
- Плавающий заряд — это процесс снижения тока до незначительных пределов после того, как аккумулятор полностью зарядился. Это предотвращает саморазряд батареи и постоянно поддерживает ее на полном уровне до тех пор, пока пользователь не извлечет ее для использования. Совершенно необязательно . Это может быть необходимо только в том случае, если вы не используете аккумулятор в течение длительного времени. В таких случаях также лучше вынимать аккумулятор из зарядного устройства и периодически подзаряжать его каждые 7 дней.
Самый простой способ получить фиксированное напряжение и ток — это использовать микросхемы стабилизаторов напряжения, как мы узнаем ниже.
Еще один простой способ — использовать в качестве источника входного сигнала готовый 12-вольтный импульсный блок питания на 10 ампер с регулируемой предустановкой. SMPS будет иметь небольшую предустановку в углу, которая может быть настроена на 14,0 В.
Помните, что вам нужно будет держать батарею подключенной не менее 10-14 часов или пока напряжение на клеммах батареи не достигнет 14,2 В. Хотя это уровень может выглядеть немного заниженным, чем стандартный 14.Полный уровень 4 В гарантирует, что ваша батарея никогда не перезарядится и гарантирует длительный срок службы батареи.
Все подробности представлены в этой инфографике ниже:
Однако, если вы любитель электроники и хотите построить полноценную схему со всеми идеальными опциями, в этом случае вы можете выбрать следующие комплексные схемы.
[Новое обновление] Автоматическое отключение батареи, зависящее от тока
Обычно во всех обычных схемах зарядного устройства для батарей используется обнаруженное напряжение или зависящее от напряжения автоматическое отключение.
Тем не менее, функция определения тока может также использоваться для инициирования автоматического отключения, когда аккумулятор достигает оптимального уровня полной зарядки. Полная принципиальная схема для автоматического отключения по току показана ниже:
ПОЖАЛУЙСТА, ПОДКЛЮЧИТЕ РЕЗИСТОР 1K ПОСЛЕ ПРАВОЙ СТОРОНЫ 1N4148 ДИОДПринцип работы
Резистор 0,1 Ом действует как датчик тока, создавая эквивалентную разность потенциалов. через себя. Номинал резистора должен быть таким, чтобы минимальное отклонение потенциала на нем было не менее 0.На 3 В выше, чем падение диода на выводе 3 ИС, пока аккумулятор не достигнет желаемого уровня полного заряда. По достижении полного заряда этот потенциал должен упасть ниже уровня падения диода.
Первоначально, когда батарея заряжается, потребляемый ток развивает отрицательную разность потенциалов, скажем, -1 В на входных контактах ИС. Это означает, что напряжение на контакте 2 теперь становится ниже напряжения на контакте 3 как минимум на 0,3 В. Из-за этого на выводе 6 микросхемы появляется высокий уровень, позволяющий полевому МОП-транзистору проводить и соединять батарею с источником питания.
Когда батарея заряжается до оптимального уровня, напряжение на резисторе измерения тока падает до достаточно низкого уровня, в результате чего разность потенциалов на резисторе становится почти нулевой.
Когда это происходит, потенциал контакта 2 повышается выше, чем потенциал контакта 3, в результате чего на контакте 6 микросхемы устанавливается низкий уровень, и полевой МОП-транзистор отключается. Таким образом, аккумулятор отключается от источника питания, что приводит к прекращению процесса зарядки. Диод, подключенный к контактам 3 и 6, блокирует или фиксирует цепь в этом положении до тех пор, пока питание не будет отключено и снова включено для нового цикла.
Вышеуказанная схема зарядки, зависящая от тока, также может быть выражена следующим образом:
При включении питания конденсатор емкостью 1 мкФ заземляет инвертирующий вывод операционного усилителя, вызывая мгновенный высокий уровень на выходе операционного усилителя, который включает МОП-транзистор. Это начальное действие подключает батарею к источнику питания через полевой МОП-транзистор и резистор считывания RS. Ток, потребляемый батареей, вызывает соответствующий потенциал на RS, который поднимает неинвертирующий вход операционного усилителя выше опорного инвертирующего входа (3 В).
Теперь выход операционного усилителя фиксируется и заряжает батарею, пока она не будет почти полностью заряжена. Эта ситуация снижает ток через RS, так что потенциал на нем падает ниже опорного напряжения 3 В, а выход операционного усилителя становится низким, что приводит к отключению полевого МОП-транзистора и процесса зарядки аккумулятора.
Вышеупомянутая конструкция системы зарядки аккумуляторной батареи, зависящей от тока, может быть понята более подробно на приведенной ниже исчерпывающей диаграмме, которая может быть использована для очень безопасной зарядки аккумуляторов очень большой емкости от 200 до 500 Ач:
Отрегулируйте 10 k предустановка так, чтобы около 0.3 В или 0,4 В доступны на (-) входе операционного усилителя, и установите блок резисторов R4 — R13 таким образом, чтобы их общее сопротивление составляло:
R = 1 / Максимальный ток зарядки.
Предположим, что аккумулятор 100 Ач, тогда максимальный ток зарядки будет 10 ампер, следовательно,
R = 1/10 = 0,1 Ом
1) Использование одиночного операционного усилителя
Рассмотрение первой сильноточной цепи для Заряжая большие батареи, мы можем понять идею схемы с помощью следующих простых моментов:
В показанной конфигурации в основном есть три этапа, а именно: этап источника питания, состоящий из трансформатора и мостовой выпрямительной сети.
Конденсатор фильтра после мостовой схемы был проигнорирован для простоты, однако для лучшего вывода постоянного тока на батарею можно добавить конденсатор 1000 мкФ / 25 В между положительным и отрицательным полюсом моста.
Выходной сигнал источника питания подается непосредственно на аккумулятор, который необходимо зарядить.
Следующий каскад состоит из компаратора напряжения IC на операционном усилителе 741, который сконфигурирован так, чтобы измерять напряжение батареи во время ее зарядки и переключать свой выход на вывод № 6 с соответствующим ответом.
Контакт № 3 ИС подключен к батарее или плюсовому выводу цепи через предустановку 10K.
Предварительная установка настроена таким образом, что ИС меняет свой выходной сигнал на выводе №6, когда батарея полностью заряжается, и достигает примерно 14 вольт, что является напряжением трансформатора при нормальных условиях.
Контакт № 2 ИС фиксируется с помощью фиксированного опорного напряжения через сеть делителя напряжения, состоящую из резистора 10 кОм и стабилитрона на 6 В.
Выходной сигнал микросхемы подается на каскад драйвера реле, где транзистор BC557 является основным управляющим компонентом.
Первоначально питание схемы инициируется нажатием кнопки «пуск». При этом переключатель обходит контакты реле и мгновенно запитывает цепь.
ИС определяет напряжение батареи, и, поскольку на этом этапе оно будет низким, на выходе ИС появится низкий логический уровень на выходе.
Включает транзистор и реле, реле мгновенно фиксирует питание через соответствующие контакты, так что теперь, даже если переключатель «пуск» отпущен, цепь остается включенной и начинает заряжать подключенную батарею.
Теперь, когда заряд батареи достигает примерно 14 вольт, микросхема определяет это и мгновенно переводит свой выходной сигнал на высокий логический уровень.
Транзистор BC557 реагирует на этот высокий импульс и выключает реле, которое, в свою очередь, включает питание цепи, размыкая защелку.
Цепь полностью отключается до тех пор, пока кнопка пуска не будет нажата еще раз и подключенная батарея не будет иметь заряд ниже установленной отметки 14 вольт.
Как настроить.
Это очень просто.
Не подключайте аккумулятор к цепи.
Включите питание, нажав кнопку пуска и удерживая ее нажатой вручную, одновременно отрегулируйте предустановку так, чтобы реле просто срабатывало или выключалось при заданном номинальном напряжении трансформатора, которое должно быть около 14 вольт.
Настройка завершена, теперь подключите полуразряженную батарею к указанным точкам в цепи и нажмите кнопку «пуск».
Из-за разряда батареи теперь напряжение в цепи упадет ниже 14 вольт, и цепь мгновенно защелкнется, инициируя процедуру, как описано в предыдущем разделе.
Принципиальная схема предлагаемого зарядного устройства большой емкости приведена ниже.
ПРИМЕЧАНИЕ. Не используйте фильтрующий конденсатор поперек моста. Вместо этого оставьте конденсатор 1000 мкФ / 25 В подключенным прямо к катушке реле. Если не удалить конденсатор фильтра, реле может перейти в колебательный режим при отсутствии батареи.2) Зарядное устройство 12 В, 24 В / 20 А с использованием двух операционных усилителей:
Второй альтернативный способ зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов с высоким током можно увидеть на следующей диаграмме с использованием пары операционных усилителей:
Работу схемы можно понять по следующим пунктам:
Когда схема запитана без подключенной батареи, схема не реагирует на ситуацию, так как начальное положение реле замыкает цепь, отключая цепь от зарядки. поставка.
Теперь предположим, что разряженная батарея подключена к точкам батареи. Предположим, что напряжение аккумулятора находится на некотором промежуточном уровне, который может находиться между полным и низким уровнем заряда.
Схема получает питание от этого промежуточного напряжения батареи. Согласно настройке предустановки вывода 6, этот вывод обнаруживает низкий потенциал, чем опорный уровень вывода 5. что заставляет его выходной контакт 7 перейти в высокий уровень. Это, в свою очередь, вызывает активацию реле и подключение источника заряда к цепи и батарее через замыкающие контакты.
Как только это произойдет, уровень заряда также упадет до уровня заряда батареи, и два напряжения сойдутся на уровне напряжения батареи. Теперь аккумулятор начинает заряжаться, и напряжение на его клеммах начинает медленно увеличиваться.
Когда аккумулятор достигает полного уровня заряда, контакт 6 верхнего операционного усилителя становится высоким, чем его контакт 5, в результате чего его выходной контакт 7 становится низким, и это выключает реле, и зарядка прекращается.
Тут происходит другое. Вывод 5 подключен к отрицательному потенциалу на выводе 7 через диод 10k / 1N4148, что еще больше снижает потенциал вывода 5 по сравнению с выводом 6.Это называется гистерезисом, который гарантирует, что даже если уровень заряда батареи упадет до некоторого более низкого уровня, при котором операционный усилитель не вернется в режим зарядки, вместо этого уровень заряда батареи теперь должен значительно снизиться до тех пор, пока не будет активирован нижний операционный усилитель.
Теперь предположим, что уровень заряда батареи продолжает падать из-за некоторой подключенной нагрузки, и ее потенциальный уровень достигает минимального уровня разряда. Это обнаруживается контактом 2 нижнего операционного усилителя, потенциал которого теперь ниже его контакта 3, что побуждает его выходной контакт 1 становиться высоким и активировать транзистор BC547.
BC547 полностью заземляет контакт 6 верхнего операционного усилителя. Это приводит к срыву защелки гистерезиса из-за падения потенциала контакта 6 ниже контакта 5.
Это мгновенно приводит к тому, что выходной контакт 7 становится высоким и активирует реле, которое снова инициирует зарядку батареи, и цикл повторяет процедуру. пока аккумулятор остается подключенным к зарядному устройству.
Распиновка LM358
Чтобы узнать больше об автоматических зарядных устройствах, вы можете прочитать эту статью о схемах автоматического зарядного устройства операционных усилителей .
Видеоклип:
Настройка вышеуказанной схемы может быть визуализирована в следующем видео, которое показывает отклики цепи на верхний и нижний пороги напряжения, как зафиксировано соответствующими предустановками операционные усилители
3) Использование IC 7815
В объяснении третьей схемы ниже подробно описывается, как аккумулятор может эффективно заряжаться без использования какой-либо микросхемы или реле, а просто с помощью BJT, давайте изучим процедуры:
Идея был предложен г.Раджа Гилсе.
Зарядка аккумулятора с помощью регулятора напряжения IC
У меня 2N6292. Мой друг посоветовал мне сделать простой сильноточный источник питания постоянного тока с фиксированным напряжением для зарядки аккумулятора SMF. Он привел прилагаемую приблизительную схему. Я ничего не знаю об этом транзисторе. Это так ? Мой вход — трансформатор 18 вольт 5 ампер. Он сказал мне добавить конденсатор 2200 мкФ 50 В после выпрямления. Это работает? Если да, нужен ли какой-либо радиатор для транзистора и / или IC 7815? Он останавливается автоматически, когда батарея достигает 14.5 вольт?
Или требуются другие изменения? Пожалуйста, посоветуйте мне, сэр
Зарядка с конфигурацией эмиттер-повторителя
Да, он будет работать и перестанет заряжать аккумулятор, когда на клеммах аккумулятора будет достигнуто около 14 В.
Однако я не уверен насчет номинала базового резистора 1 Ом … его нужно правильно рассчитать.
И транзистор, и ИС могут быть установлены на общем радиаторе с помощью набора слюдяных сепараторов. Это будет использовать функцию тепловой защиты ИС и поможет защитить оба устройства от перегрева.
Принципиальная схема
Описание схемы
Показанная схема зарядного устройства сильноточной батареи представляет собой интеллектуальный способ зарядки батареи, а также обеспечивает автоматическое отключение, когда батарея достигает полного уровня заряда.
Схема на самом деле представляет собой простой транзисторный каскад с общим коллектором, использующий показанное силовое устройство 2N6292.
Конфигурация также называется эмиттерным повторителем, и, как следует из названия, эмиттер следует за базовым напряжением и позволяет транзистору проводить только до тех пор, пока потенциал эмиттера равен 0.На 7 В ниже приложенного базового потенциала.
В показанной схеме зарядного устройства сильноточной батареи с использованием регулятора напряжения на базу транзистора подается стабилизированное напряжение 15 В от IC 7815, что обеспечивает разность потенциалов около 15 — 0,7 = 14,3 В на эмиттере / земле. транзистора.
Диод не требуется и должен быть удален из базы транзистора, чтобы предотвратить ненужное падение дополнительных 0,7 В.
Указанное выше напряжение также становится зарядным напряжением для подключенной батареи на этих клеммах.
Пока батарея заряжается и напряжение на ее клеммах остается ниже отметки 14,3 В, напряжение базы транзистора продолжает проводить и подавать на батарею необходимое зарядное напряжение.
Однако, как только батарея начинает достигать полного заряда выше 14,3 В, база блокируется из-за падения 0,7 В на эмиттере, что заставляет транзистор перестать проводить, и напряжение зарядки отключается на батарею на время. как только уровень заряда батареи начинает опускаться ниже 14.Отметка 3 В, транзистор снова включается … цикл повторяется, обеспечивая безопасную зарядку подключенного аккумулятора.
Базовый резистор = Hfe x внутреннее сопротивление батареи
Вот более подходящая конструкция, которая поможет достичь оптимальной зарядки с использованием IC 7815 IC
Как видите, здесь в режиме эмиттерного повторителя используется 2N6284. Это связано с тем, что 2N6284 — это транзистор Дарлингтона с высоким коэффициентом усиления, который обеспечивает оптимальную зарядку батареи при предполагаемой скорости 10 А.
Это можно еще больше упростить, используя один 2N6284 и потенциометр, как показано ниже:
Убедитесь, что вы настроили потенциометр так, чтобы получить точное значение 14,2 В на эмиттере батареи.
Все устройства должны устанавливаться на больших радиаторах.
4) Схема зарядного устройства свинцово-кислотной батареи 12 В 100 Ач
Предлагаемая схема зарядного устройства 12 В 100 Ач была разработана одним из преданных членов этого блога г-ном Ранджаном, давайте узнаем больше о работе схемы зарядного устройства и о том, как его также можно использовать в качестве схемы постоянного зарядного устройства.
Схема схемы
Я Ранджан из Джамшедпура, Джаркханд. Недавно во время поиска в Google я узнал о вашем блоге и стал его постоянным читателем. Я многому научился из твоего блога. Для личного пользования хочу сделать зарядное устройство.
У меня трубчатый аккумулятор на 80 Ач и трансформатор на 10 ампер 9-0-9 вольт. Таким образом, я могу получить 10 ампер 18-0 вольт, если я использую два 9-вольтовых вывода трансформатора (трансформатор фактически получается из старого ИБП на 800 ВА).
Я построил принципиальную схему на основе вашего блога. Пожалуйста, взгляните на это и предложите мне. Обратите внимание, что ,.
1) Я живу в очень сельской местности, поэтому есть огромные колебания мощности, они варьируются от 50 В до 250 В. Также обратите внимание, что я буду потреблять очень меньшее количество тока от батареи (обычно использую светодиодные фонари при отключении электроэнергии), примерно 15-20 Вт.
2) Трансформатор на 10 ампер, я думаю, безопасно заряжает трубчатую батарею 80 Ач
3) Все диоды, используемые для схемы, представляют собой диоды 6A4.
4) Два 78h22a используются как параллельные для получения 5 + 5 = 10 ампер на выходе. Хотя я думаю, что Батарея не должна разряжать полные 10 ампер. поскольку он будет находиться в заряженном состоянии при повседневном использовании, внутреннее сопротивление аккумулятора будет высоким и потреблять меньший ток.
5) Переключатель S1 используется с расчетом на то, что при нормальной зарядке он будет оставаться в выключенном состоянии. и после полной зарядки аккумулятора он переключился во включенное состояние, чтобы поддерживать непрерывный заряд с более низким напряжением.СЕЙЧАС вопрос в том, безопасно ли держать батарею в зарядке долгое время без присмотра.
Пожалуйста, ответьте мне своими ценными предложениями.
Принципиальная схема зарядного устройства 100 Ач, разработанная г-ном Ранджаном Решение запроса цепиУважаемый Ранджан,
Для меня ваша сильноточная схема зарядного устройства VRLA с использованием IC 78h22A выглядит идеально и должна работать, как ожидалось . Тем не менее, для гарантированного подтверждения рекомендуется проверить напряжение и ток практически перед подключением к батарее.
Да, показанный переключатель можно использовать в режиме непрерывной зарядки, и в этом режиме аккумулятор может оставаться постоянно подключенным без присмотра, однако это следует делать только после того, как аккумулятор будет полностью заряжен примерно до 14,3 В.
Обратите внимание, что четыре последовательных диода, подключенные к клеммам GND микросхем, могут быть диодами 1N4007, в то время как остальные диоды должны быть рассчитаны на более 10 ампер, это можно реализовать, подключив два диода 6A4 параллельно в каждом из показанных положений. .
Кроме того, настоятельно рекомендуется размещать обе ИС над одним большим общим радиатором для лучшего и равномерного распределения и рассеивания тепла.
Осторожно : Показанная схема не включает цепь отключения полного заряда, поэтому максимальное напряжение зарядки предпочтительно должно быть ограничено в пределах от 13,8 до 14 В. Это гарантирует, что аккумулятор никогда не сможет достичь предельного порога полной зарядки, и, таким образом, останется в безопасности от условий перезарядки.
Однако это также будет означать, что свинцово-кислотная батарея сможет достичь уровня заряда только около 75%, тем не менее, поддержание недостаточно заряженной батареи обеспечит более длительный срок службы батареи и позволит больше циклов зарядки / разрядки.
Использование 2N3055 для зарядки аккумулятора 100 Ач
Следующая схема представляет простой и безопасный альтернативный способ зарядки аккумулятора 100 Ач с использованием транзистора 2N3055. Он также имеет устройство постоянного тока, поэтому батарею можно заряжать правильным количеством тока.
Поскольку 2N3055 является эмиттерным повторителем, при полном уровне заряда он будет почти выключен, чтобы аккумулятор никогда не перезарядился.
Предел тока можно рассчитать по следующей формуле:
R (x) = 0.7/10 = 0,07 Ом
Мощность будет = 10 Вт
Как просто добавить плавающий заряд
Помните, что на других сайтах могут быть представлены излишне сложные объяснения относительно плавающего заряда, что усложняет понимание концепции.
Плавающая зарядка — это просто небольшой регулируемый уровень тока, который предотвращает саморазряд аккумулятора.
Теперь вы можете спросить, что такое саморазряд аккумулятора.
Это снижение уровня заряда аккумулятора, как только исчезает зарядный ток.Вы можете предотвратить это, добавив резистор высокого номинала, такой как 1 кОм 1 ватт, на вход 15 В ИСТОЧНИК и положительный полюс батареи. Это не позволит батарее саморазрядиться и будет поддерживать уровень 14 В, пока батарея подключена к источнику питания.
5) Схема зарядного устройства свинцово-кислотных аккумуляторов IC 555
Пятая концепция ниже объясняет простую, универсальную схему автоматического зарядного устройства. Схема позволит вам заряжать все типы свинцово-кислотных аккумуляторов от 1 Ач до 1000 Ач.
Использование IC 555 в качестве контроллера IC
IC 555 настолько универсален, что может считаться однокристальным решением для любых схемных приложений. Несомненно, он также использовался здесь для еще одного полезного приложения.
Одна микросхема IC 555, горстка пассивных компонентов — это все, что нужно для создания этой выдающейся полностью автоматической схемы зарядного устройства.
Предлагаемая конструкция автоматически распознает и обновляет подключенную батарею.
Аккумулятор, который требуется заряжать, может оставаться подключенным к цепи постоянно, схема будет постоянно контролировать уровень заряда, если уровень заряда превышает верхний порог, схема отключит напряжение зарядки к нему, и в если заряд упадет ниже установленного нижнего порога, схема подключится и инициирует процесс зарядки.
Как это работает
Эту схему можно понять по следующим пунктам:
Здесь IC 555 настроен как компаратор для сравнения условий низкого и высокого напряжения батареи на контакте №2 и контакте №6 соответственно.
Согласно устройству внутренней схемы, микросхема 555 установит высокий уровень на своем выходном контакте №3, когда потенциал на контакте №2 опустится ниже 1/3 напряжения питания.
Вышеупомянутое положение сохраняется, даже если напряжение на выводе №2 имеет тенденцию немного повышаться.Это происходит из-за внутреннего установленного уровня гистерезиса ИС.
Однако, если напряжение продолжает дрейфовать выше, контакт № 6 принимает ситуацию и в момент, когда он обнаруживает разность потенциалов, превышающую 2/3 напряжения питания, он мгновенно меняет выходной сигнал с высокого на низкий на контакте № 3.
В предлагаемой схеме это просто означает, что предустановки R2 и R5 должны быть установлены таким образом, чтобы реле просто дезактивировалось, когда напряжение батареи опускается на 20% ниже указанного значения, и активируется, когда напряжение аккумулятора достигает 20% выше указанного значения. .
Нет ничего проще этого.
Блок питания представляет собой обычный мост / конденсаторную сеть.
Номинал диода будет зависеть от величины зарядного тока аккумулятора. Как показывает практика, номинальный ток диода должен быть вдвое больше, чем скорость зарядки аккумулятора, в то время как скорость зарядки аккумулятора должна составлять 1/10 от номинала аккумулятора в ампер-часах.
Это означает, что TR1 должен составлять примерно 1/10 от номинала подключенной батареи Ач.
Номинал контактов реле следует также выбирать в соответствии с номинальным током TR1.
Как установить порог отключения батареи
Сначала держите питание цепи выключенным.
Подключите регулируемый источник питания к точкам батареи в цепи.
Подайте напряжение, которое может быть точно равным желаемому пороговому уровню низкого напряжения батареи, затем отрегулируйте R2 так, чтобы реле просто деактивировалось.
Затем медленно увеличивайте напряжение до желаемого более высокого порогового значения напряжения батареи, отрегулируйте R5 так, чтобы реле просто снова включилось.
На этом настройка цепи завершена.
Удалите внешний регулируемый источник, замените его любой батареей, которую необходимо зарядить, подключите вход TR1 к сети и включите.
Остальное будет автоматически обработано, то есть теперь аккумулятор начнет заряжаться и отключится, когда он будет полностью заряжен, а также автоматически подключится к источнику питания, если его напряжение упадет ниже установленного нижнего порога напряжения.
Распиновка IC 555
Распиновка IC 7805
Как настроить схему.
Установка пороговых значений напряжения для вышеуказанной схемы может быть выполнена, как описано ниже:
Первоначально оставьте секцию источника питания трансформатора на правой стороне схемы полностью отключенной от схемы.
Подключите внешний источник переменного напряжения к клеммам (+) / (-) батареи.
Отрегулируйте напряжение до 11,4 В и отрегулируйте предустановку на контакте № 2 так, чтобы реле просто сработало.
Вышеописанная процедура устанавливает нижний порог срабатывания аккумулятора.Заклейте заготовку небольшим количеством клея.
Теперь увеличьте напряжение примерно до 14,4 В и отрегулируйте предустановку на контакте № 6, чтобы просто отключить реле из его предыдущего состояния.
Устанавливает верхний порог отключения цепи.
Зарядное устройство готово.
Теперь вы можете снять регулируемый блок питания с аккумуляторных батарей и использовать зарядное устройство, как описано в статье выше.
Выполняйте описанные выше процедуры с большим терпением и обдумыванием
Отзыв от одного из преданных читателей этого блога:
untung suharto 1 января 2017 г., 7:46
Привет, вы ошиблись предустановки R2 и R5, они должны быть не 10k, а 100k, я только что сделал один, и он был успешным, спасибо.
Согласно приведенному выше предложению, предыдущая диаграмма может быть изменена, как показано ниже:
ЗавершениеВ приведенной выше статье мы узнали 5 отличных методов, которые можно применить для изготовления зарядных устройств свинцово-кислотных аккумуляторов. , прямо от 7 Ач до 100 Ач или даже от 200 Ач до 500 Ач, просто обновив соответствующие устройства или реле.
Если у вас есть конкретные вопросы относительно этой концепции, не стесняйтесь задавать их через поле для комментариев ниже.
Зарядка аккумулятора IC 555 в зависимости от тока
Цепь зарядного устройства для свинцово-кислотного аккумулятора IC 555 также может быть построена с использованием датчика тока на его контакте №2.
Полная принципиальная схема показана ниже:
- R1, R3 = 10 кОм
- R2 = 100 кОм
- Светодиодный резистор может быть 1 кОм
- Резистор № 6 R4 может быть закорочен перемычкой
- R5 = 1 / макс. ток зарядки
- Реле = реле 12В для аккумулятора 12В.
- Релейный диод = 1N4007
- T1, T2 = BC547
Как это работает
Схема фактически сконфигурирована как схема с защелкой установки / сброса.
R4 можно заменить на короткое замыкание.
В начале, когда подано питание, когда контакт реле находится на НЗ, схема не отвечает.
Нажатие кнопки PB1 инициализирует цепь, на мгновение подавая ток через PB1 на батарею.
Батарея действует как нагрузка и создает падение напряжения на R5, которое запускает T2.
С T2, проводящий контакт №2 ИС удерживается на низком уровне, что побуждает выходной контакт №3 становиться высоким и включать реле.
Контакты реле теперь переключаются на точку замыкающего контакта, и цепь замыкается. Таким образом, нажатие PB1 требуется только на мгновение, а затем его можно отпустить.
По мере того, как батарея заряжается, напряжение на R5 продолжает снижаться до момента, когда батарея почти полностью заряжена, когда падение напряжения R5 не может больше удерживать T2 включенным.
T2 выключается, в результате чего контакт № 2 снова становится высоким, а это, в свою очередь, вызывает низкий уровень на контакте № 3, выключает реле и отключает подачу заряда для цепи и аккумулятора.
Артикул:
Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов
Принципы работы свинцово-кислотных аккумуляторов
Очень простое зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов
В последнее время было много случаев, когда мне приходилось использовать батареи для питания всех видов устройств и прототипов. Это в значительной степени связано с тем, что для некоторых действительно с низким уровнем шума это единственный возможный подход, а для других случаев это был просто очень удобный способ разорвать контуры заземления.Естественно, вскоре после этого возник вопрос о «зарядке». Сначала я просто использовал лабораторный источник питания с ограничением тока, но у меня быстро закончились каналы, так как мне нужно было также запитать другие устройства на стенде. Так как это происходило во время рождественских праздников, я задумался, что делать. Удачи в покупке чего-нибудь разумного в это время года, поэтому я решил быстро что-нибудь смоделировать.
Концепт
Как всегда, вы начинаете с чего-то простого, разумного, например, «Я просто хочу зарядить эти аккумуляторы».И тогда вы попадаете в вихрь кроличьей норы «других функций, которые были бы хороши». Каждый, кто что-либо проектировал в своей жизни, знает, о чем я говорю. Так родился список желаний:
- Функции зарядки и разрядки
- Выбор токов и напряжений для обеих функций
- Индикация текущего состояния
- Возможность измерения и индикации вместимости
- Возможность экспорта логов на ПК
- Работает от напряжения питания 5В
- Минимум 4 канала
Из этого списка было видно, что какой-нибудь встроенный микроконтроллер с парой транзисторов просто не справится.Или потребуется гораздо больше времени на разработку, чем я бы хотел потратить на нее. Итак, я начал искать альтернативы и наткнулся на проект LINX MakerHub для LabView. Я был поражен тем, что он дал. Управление встроенными платформенными устройствами, такими как Arduino и ChipKit, непосредственно из LabView, открывает целый новый мир возможностей! Я действительно не знаю, почему вокруг этого так мало шума. Конечно, это не изменит индустрию автоматизации или что-то в этом роде. Потому что, ну, скажем так, управление ядерным реактором (или даже котлом, если на то пошло) с помощью какой-то платы Arduino за 4 доллара, работающей в окнах «очень RTC», может быть не самой лучшей идеей.Но для поделок (и даже больше) это действительно просто замечательно!
Метизы
«Мозги» проекта работают на плате Arduino Nano. Этого щенка можно купить за 3.8 $ (доставка включена, если вам интересно), так что да. Тогда не станет дешевле. Плата построена на базе ATmega328P, имеющей 8 аналоговых входов и 4 выхода ШИМ.
Нам нужно измерить ток заряда, напряжение и управлять зарядным устройством.Это означает минимум 2 аналоговых входа и 1 выход ШИМ на канал. Таким образом, эта плата просто соответствует теоретическим минимальным требованиям для управления 4-канальным зарядным устройством.
Цепь управления
Далее, как следует из названия проекта, нам понадобится простая схема зарядки. В большинстве профессиональных коммерческих зарядных устройств используется 2 МОП-транзистора.
P-канал для зарядки и N-канал для разряда. Также должен быть диод защиты от обратной полярности.В случае, если батарея подключена в обратном порядке, встроенный диод N-MOS будет проводить и производить много волшебного дыма. Ты определенно этого не хочешь. Также этот защитный диод должен быть НЕ в цепи обратной связи, так как это очень нелинейное устройство.
A Руководство разработчика по зарядке литий-ионных (литий-ионных) аккумуляторов
Преимущества литий-ионных (Li-ion) батарейукрепили их позицию в качестве основного источника питания для портативной электроники, несмотря на один недостаток, когда разработчикам приходится ограничивать скорость зарядки, чтобы избежать повреждения элемента и создания опасности.К счастью, современные литий-ионные аккумуляторы более надежны и могут заряжаться гораздо быстрее, используя методы «быстрой зарядки».
В этой статье подробно рассматриваются разработки литий-ионных аккумуляторов, оптимальный цикл зарядки в электрохимии и некоторые схемы быстрой зарядки. В статье также будут объяснены недостатки ускоренной зарядки, что позволит инженерам сделать осознанный выбор в отношении своей следующей конструкции зарядного устройства.
Концепция литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов проста, но все же потребовалось четыре десятилетия усилий и много долларов на исследования, чтобы разработать технологию, которая теперь надежно питает большинство современных портативных устройств.
Первые элементы были хрупкими и склонными к перегреву во время зарядки, но при разработке эти недостатки были преодолены. Тем не менее, при подзарядке по-прежнему необходимо соблюдать точный режим, который ограничивает токи заряда, чтобы обеспечить достижение полной емкости без перезарядки и связанного с ней риска необратимого повреждения. Хорошая новость заключается в том, что последние достижения в области материаловедения и электрохимии увеличили подвижность ионов клетки. Большая мобильность позволяет использовать более высокие зарядные токи и ускоряет «постоянный ток» части цикла зарядки.
Эти разработки позволяют заряжать смартфоны, оснащенные литий-ионными аккумуляторами последнего поколения, примерно с 20% до 70% емкости за 20–30 минут. Кратковременное обновление батареи до трех четвертей емкости привлекает потребителей с ограниченным временем жизни, открывая сектор рынка зарядных устройств, которые могут безопасно поддерживать быструю зарядку. Поставщики микросхем отреагировали, предложив разработчикам микросхемы, которые обеспечивают различную скорость зарядки, чтобы ускорить пополнение заряда литий-ионных элементов. В результате получается более быстрая зарядка, но, как всегда, приходится идти на компромисс.
Портативные устройства повышения мощности
Литий-ионные элементыоснованы на интеркаляционных соединениях. Эти соединения представляют собой материалы со слоистой кристаллической структурой, которые позволяют ионам лития мигрировать из слоев или находиться между ними. Во время разряда литий-ионной батареи ионы перемещаются от отрицательного электрода через электролит к положительному электроду, заставляя электроны двигаться в противоположном направлении по цепи для питания нагрузки. Когда ионы в отрицательном электроде израсходованы, ток перестает течь.Зарядка батареи заставляет ионы перемещаться обратно через электролит и встраиваться в отрицательный электрод, готовые к следующему циклу разряда (Рисунок 1).
Рис. 1. В литий-ионной батарее ионы лития перемещаются от одного интеркалирующего соединения к другому, в то время как электроны текут по цепи для питания нагрузки. (Источник изображения: Digi-Key)
В современных элементах для положительного электрода используются интеркалирующие соединения на основе лития, такие как оксид лития-кобальта (LiCoO 2 ), поскольку он намного более стабилен, чем высокореактивный чистый литий, и поэтому намного безопаснее.В качестве отрицательного электрода используется графит (уголь).
Хотя эти материалы удовлетворительны, все не идеально. Каждый раз, когда ионы смещаются, некоторые из них вступают в реакцию с электродом, становятся неотъемлемой частью материала и, таким образом, теряются в электрохимической реакции. В результате запас свободных ионов постепенно истощается, а срок службы батареи сокращается. Что еще хуже, каждый цикл зарядки вызывает объемное расширение электродов. Это вызывает напряжение кристаллической структуры и вызывает микроскопические повреждения, которые снижают способность электродов принимать свободные ионы.Это накладывает ограничение на количество циклов перезарядки.
Устранение этих недостатков было в центре внимания недавних исследований литий-ионных аккумуляторов, основной целью которых является размещение большего количества ионов лития в электродах для увеличения плотности энергии, определяемой как энергия на единицу объема или веса. Это облегчает перемещение ионов внутрь и наружу электродов и облегчает прохождение ионов через электролит (то есть увеличивает подвижность ионов).
Время зарядки (для заданного тока) в конечном итоге определяется емкостью аккумулятора.Например, аккумулятор смартфона емкостью 3300 мАч будет заряжаться примерно в два раза дольше, чем аккумулятор 1600 мАч, когда оба заряжаются с использованием тока 500 мА. Чтобы учесть это, инженеры определяют скорость зарядки в единицах «C», где 1 C соответствует максимальному току, который батарея может обеспечить в течение одного часа. Например, в случае аккумулятора на 2000 мАч, C = 2 A. Та же методика применяется к зарядке. Подача зарядного тока 1 А к батарее емкостью 2000 мАч соответствует скорости 0,5 С.
Из этого следует, что увеличение зарядного тока приведет к уменьшению времени перезарядки.Это правда, но только до определенной степени. Во-первых, ионы обладают конечной подвижностью, поэтому увеличение зарядного тока выше определенного порога не приводит к их более быстрому сдвигу. Вместо этого энергия фактически рассеивается в виде тепла, повышая внутреннюю температуру батареи и рискуя необратимым повреждением. Во-вторых, неограниченная зарядка при высоком токе в конечном итоге приводит к встраиванию такого количества ионов в отрицательный электрод, что электрод разрушается и батарея разрушается.
Последние разработки значительно улучшили подвижность ионов новейших литий-ионных элементов, что позволяет использовать более высокий зарядный ток без опасного повышения внутренней температуры.Но даже в самых современных продуктах все еще существует риск перезарядки, потому что это прямой результат физического устройства элемента. Следовательно, производители литий-ионных аккумуляторов предписывают строгий режим зарядки, чтобы защитить свои изделия от повреждений.
Осторожно делает
Зарядка литий-ионного аккумулятораосуществляется по профилю, разработанному для обеспечения безопасности и длительного срока службы без снижения производительности (рис. 2). Если литий-ионная батарея сильно разряжена (например, ниже 3 В), применяется небольшой «предварительный» заряд, составляющий около 10% от тока полной зарядки.Это предотвращает перегрев элемента до тех пор, пока он не сможет принять полный ток фазы постоянного тока. На самом деле, эта фаза требуется редко, потому что большинство современных мобильных устройств предназначены для отключения, пока еще остается некоторый заряд, потому что глубокая разрядка, например перезарядка, может повредить элемент.
Рисунок 2: Профиль зарядки литий-ионных аккумуляторов с использованием метода постоянного тока до тех пор, пока напряжение аккумулятора не достигнет 4,1 В, с последующим «пополнением» с использованием метода постоянного напряжения.(Источник изображения: Texas Instruments)
Затем аккумулятор обычно заряжается постоянным током 0,5 C или менее, пока напряжение аккумулятора не достигнет 4,1 или 4,2 В (в зависимости от точной электрохимии). Когда напряжение аккумулятора достигает 4,1 или 4,2 В, зарядное устройство переключается на фазу «постоянного напряжения», чтобы исключить перезаряд. Превосходные зарядные устройства обеспечивают плавный переход от постоянного тока к постоянному напряжению, обеспечивая достижение максимальной емкости без риска повреждения аккумулятора.
Поддержание постоянного напряжения постепенно снижает ток, пока он не достигнет примерно 0,1 C, после чего зарядка прекращается. Если зарядное устройство остается подключенным к аккумуляторной батарее, применяется периодическая подзарядка для предотвращения саморазряда батареи. Подзарядка обычно начинается, когда напряжение холостого хода батареи падает ниже 3,9 до 4 В, и прекращается, когда снова достигается напряжение полной зарядки от 4,1 до 4,2 В.
Как уже упоминалось, перезарядка серьезно сокращает срок службы батареи и потенциально опасна.Как только ионы перестают двигаться, большая часть электроэнергии, подаваемой на батарею, преобразуется в тепловую. Это вызывает перегрев, что может привести к взрыву из-за выделения газа из электролита. В результате производители аккумуляторов выступают за точный контроль и соответствующие функции безопасности зарядного устройства.
Недозаряд, хотя и не опасен, может также отрицательно сказаться на емкости аккумулятора. Например, недостаточная зарядка всего на 1% может снизить емкость аккумулятора примерно на 8% (Рисунок 3).
Рисунок 3: Недостаточная зарядка всего на доли процента может значительно снизить емкость литий-ионного аккумулятора. По этой причине важно точно измерить конечное напряжение во время зарядки.
По этим причинам зарядное устройство должно контролировать конечное напряжение в пределах ± 50 мВ от 4,1 или 4,2 В и иметь возможность определять, когда аккумулятор полностью заряжен. Методы обнаружения включают определение момента, когда ток упадет до 0.1 C во время стадии постоянного напряжения и, в более простых зарядных устройствах, зарядка только в течение заранее определенного времени и при условии, что батарея полностью заряжена. Многие зарядные устройства также включают устройства для определения температуры батареи, так что зарядка может прекратиться при превышении порогового значения. [1]
Ускоренная зарядка
Поскольку последнее поколение аккумуляторов отличается более высокой подвижностью ионов, возможна более быстрая зарядка без риска перегрева. На сегодняшний день производители микросхем предоставили широкий спектр интегрированных решений для управления литий-ионными аккумуляторами, чтобы упростить конструкцию зарядных устройств.Теперь они также предлагают кремний, который позволяет инженерам разрабатывать продукты, которые используют преимущества более быстрой зарядки во время фазы постоянного тока. (Обратите внимание, что в отрасли не существует общепринятого определения «быстрой или быстрой зарядки» для литий-ионной батареи. Скорее, этот термин качественно применяется к любому режиму зарядки, который ускоряет зарядку по сравнению с «типичной» скоростью заряда 0,5 ° C.)
Maxim Integrated, например, предлагает свое зарядное устройство MAX8900, основанное на импульсном понижающем («понижающем») источнике питания.Устройство может обеспечивать ток до 1,2 А от источника питания от 3,6 до 6,3 В, позволяя разработчику регулировать параметры заряда с помощью внешних компонентов.
Например, разработчик может реализовать быструю зарядку постоянным током, когда напряжение батареи превышает напряжение предварительного согласования и пока напряжение не достигнет 4,2 В. Максимальный ток быстрой зарядки определяется резистором между выводом SETI и землей (см. Рисунок 4).
Рисунок 4: Зарядный ток в фазе постоянного тока зарядки литий-ионных аккумуляторов, обеспечиваемый MAX8900 от Maxim Integrated, может быть установлен с помощью резистора R SETI , показанного здесь внизу в центре этого приложения схема.( Диаграмма, нарисованная с помощью Digi-Key Scheme-it , на основе оригинального изображения, любезно предоставленного Maxim Integrated)
Например, для R SETI = 2,87 кОм ток быстрой зарядки составляет 1,186 А, а для R SETI = 34 кОм ток составляет 0,1 А. На рис. 5 показано, как меняется ток зарядки с R SETI . Maxim предлагает удобный комплект разработчика для MAX8900A, который позволяет разработчику экспериментировать со значениями компонентов, чтобы исследовать их влияние не только на скорость зарядки постоянным током, но и на скорость зарядки в других частях цикла зарядки.
Рисунок 5: Изменение зарядного тока в фазе постоянного тока зарядки литий-ионного аккумулятора, подаваемого MAX8900 с сопротивлением R SETI .
В MAX8900 встроены некоторые защитные механизмы, предотвращающие опасное повышение температуры батареи во время быстрой зарядки. Они соответствуют спецификациям Японской ассоциации производителей электроники и информационных технологий (JEITA) по безопасной зарядке литий-ионных аккумуляторов.Для литий-ионных аккумуляторов при температуре от 0 до 15 ° C ток быстрой зарядки ограничен до 50% от его запрограммированной скорости, а если температура аккумулятора поднимается выше 60 ° C, ток полностью отключается до тех пор, пока температура падает до безопасного уровня. Сам чип защищен термическим отводом, который ограничивает ток заряда до 25% от максимального уровня, если внутренняя температура превышает 85˚C.
Maxim не единственный, кто предоставляет разработчикам гибкость при выборе скорости быстрой зарядки.Импульсное зарядное устройство MC32BC3770 от NXP Semiconductors обеспечивает контроль над режимом зарядки, позволяя разработчику не только устанавливать рабочие параметры через интерфейс I 2 C, но также устанавливать ток окончания заряда, напряжение регулирования аккумулятора, предварительную настройку. — ток заряда, пороговое значение напряжения быстрой зарядки и пороговое напряжение уменьшения заряда в дополнение к току быстрой зарядки.
Сам ток быстрой зарядки программируется от 100 до 2000 мА с настройкой по умолчанию 500 мА.В целях безопасности ток быстрой зарядки всегда ограничивается настройкой ограничения входного тока. MC32BC3770 может работать от входа до 20 В и имеет один вход для USB и двухканальный выход для питания устройства, если батарея полностью разряжена.
FAN5400 компании Fairchild Semiconductor компаниитакже позволяет разработчикам программировать скорость зарядки и режимы работы микросхемы через интерфейс I 2 C. Устройство представляет собой USB-совместимое зарядное устройство на основе импульсного источника питания, который работает от входа 6 В (макс.) И предлагает до 1 напряжения.Зарядный ток 25 А.
FAN5400 разработан для минимизации времени зарядки при соблюдении требований USB. Разработчик может выбрать как максимальный ток заряда, так и пороговое значение тока для прекращения зарядки во время фазы постоянного напряжения через хост I 2 C. Функции безопасности включают таймер, который отключает питание, если цикл зарядки превышает заранее установленную продолжительность, а ток заряда ограничивается, если температура микросхемы превышает 120 ° C.
Со своей стороны, Texas Instruments предлагает bq25898, переключаемое устройство управления зарядом аккумулятора, которое поддерживает быструю зарядку с высоким входным напряжением.Устройство может принимать входное напряжение до 12 В и выдает до 4 А на выходе, что делает его пригодным для зарядки аккумуляторов большей емкости в смартфонах и планшетах последнего поколения.
Подобно решениям NXP Semiconductors и Fairchild, bq25898 настраивается через последовательный интерфейс I 2 C, который позволяет разработчику устанавливать ток заряда и минимальное напряжение системы. Функции безопасности включают контроль температуры аккумулятора, таймер зарядки и защиту от перенапряжения.
Компромисс для быстрой зарядки
Разработчик должен знать о компромиссе, который возникает при быстрой зарядке: чем быстрее зарядка, тем меньше емкость, когда батарея переключается на относительно медленную часть режима зарядки с постоянным напряжением. Например, зарядка при 0,7 C приводит к емкости от 50 до 70 процентов при достижении 4,1 или 4,2 В, тогда как зарядка при температуре менее 0,2 C может привести к полной зарядке батареи, как только напряжение достигнет 4,1 или 4,2 В. Другими словами, если потребителю нужно быстрое обновление, скажем, с 25 до 50 процентов, быстрая зарядка идеальна, но если потребитель обычно подключается к сети для полной подзарядки, это обычно быстрее при умеренной скорости зарядки 0.5 C, чем скорость быстрой зарядки не менее 1 C, что требует более длительной и относительно медленной «доливки».
Другой недостаток заключается в том, что повышенная внутренняя температура, создаваемая быстрой зарядкой, даже если она может быть ниже «безопасного» порога, определенного производителем конкретного литий-ионного элемента, может вызвать небольшое повреждение, что в конечном итоге приведет к снижению емкости. и меньшее количество циклов перезарядки. Тем не менее, с улучшением технологии аккумуляторов, повышающим надежность ячеек, скорость быстрой зарядки должна быть чрезмерной, чтобы сократить срок службы аккумулятора до уровня, меньшего, чем «полезное» существование портативного продукта (определяемое как время между покупкой продукта потребителем и заменив его на более новую модель).
Заключение
В то время как в лаборатории разрабатываются некоторые новые аккумуляторные технологии, литий-ионный элемент, похоже, в ближайшее время станет основным носителем энергии для портативных устройств. Таким образом, технология будет продолжать интенсивно развиваться, устраняя ее недостатки. Мобильность ионов является одним из этих недостатков и, вероятно, улучшится даже по сравнению с батареями последнего поколения, что приведет к более быстрой зарядке при постоянном токе.
Разработчикимогут воспользоваться преимуществами более быстрой зарядки, выбрав микросхему управления аккумулятором, которая дает им гибкость в выборе скорости зарядки путем выбора одного или двух внешних компонентов или программирования через интерфейс I 2 C. Также стоит учитывать функции безопасности, встроенные в устройства управления батареями, поскольку, хотя современные литий-ионные элементы намного надежнее, чем их предшественники, быстрая зарядка все же представляет некоторые потенциальные опасности, которые разработчикам необходимо учитывать при разработке.