Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Простые схемы для зарядки самых разных аккумуляторов

Приветствую, Самоделкины!
Сегодня мы рассмотрим 3 простые схемы зарядных устройств, которые могут быть использованы для зарядки самых разных аккумуляторов.

Первые 2 схемы работают в линейном режиме, а линейный режим в первую очередь означает сильный нагрев. Но зарядное устройство вещь стационарная, а не портативная, чтобы КПД было решающим фактором, так что единственный минус представленных схем – это то, что они нуждаются в больших радиатор охлаждения, а в остальном все хорошо. Такие схемы всегда применялись и будут применяться, так как имеют неоспоримые плюсы: простота, низкая себестоимость, не «гадят» в сеть (как в случае импульсных схем) и высокая повторяемость.

Рассмотрим первую схему:


Данная схема состоит всего из пары резисторов (с помощью которых задается напряжение окончания заряда или выходное напряжение схемы в целом) и датчика тока, который задает максимальной выходной ток схемы.


Если нужно универсальное зарядное устройство, то схема будет выглядеть следующим образом:

Вращением подстроечного резистора можно задать любое напряжение на выходе от 3 до 30 В. По идее можно и до 37В, но в таком случае на вход нужно подавать 40В, чего автор (AKA KASYAN) делать не рекомендует. Максимальный выходной ток зависит от сопротивления датчика тока и не может быть выше 1,5А. Выходной ток схемы можно рассчитать по указанной формуле:

Где 1,25 - это напряжение опорного источника микросхемы lm317, Rs - сопротивление датчика тока. Для получения максимального тока 1,5А сопротивление этого резистора должно быть 0,8 Ом, но на схеме 0,2 Ома.

Дело в том, что даже без резистора максимальный ток на выходе микросхемы будет ограничен до указанного значения, резистор тут в большей степени для страховки, а его сопротивление снижено для минимизации потерь. Чем больше сопротивление, тем больше на нем будет падать напряжение, а это приведет к сильному нагреву резистора.

Микросхему обязательно устанавливают на массивный радиатор, на вход подается не стабилизированное напряжение до 30-35В, это чуть меньше максимально допустимого входного напряжения для микросхемы lm317. Нужно помнить, что микросхема lm317 может рассеять максимум 15-20Вт мощности, обязательно учитывайте это. Также нужно учитывать то, что максимальное выходное напряжение схемы будет на 2-3 вольта меньше входного.

Зарядка происходит стабильным напряжением, а ток не может быть больше выставленного порога. Данная схема может быть использована даже для зарядки литий-ионных аккумуляторов. При коротких замыканиях на выходе ничего страшного не произойдет, просто пойдет ограничение тока и, если охлаждение микросхемы хорошее, а разница входного и выходного напряжения небольшое, схема в таком режиме может проработать бесконечно долгое время.



Собрано все на небольшой печатной плате.


Ее, а также печатные платы для 2-ух последующих схем можете скачать вместе с общим архивом проекта.

Вторая схема из себя представляет мощный стабилизированный источник питания с максимальным выходным током до 10А, была построена на базе первого варианта.


Она отличается от первой схемы тем, что тут добавлен дополнительный силовой транзистор прямой проводимости.

Максимальный выходной ток схемы зависит от сопротивления датчиков тока и тока коллектора использованного транзистора. В данном случае ток ограничен на уровне 7А.

Выходное напряжение схемы регулируется в диапазоне от 3 до 30В, что у позволит заряжать практически любые аккумуляторы. Регулируют выходное напряжение с помощью того же подстроечного резистора.


Этот вариант отлично подходит для зарядки автомобильных аккумуляторов, максимальный ток заряда с указанными на схеме компонентами составляет 10А.

Теперь давайте рассмотрим принцип работы схемы. При малых значениях тока силовой транзистор закрыт. При увеличении выходного тока падение напряжения на указанном резисторе становится достаточным и транзистор начинает открываться, и весь ток будет протекать по открытому переходу транзистора.


Естественно из-за линейного режима работы схема будет нагреваться, особенно жестко будут греться силовой транзистор и датчики тока. Транзистор с микросхемой lm317 прикручивают на общий массивный алюминиевый радиатор. Изолировать подложки теплоотвода не нужно, так как они общие.

Очень желательно и даже обязательно использование дополнительного вентилятора, если схема будет эксплуатироваться на больших токах.
Для зарядки аккумуляторов, вращением подстроечного резистора нужно выставить напряжение окончания заряда и все. Максимальный ток заряда ограничен 10-амперами, по мере заряда батарей ток будет падать. Схема коротких замыканий не боится, при КЗ ток будет ограничен. Как и в случае первой схемы, если имеется хорошее охлаждение, то устройство сможет долговременно терпеть такой режим работы.
Ну а теперь несколько тестов:


Как видим стабилизация свое отрабатывает, так что все хорошо. Ну и наконец третья схема:

Она представляет из себя систему автоматического отключения аккумулятора при полном заряде, то есть это не совсем зарядное устройство. Начальная схема подвергалась некоторым изменением, а плата дорабатывалась в ходе испытаний.

Рассмотрим схему.


Как видим она до боли простая, содержит всего 1 транзистор, электромагнитное реле и мелочевку. У автора на плате также имеется диодный мост по входу и примитивная защита от переполюсовки, на схеме эти узлы не нарисованы.


На вход схемы подается постоянное напряжение с зарядного устройства или любого другого источника питания.

Тут важно заметить, что ток заряда не должен превышать допустимый ток через контакты реле и ток срабатывания предохранителя.


При подаче питания на вход схемы, заряжается аккумулятор. В схеме есть делитель напряжения, с помощью которого отслеживается напряжение непосредственно на аккумуляторе.

По мере заряда, напряжение на аккумуляторе будет расти. Как только оно становится равным напряжению срабатывания схемы, которое можно выставить путем вращения подстроечного резистора, сработает стабилитрон, подавая сигнал на базу маломощного транзистора и тот сработает.

Так как в коллекторную цепь транзистора подключена катушка электромагнитного реле, последняя также сработает и указанные контакты разомкнутся, а дальнейшая подача питания на аккумулятор прекратится, заодно и сработает второй светодиод, уведомив о том, что зарядка окончена.


Для настройки схемы на ее выход подключается конденсатор большой емкости, он у нас в роли быстро заряжаемого аккумулятора. Напряжение конденсатора 25-35В.

Сперва подключаем ионисторы или конденсатор к выходу схемы, соблюдая полярность. По окончании заряда сперва отключаем зарядное устройство от сети, затем аккумулятор, иначе реле будет ложно срабатывать. При этом ничего страшного не случится, но звук неприятный.
Далее берем любой регулируемый источник питания и выставим на нем то напряжение, до которого будет заряжаться аккумулятор и подключаем блок к входу схемы.

Затем медленно вращаем обычный резистор до тех пор, пока не сработает красный индикатор, после чего делаем один полный оборот подсроечника в обратном направлении, так как схема имеет некоторый гистерезис.

Как видим все работает. Благодарю за внимание. До новых встреч!


Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Три простые схемы регулятора тока для зарядных устройств

Мы уже рассматривали много схем регуляторов напряжения для самых разных целей, сегодня же я вам покажу три простые схемы регуляторов постоянного тока, которые стоит взять на вооружение, так как они универсальны и могут быть использованы не только в зарядных устройствах, но и во многих самодельных конструкциях, включая и лабораторные блоки питания.

Регулятор тока по идее не многим отличается от регулятора напряжения, стоит заметить, что есть понятие стабилизатор тока.

В отличие от регулятора он поддерживает стабильный выходной ток независимо от напряжения на входе и выходной нагрузки.

Сегодня мы рассмотрим пару вариантов стабилизатора и один регулятор общего применения, стабилизатор тока неотъемлемая часть любого нормального лабораторного блока питания или зарядного устройства, предназначен он для ограничения тока подаваемого в нагрузку.

Важный момент… во всех трех вариантах в качестве датчика тока использованны шунты, по сути это низкоомные резисторы, для увеличения выходного тока любой из перечисленных схем нужно будет снизить сопротивление шунта экспериментальным образом.

Кстати ссылки на все печатные платы найдёте в конце статьи. Нужное значение тока выставляют вручную, как правило вращением переменного резистора.

Все три варианта которые мы сегодня рассмотрим работают в линейном режиме, а значит силовой элемент — транзистор. При больших нагрузках будет нагреваться и нуждается в охлаждении.

Постараюсь пояснить принцип работы схем максимально простыми словами…

Первая схема отличается максимальной простотой и доступностью компонентов, всего два транзистора, один из них управляющий, второй же является силовым, по которому протекает основной ток. Датчик тока или шунт представляет из себя низкоомный проволочный резистор, при подключении выходной нагрузки на этом резисторе образуется некоторое падение напряжения, чем мощнее нагрузка, тем больше падение.

Такого падения напряжения достаточно для срабатывания управляющего транзистора, чем больше падение, тем больше приоткрыт этот транзистор.

Резистор R1 задаёт напряжение смещения для силового транзистора, именно благодаря ему основной транзистор находится в открытом состоянии.

Ограничение тока происходит за счет того, что напряжение на базе силового транзистора, которое было образовано резистором R1, грубо говоря затухается или замыкается на плюс питания через открытый переход маломощного транзистора. Этим силовой транзистор будет закрываться, следовательно ток протекающий по нему уменьшается вплоть до полного нуля.

Резистор R2 по сути обычный делитель напряжения, которым мы можем задать как бы степень приоткрытости управляющего транзистора, а следовательно управлять и силовым транзистором, ограничивая ток протекающий по нему. Увеличить общий ток коммутации этой схемы, можно дополнительными силовыми транзисторами, подключенных параллельно. Так как характеристики даже одинаковых транзисторов будут отличаться, в их коллекторную цепь добавлены резисторы, они предназначены для выравнивания токов через транзисторы, чтобы последние были нагружены равномерно.

Вторая схема построена на базе операционного усилителя, её неоднократно использовал в зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, в отличие от первого варианта эта схема является именно стабилизатором тока.Как и в первой схеме, тут также имеется датчик тока или шунт, операционный усилитель фиксирует падение напряжения на этом шунте, всё по уже знакомой нам схеме.

Усилитель сравнивает напряжение на шунте с опорным, которое задается стабилитроном. Переменным резистором мы искусственно меняем опорное напряжение, операционный усилитель в свою очередь постарается сбалансировать напряжение на входах, путём изменения выходного напряжения.

Выход операционного усилителя управляется мощным полевым транзистором.

То есть, принцип работы мало, чем отличается от первой схемы за исключением того, что тут имеется источник опорного напряжения в лице стабилитрона.

Эта схема также работает в линейном режиме и силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться и ему необходим радиатор, кстати возможно применение биполярных транзисторов.

Последняя схема построена на базе популярной интегральной микросхемы стабилизатора LM317, это линейный стабилизатор напряжения но имеется возможность использовать микросхему в качестве стабилизатора тока.Нужный ток задается переменным резистором. Недостатком схемы является то, что основной ток протекает именно по ранее указанному резистору и естественно тот нужен мощный, очень желательно использование проволочных резисторов.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Максимально допустимый ток для микросхема LM317 составляет около полтора ампера, увеличить его можно дополнительным силовым транзистором, в этом случае микросхема уже будет в качестве управляющей, следовательно нагреваться она не будет.

Взамен будет нагреваться транзистор и от этого никуда не денешься.

Архив к статье; скачать…

Автор; АКА Касьян

Схемы простых зарядных для авто с регулировкой напряжения и тока

Главная » Разное » Схемы простых зарядных для авто с регулировкой напряжения и тока

Три простые схемы регулятора тока для зарядных устройств

Мы уже рассматривали много схем регуляторов напряжения для самых разных целей, сегодня же я вам покажу три простые схемы регуляторов постоянного тока, которые стоит взять на вооружение, так как они универсальны и могут быть использованы не только в зарядных устройствах, но и во многих самодельных конструкциях, включая и лабораторные блоки питания.

Регулятор тока по идее не многим отличается от регулятора напряжения, стоит заметить, что есть понятие стабилизатор тока.

В отличие от регулятора он поддерживает стабильный выходной ток независимо от напряжения на входе и выходной нагрузки.

Сегодня мы рассмотрим пару вариантов стабилизатора и один регулятор общего применения, стабилизатор тока неотъемлемая часть любого нормального лабораторного блока питания или зарядного устройства, предназначен он для ограничения тока подаваемого в нагрузку.

Важный момент… во всех трех вариантах в качестве датчика тока использованны шунты, по сути это низкоомные резисторы, для увеличения выходного тока любой из перечисленных схем нужно будет снизить сопротивление шунта экспериментальным образом.

Кстати ссылки на все печатные платы найдёте в конце статьи. Нужное значение тока выставляют вручную, как правило вращением переменного резистора.

Все три варианта которые мы сегодня рассмотрим работают в линейном режиме, а значит силовой элемент — транзистор. При больших нагрузках будет нагреваться и нуждается в охлаждении.

Постараюсь пояснить принцип работы схем максимально простыми словами…

Первая схема отличается максимальной простотой и доступностью компонентов, всего два транзистора, один из них управляющий, второй же является силовым, по которому протекает основной ток. Датчик тока или шунт представляет из себя низкоомный проволочный резистор, при подключении выходной нагрузки на этом резисторе образуется некоторое падение напряжения, чем мощнее нагрузка, тем больше падение.

Такого падения напряжения достаточно для срабатывания управляющего транзистора, чем больше падение, тем больше приоткрыт этот транзистор.

Резистор R1 задаёт напряжение смещения для силового транзистора, именно благодаря ему основной транзистор находится в открытом состоянии.

Ограничение тока происходит за счет того, что напряжение на базе силового транзистора, которое было образовано резистором R1, грубо говоря затухается или замыкается на плюс питания через открытый переход маломощного транзистора. Этим силовой транзистор будет закрываться, следовательно ток протекающий по нему уменьшается вплоть до полного нуля.

Резистор R2 по сути обычный делитель напряжения, которым мы можем задать как бы степень приоткрытости управляющего транзистора, а следовательно управлять и силовым транзистором, ограничивая ток протекающий по нему.Увеличить общий ток коммутации этой схемы, можно дополнительными силовыми транзисторами, подключенных параллельно. Так как характеристики даже одинаковых транзисторов будут отличаться, в их коллекторную цепь добавлены резисторы, они предназначены для выравнивания токов через транзисторы, чтобы последние были нагружены равномерно.

Вторая схема построена на базе операционного усилителя, её неоднократно использовал в зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, в отличие от первого варианта эта схема является именно стабилизатором тока. Как и в первой схеме, тут также имеется датчик тока или шунт, операционный усилитель фиксирует падение напряжения на этом шунте, всё по уже знакомой нам схеме.

Усилитель сравнивает напряжение на шунте с опорным, которое задается стабилитроном. Переменным резистором мы искусственно меняем опорное напряжение, операционный усилитель в свою очередь постарается сбалансировать напряжение на входах, путём изменения выходного напряжения.

Выход операционного усилителя управляется мощным полевым транзистором.

То есть, принцип работы мало, чем отличается от первой схемы за исключением того, что тут имеется источник опорного напряжения в лице стабилитрона.

Эта схема также работает в линейном режиме и силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться и ему необходим радиатор, кстати возможно применение биполярных транзисторов.

Последняя схема построена на базе популярной интегральной микросхемы стабилизатора LM317, это линейный стабилизатор напряжения но имеется возможность использовать микросхему в качестве стабилизатора тока. Нужный ток задается переменным резистором. Недостатком схемы является то, что основной ток протекает именно по ранее указанному резистору и естественно тот нужен мощный, очень желательно использование проволочных резисторов.

Максимально допустимый ток для микросхема LM317 составляет около полтора ампера, увеличить его можно дополнительным силовым транзистором, в этом случае микросхема уже будет в качестве управляющей, следовательно нагреваться она не будет.

Взамен будет нагреваться транзистор и от этого никуда не денешься.

Архив к статье; скачать…

Автор; АКА Касьян

11 примеров: схемы на самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Разбор больше 11 схем для изготовления ЗУ своими руками в домашних условиях, новые схемы 2017 и 2018 года, как собрать принципиальную схему за час.

Чтобы понять, обладаете ли вы необходимой информацией об аккумуляторах и зарядных устройствах для них, следует пройти небольшой тест:

  1. По каким основным причинам происходит разрядка автомобильного аккумулятора на дороге?

А) Автомобилист вышел из транспорта и забыл выключить фары.

Б) Аккумуляторная батарея слишком нагрелась под воздействием солнечных лучей.

  1. Может ли аккумулятор выйти из строя, если автомобилем не пользуются долгое время (стоит в гараже без запуска)?

А) При долгом простое аккумуляторная батарея выйдет из строя.

Б) Нет, батарея не испортится, ее потребуется только зарядить и она снова будет функционировать.

  1. Какой источник тока используется для подзарядки АКБ?

А) Есть только один вариант — сеть с напряжением в 220 вольт.

Б) Сеть на 180 Вольт.

  1. Обязательно снимать аккумуляторную батарею при подключении самодельного устройства?

А) Желательно производить демонтаж батареи с установленного места, иначе возникнет риск повредить электронику поступлением большого напряжения.

Б) Необязательно снимать АКБ с установленного места.

  1. Если перепутать «минус» и «плюс» при подключении ЗУ, то аккумуляторная батарея выйдет из строя?

А) Да, при неправильном подключении, аппаратура сгорит.

Б) Зарядное устройство просто не включится, потребуется переместить на положенные места необходимые контакты.

Ответы:
  1. А) Не выключенные фары при остановке и минусовая температура – наиболее распространенные причины разряда АКБ на дороге.
  2. А) АКБ выходит из строя, если долго не подзаряжать ее при простое автомобиля.
  3. А) Для подзарядки применяется напряжение сети в 220 В.
  4. А) Не желательно производить зарядку батареи самодельным устройством, если она не снята с автомобиля.
  5. А) Не следует путать клеммы, иначе самодельный аппарат перегорит.

Аккумулятор на автотранспорте требуют периодической зарядки. Причины разряжения могут быть разные — начиная от фар, что хозяин забыл выключить, и до отрицательных температур в зимний период на улице. Для подпитки АКБ потребуется хорошее зарядное устройство. Такое приспособление в больших разновидностях представлено в магазинах автозапчастей. Но если нет возможности или желания покупки, то ЗУ можно сделать своими руками в домашних условиях. Имеется также большое количество схем — их желательно все изучить, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант.

Определение: Зарядное устройство для автомобиля предназначается для передачи электрического тока с заданным напряжением напрямую в АКБ.

  1. Потребуется ли производить какие-то дополнительные меры, перед тем как приступать к зарядке аккумуляторной батареи на своём автомобиле? – Да, потребуется почистить клеммы, поскольку во время работы на них появляются кислотные отложения. Контакты очень хорошо нужно почистить, чтобы ток без трудностей поступал к батарее. Иногда автомобилисты используют смазку для обработки клемм, ее тоже следует убрать.
  2. Чем протереть клеммы зарядных устройств? — Специализированное средство можно купить в магазине или приготовить самостоятельно. В качестве самостоятельно изготовленного раствора используют воду и соду. Компоненты смешиваются и перемешиваются. Это отличный вариант для обработки всех поверхностей. Когда кислота соприкоснется с содой, то произойдет реакция и автомобилист обязательно ее заметит. Это место и потребуется тщательно протереть, чтобы избавиться от всей кислоты. Если клеммы ранее обрабатывались смазкой, то она убирается любой чистой тряпкой.
  3. Если на аккумуляторе стоят крышки, то их нужно вскрывать перед началом зарядки? — Если крышки имеются на корпусе, то их обязательно снимают.
  4. По какой причине необходимо откручивать крышечки с аккумуляторной батареи? — Это нужно, чтобы газы, образующиеся в процессе зарядки, беспрепятственно выходили из корпуса.
  5. Есть необходимость обращать внимание на уровень электролита в аккумуляторной батарее? – Это делается в обязательном порядке. Если уровень ниже требуемого, то необходимо добавить дистиллированную воду внутрь аккумулятора. Уровень определить не составит труда – пластины должны быть полностью покрыты жидкостью.

Самоделка по способу эксплуатации несколько отличается от заводского варианта. Это объясняется тем, что у покупного агрегата имеются встроенные функции, помогающие в работе. Их сложно установить на аппарате, собранном дома, а потому придется придерживаться нескольких правил при эксплуатации.

  1. Зарядное устройство, собранное своими руками не будет отключаться при полной зарядке аккумулятора. Именно поэтому необходимо периодически следить за оборудованием и подключать к нему мультиметр – для контроля заряда.
  2. Нужно быть очень аккуратным, не путать «плюс» и «минус», иначе зарядное устройство сгорит.
  3. Оборудование должна быть выключено, когда происходит соединение с зарядным устройством.

Выполняя эти простые правила, получится правильно произвести подпитку АКБ и не допустить неприятных последствий.

Топ-3 производителей зарядных устройств

Если нет желания или возможности своими руками собрать ЗУ, то обратите внимание на следующих производителей:

Фирмы хорошо зарекомендовали себя на рынке, а потому о надежности и функциональности переживать при покупке не следует.

Как избежать 2-х ошибок при зарядке аккумуляторной батареи

Необходимо соблюдать основные правила, чтобы правильно подпитать батарею на автомобиле.

  1. Напрямую к электросети аккумуляторную батарею запрещено подключать. Для этой цели и предназначается зарядные устройства.
  2. Даже если устройство изготавливается качественно и из хороших материалов, всё равно потребуется периодически наблюдать за процессом зарядки, чтобы не произошли неприятности.

Выполнение простых правил обеспечит надежную работу самостоятельно сделанного оборудования. Гораздо проще следить за агрегатом, чем после тратиться на составляющие для ремонта.

Самое простое зарядное устройство для АКБ

Схема 100% рабочего ЗУ на 12 вольт

ЗУ на 12 вольт

Посмотрите на картинке на схему ЗУ на 12 В.  Оборудование предназначается для зарядки автомобильных аккумуляторов с напряжением 14,5 Вольт. Максимальный ток, получаемый при заряде составляет 6 А. Но аппарат также подходит и для других аккумуляторов – литий-ионных, поскольку напряжение и выходной ток можно отрегулировать. Все основные компоненты для сборки устройства можно найти на сайте Aliexpress.

Необходимые компоненты:

  1. dc-dc понижающий преобразователь.
  2. Амперметр.
  3. Диодный мост КВРС 5010.
  4. Концентраторы 2200 мкФ на 50 вольт.
  5. трансформатор ТС 180-2.
  6. Предохранители.
  7. Вилка для подключения к сети.
  8. «Крокодилы» для подключения клемм.
  9. Радиатор для диодного моста.

Трансформатор используется любой, по собственному усмотрению Главное, чтобы его мощность была не ниже 150 Вт (при зарядном токе в 6 А). Необходимо установить на оборудование толстые и короткие провода. Диодный мост фиксируется на большом радиаторе.

Схема ЗУ Рассвет 2

Схема ЗУ Рассвет 2

Посмотрите на картинке на схему зарядного устройства Рассвет 2. Она составлена по оригинальному ЗУ. Если освоить эту схему, то самостоятельно получится создать качественную копию, ничем не отличающуюся от оригинального образца. Конструктивно устройство представляет собой отдельный блок, закрывающийся корпусом, чтобы защитить электронику от влаги и воздействия плохих погодных условий. На основание корпуса необходимо подсоединить трансформатор и тиристоры на радиаторах. Потребуется плата, что будет стабилизировать заряд тока и управлять тиристорами и клеммы.

1 схема умного ЗУ

Умное ЗУ

Посмотрите на картинке принципиальную схему умного зарядного устройства. Приспособление необходимо для подключения к свинцово-кислотным аккумуляторам, имеющим емкость — 45 ампер в час или больше. Подключают такой вид аппарата не только к аккумуляторам, что ежедневно используются, но также к дежурным или находящимся в резерве. Это довольно бюджетная версия оборудования. В ней не предусмотрен индикатор, а микроконтроллер можно купить самый дешевый.

Если имеется необходимый опыт, то трансформатор собирается своими руками. Нет необходимости устанавливать также и звуковые сигналы оповещения — если аккумулятор подключится неправильно, то загоревшаяся лампочка разряда будет уведомлять об ошибке. На оборудование необходимо поставить импульсный блок питания  на 12 вольт — 10 ампер.

1 схема промышленного ЗУ

Посмотрите на схему промышленного зарядного устройства от оборудования Барс 8А. Трансформаторы используются с одной силовой обмоткой на 16 Вольт, добавляется несколько диодов vd-7 и vd-8. Это необходимо для того, чтобы обеспечить мостовую схему выпрямителя от одной обмотки.

1 схема инверторного устройства

Инверторный вид

Посмотрите на картинке схему инверторного зарядного устройства. Это приспособление перед началом зарядки разряжает аккумуляторную батарею до 10,5 Вольт. Ток используется с величиной С/20:  «C» обозначает ёмкость установленного аккумулятора. После этого процесса напряжение повышается до 14,5 Вольт, при помощи разрядно-зарядного цикла. Соотношение величины заряда и разряда составляет десять к одному.

1 электросхема ЗУ электроника

Схема Электроника

1 схема мощного ЗУ

Мощное ЗУ

Посмотрите на картинке на схему мощного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Приспособление применяется для кислотных АКБ, имеющих высокую емкость. Устройство с легкостью заряжает автомобильный аккумулятор, имеющий емкость в 120 А. Выходное напряжение устройство регулируется самостоятельно. Оно составляет от 0 до 24 вольт. Схема примечательна тем, что в ней установлено мало компонентов, но дополнительные настройки при работе она не требует.

2 схемы советского ЗУ

Советское ЗУ

Многие уже могли видеть советское зарядное устройство. Оно похоже на небольшую коробку из металла, и может показаться совсем ненадежной. Но это вовсе не так. Главное отличие советского образца от современных моделей — надежность. Оборудование обладает конструктивной мощностью. В том случае, если к старому устройству подсоединить электронный контроллер, то зарядник получится оживить. Но если под рукой такого уже нет, но есть желание его собрать, необходимо изучить схему.

К особенностям их оборудования относят мощный трансформатор и выпрямитель, с помощью которых получается быстро зарядить даже сильно разряженную батарею. Многие современные аппараты не смогут повторить этот эффект.

Электрон 3М

Схема Электрон 3М

За час: 2 принципиальные схемы зарядки своими руками

Простые схемы

1 самая простая схема на автоматическое ЗУ для авто АКБ

Простая схема

Топ 4 схем импульсных ЗУ

Импульсные ЗУ

1 схема на тиристорное ЗУ

Схема

1 упрощенная схема с сайта Паяльник

Схема

1 схема на интеллектуальное ЗУ

Интеллектуальное ЗУ

4 подробные схемы защиты для ЗУ

Защита

Новые схемы 2017 и 2018 года

Новые схемы

1 схема на китайское ЗУ

Схема

1 простая схема — как собрать ЗУ

Схема

Регулятор тока зарядного устройства

В конструкции самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора важной частью является узел стабилизации и ограничения тока. Такой узел дает возможность выставить любой угодный ток заряда, при этом будет делать это за счет повышения или понижения выходного напряжения.

Схема предложенная в статье может отлично работать в совместимости с любым зарядным устройством.

Вариант реализации такого блока до безобразия прост  и собран на одном элементе ОУ. Зарядное устройство должно отдавать напряжение 13,5-14,5 Вольт при токе до 10 Ампер.

Полевой транзистор – основной силовой элемент и весь ток проходит по нему, поэтому обязательно устанавливают на теплоотвод.

Можно использовать низковольтные полевые транзисторы с током от 20 , а еще лучше от 40 Ампер. Для наших целей отлично подойдут мощные N- канальные полевые транзисторы типа IRF3205, IRFZ44/46/48 iили аналогичные.

Силовой шунт в моем случая в виде низкоомного резистора, если кому лень искать, можете использовать шунт , который стоит в дешевых китайских мультиметрах, такие шунты можно использовать для довольно точных замеров при токах до 10-14Ампер.

Полевой транзистор при желании можно заменить на биполярный, но с учетом того, что последний должен иметь большой ток коллектора, к примеру КТ819ГМ или КТ8101 из наших , тоже устанавливают на теплоотвод.

ОУ в моем варианте задействован сдвоенный , типа ЛМ358, но можно использовать и одиночные операционные усилители, к примеру – TL071/081

Автор; АКА Касьян

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

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.

Читайте также:  Как выбрать настольный электрический наждак с валом для дома

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.

Читайте также:  Изготовление картофелесажалки для мотоблока и мини-трактора

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:

  1. Откусить все провода шин питания, за исключением жёлтых и чёрных.
  2. Соединить между собой жёлтые и отдельно чёрные провода — это будут соответственно «+» и «-» ЗУ (см. схему).
  3. Перерезать все дорожки, ведущие к выводам 1, 14, 15 и 16 контроллера TL494.
  4. Установить на кожух БП переменные резисторы номиналом 10 и 4,4 кОм — это органы регулировки напряжения и тока зарядки соответственно.
  5. Навесным монтажом собрать схему, приведённую на рисунке выше.

Читайте также:  Описание ручных и стационарных электрических циркулярных пил

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Не допускайте перезарядки батареи. Максимальное напряжение на ней при подключённом ЗУ — 14.7 В.
  6. 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.

Схема простого зарядного устройства для АКБ

Привет всем, я за свою практику делал множество схем зарядных устройств для самых разных аккумуляторов, но в последнее время заметил, что несмотря на огромную базу схем в интернете, люди хотят видеть простую схему зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов из очень доступных компонентов, поэтому я решил воплотить эту идею в жизнь.

Эта схема была снята из радиожурнала, которая стала очень популярной в последнее время, по сути это тиристорный регулятор напряжения, многие наверное будут осуждать мое решение об использовании именно этой схемы, ведь она не имеет узла контроля тока, защиты и многих других плюшек, которыми снабжены современные зарядные устройства.

Вы конечно правы, но именно эта схема была повторена радиолюбителями, в том числе и мною множество раз и зарекомендовала себя с лучшей стороны.

Итак, о схеме; она отличается от обычных линейных схем, обратите внимание на транзисторы Q1 и Q2, на их базе собран генератор импульсов, то есть аккумулятор по сути заряжается импульсами тока, в этом можно убедиться подключив осциллограф, такой режим работы имеет множество плюсов.

Первый из них заключается в том, что силовой элемент схемы работает не в линейном, а в ключевом режиме, следовательно, нагреваться будет меньше, и ещё импульсная зарядка может быть полезной для консульфатации аккумулятора, а значит такая зарядка в теории может восстанавливать АКБ.

Генератор импульсов собран на маломощной комплементарной паре, можно использовать буквально любые маломощные транзисторы, например наши КТ 361 и КТ 315. Выходной ток может доходить до 10 ампер, следовательно с ее помощью можно эффективно заряжать аккумуляторы с ёмкостью до 100 ампер\часов.

Диодный мост нужен с запасом, советую использовать диоды ампер на 15-20, я ставил готовую сборку на 30 ампер. Сетевой понижающий трансформатор должен обеспечивать выходное напряжение не менее 15 или 16 вольт и соответствующий ток.

Тут важно запомнить — эффективный ток заряда для автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов составляет десятую часть от ёмкости аккумулятора,  например аккумулятор на 60 ампер\часов эффективный ток заряда должен быть в районе 6 ампер и т.д.

В моем варианте был использован готовый трансформатор от источника бесперебойного питания, по мне это хороший вариант. Мне повезло и обмотки трансформатора оказались медными, а не алюминиевыми как это бывает с бюджетными бесперебойниками.

Порывшись в старом хламе мне удалось найти только один тиристор, но к сожалению и тот оказался нерабочим, по идее можно собрать аналог тиристора, но я решил использовать обычный транзистор типа империи MJE13009 и всё прекрасно заработало.

переделал на транзистор

Печатная плата получилась довольно компактной, кстати исходный файл платы доступен для скачивания в конце статьи. Транзисторы и диодный мост устанавливают на радиатор, конструкцию также желательно дополнить кулером.  Индикаторы поставил стрелочные, амперметр на 1 ампер, но после замены шунта он стал отображать ток до 10 ампер, вольтметр на 15 вольт.

Хотел всё это дело собрать в корпусе от блока питания компьютера но на данный момент работаю над несколькими проектами и времени попросту нет, но в дальнейшем обязательно займусь изготовлением корпуса.

Выходное напряжение регулируется от чистого ноля. Процесс зарядки автомобильных аккумуляторов происходит следующим образом, включаем зарядное устройство в сеть и вращением переменного резистора добиваемся на выходе 14 и 14.4 вольт выходного напряжения.

Это напряжение полностью заряженного автомобильного аккумулятора, дальше подключаем зарядку к аккумулятору не забывая соблюдать полярность, то есть плюс к плюсу, а минус к минусу.

По мере заряда аккумуляторной батареи ток будет снижаться и в конце процесса значение будет близким к нулю, этим заряд можно считать завершенным.

Плохо то, что схема лишена защиты от коротких замыканий, может спасти только предохранитель, также отсутствует функция защиты от переполюсовки питания, но все это можно дополнить и позже, было бы желание))).

Плата в формате .lay; скачать…

Автор; АКА КАСЬЯН



Зарядка АКБ асимметричным током

Аккумуляторная батарея (АКБ) современного автомобиля является расходным материалом и подлежит замене через 3-5 лет. Фактически же ресурс батареи зависит от условий её эксплуатации.

Больше всего аккумуляторы страдают от глубокого разряда, то есть снижения напряжения на его клеммах ниже 12В. При этом в аккумуляторе начинаются деструктивные химические процессы, приводящие к сульфатации пластин, и его ёмкость серьёзно падает. После заряда аккумулятора напряжение на нём поднимется до нормальных 14…14.5В, но его ёмкость уже будет пониженной, энергии аккумулятора будет хватать на всё меньшее количество времени.  При внимательном отношении к аккумулятору он может прослужить и более пяти лет, но даже однократный глубокий разряд батареи (ниже 12В) может привести к снижению её ёмкости в несколько раз.

Особенно тяжело аккумулятору приходится зимой. В морозы очень большой ток требуется для запуска двигателя, да и при движении расход энергии от аккумулятора выше. Также при минусовых температурах не так активно идёт химический процесс заряда аккумулятора от генератора. В результате при коротких поездках аккумулятор не успевает зарядиться, его напряжение изо дня в день падает.

Такая проблема с аккумулятором возникла и у меня: этой зимой я заметил, что аккумулятор очень быстро теряет заряд. Я езжу зимой редко и на небольшие расстояния – вероятно, поэтому аккумулятор не успевал заряжаться от генератора и расходовал энергии больше, чем получал. Если раньше машина заводилась с полуоборота даже в сильные морозы, то теперь я не был уверен, удастся ли завестись сегодня.

Я снял аккумулятор и зарядил его от бытового зарядного устройства «Вымпел-32». К моему удивлению, процесс зарядки полностью разряженной батареи током 5А завершился всего через два часа. Это значит, что в аккумулятор вместо необходимых 55Ач было «закачано» всего 10Ач, то есть ёмкость аккумулятора упала в пять раз! После того, как я поставил заряженный аккумулятор на машину, она завелась бодро, но уже через несколько дней стартер опять крутил еле-еле. 

То есть зарядное устройство действительно заряжало аккумулятор, но оно не могло восстановить его ёмкость.

Я решил попробовать восстановить аккумулятор, и только в случае неудачи покупать новый. В Интернете нашлись такие способы борьбы с сульфатацией:

– механический, когда нужно разобрать аккумулятор и очистить его пластины наждачкой, но я вообще не представляю, как это сделать в домашних условиях и собрать всё назад;

– химический, при котором на несколько часов рекомендуют залить в аккумулятор вместо электролита какую-то ядрёную химию. Но результаты по отзывам мало предсказуемые;

– электрический, путём многократного повторения процессов заряд-разряд, в результате чего происходит десульфатация.

 Последний способ показался мне наиболее предпочтительным. Но этот процесс может занять неделю постоянной возни с батареей, поэтому очень неудобен. Гораздо интереснее выглядит метод асимметричного заряда, при котором зарядное устройство автоматически то заряжает аккумулятор, то разряжает его. График такого заряда приведён ниже

Рис.1. График заряда акб асимметричным током

Я решил доработать своё зарядное устройство, и для этой цели отлично подошёл ШИМ-регулятор мощности MP4511 (рис.2.).

Рис.2. ШИМ-регулятор мощности Мастер Кит MP4511

Модуль в первую очередь предназначен для регулировки мощности двигателей и яркости ламп, но принцип его работы оказался вполне подходящим и для решения моей задачи: на выходе MP4511 выдаёт импульсы, частоту и скважность которых можно регулировать.

Только модуль MP4511 пришлось немного доработать. Для понижения рабочей частоты ШИМ до необходимой я заменил конденсатор С6 на 4.7мкФ 50В. Также я установил на полевой транзистор VT1 и диодную сборку DA2 небольшие радиаторы.

При проверке готовой конструкции выяснилось, что «умное» зарядное устройство перестало обнаруживать подключенный через MP4511 аккумулятор и не выдавало напряжение заряда. Пришлось помучиться, но решение было найдено: дроссель L3 из MP4511 был удалён, а его контактная площадка (та, что ближе к центру платы) была соединена с 12 выводом микросхемы TL494 ЗУ «Вымпел».  

Рис.3. Общая схема подключения с использованием стандартного блока питания

Рис.4. Схема подключения MP4511 к зарядному устройству «Вымпел»

Разрядный ток обеспечивается резистором, подключенным параллельно клеммам аккумулятора. Я применил резистор сопротивлением 27 Ом. Это значит, что ток разряда составил 12 В/27 Ом = 0,45А. Во избежание перегрева этот резистор должен иметь мощность не менее 10 Вт.

В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле своими контактами разомкнет цепь подключения резистора к аккумулятору. Можно применить любое реле с напряжением обмотки 12В и током коммутации не менее 1А.

Напряжение полностью заряженного аккумулятора в зависимости от его типа составляет 14…15В, поэтому и напряжение блока питания должно находиться в этих же границах. Найти готовый блок питания на такое нестандартное напряжение непросто. Но можно приобрести блок питания с выходным напряжением 12В, имеющий подстройку выходного напряжения. Например, блок питания LRS-100-12 может выдавать напряжение до 13.8В с током до 8.5А. Можно изготовить блок питания самостоятельно, можно применить доработанный ATX блок питания компьютера, подняв напряжение на его выходе со штатных 12В до необходимых 14.5В. Блок питания должен обеспечивать выходной ток 5…10А. Если планируете использовать внешний блок питания, не имеющий регулируемого ограничения выходного тока, обязательно доработайте MP4511: удалите перемычку между контактами разъёма «Шунт» и подключите к этому разъёму низкоомный шунт в виде нескольких витков медной проволоки диаметром 0.1 мм, сопротивление шунта должно составлять около 0.0015 Ом, длину проволоки можно рассчитать по известным формулам. Только после такой доработки MP4511 сможет работать в режиме ограничения тока. 

Но, повторюсь, у меня уже было зарядное устройство «Вымпел-32» К его выходным клеммам я подключил доработанный модуль MP4511. Его удалось разместить в штатном корпусе зарядного устройства.

Рис.5,6,7 Монтаж MP4511 в корпусе зарядного устройства

Я не нашёл точных рекомендаций об оптимальной силе тока заряда/разряда и частоте импульсов. Большинство электронщиков советуют ток заряда выбирать как 1/10 от ёмкости батареи, а ток разряда в 10 раз ниже зарядного. То есть для аккумулятора ёмкостью 55Ач это значения 5А и 0.5А, соответственно.

Ток заряда в моём случае я ограничил регулятором штатного зарядного устройства. Только надо учитывать, что разрядный резистор подключен к батарее постоянно, поэтому ток заряда я установил 5.5А, из них 5А поступают в батарею, а 0.5А рассеиваются в нагрузочном резисторе. Если Вы будете применять обычный блок питания, можете ограничить ток заряда переменным резистором на модуле MP4511. Ещё раз напоминаю, что схема ограничения тока в MP4511 будет работать только после удаления перемычки и установки шунта!

Частота переключения режимов заряд/разряд в различных найденных мною схемах составляла от нескольких Гц до десятков кГц, какая частота эффективнее – вопрос открытый. Я выбрал частоту около 50 Гц (то есть переключение циклов заряд-разряд в моём случае происходит 50 раз в секунду), скважность импульсов выбрал равной 2 (длительности периодов заряда и разряда равны).

Частоту и скважность импульсов я проверил с помощью карманного DIY-осциллографа NM8025box. Если у Вас нет осциллографа или частотомера, установите движки подстроечного и переменного резисторов модуля MP4511 примерно в средние положения.

Рис.8. Проверка параметров осциллографом

Заряд необходимо прекращать при достижении напряжения на клеммах аккумулятора около 14.5В (точное значение зависит от типа аккумулятора). Большинство зарядных устройств автоматически прекратят зарядку, да и в случае применения MP4511 совместно с любым блоком питания аккумулятор перестанет брать ток, когда его напряжение поднимется до напряжения на выходе источника питания. Но всё же рекомендую надолго не оставлять заряжаемую батарею без присмотра.    

Теперь о результатах. Я уже писал, что мой аккумулятор почти полностью потерял ёмкость, она была на уровне всего 10Ач. После первого же цикла зарядки асимметричным током (режим 5А заряд/0.5А разряд) ёмкость аккумулятора возросла примерно до 25Ач. Воодушевившись результатом, я провёл ещё один цикл зарядки, и получил прирост ёмкости где-то до 30Ач. Это всё равно ниже нормальной ёмкости (55Ач.), но улучшения в моём случае значительные. Машина заводится нормально, аккумулятор не разряжается так быстро, как раньше. Думаю, что на год можно отложить покупку нового аккумулятора. А если за новым аккумулятором следить и регулярно проводить профилактические циклы восстановления с помощью описанного метода, то он сможет прослужить более десяти лет.

Владимир, г.Ульяновск

Электрическая схема зарядного устройства

Неуклонная тенденция развития портативной электроники практически ежедневно заставляет рядового пользователя сталкиваться с зарядкой аккумуляторов своих мобильных устройств. Будь вы владельцем мобильного телефона, планшета, ноутбука или даже автомобиля, так или иначе вам неоднократно придётся столкнуться с зарядкой аккумуляторов этих устройств. На сегодняшний день рынок выбора зарядных устройств настолько обширен и велик, что в этом многообразии довольно тяжело сделать грамотный и правильный выбор зарядного устройства, подходящего к типу используемого аккумулятора. К тому же, сегодня существуют более 20-и типов аккумуляторов с различным химическим составом и основой. Каждый из них имеет свою специфику работы заряда и разряда. В силу экономической выгоды современное производство в этой сфере сейчас сконцентрировано преимущественно на выпуске свинцово-кислотных (гелевых) (Pb), никель – металл — гидридных (NiMH), никель – кадмиевых (NiCd) аккумуляторов и аккумуляторов на основе лития – литий-ионных (Li-ion) и литий-полимерных (Li-polymer). Последние из указанных, кстати, активно используются в питании портативных мобильных устройств. Главным образом литиевые аккумуляторы заслужили популярность за счёт применения относительно недорогих химических компонентов, большого количества циклов перезаряда (до 1000), высокой удельной энергии, низкой степени саморазряда, а так же способности удерживать ёмкость при отрицательных значениях температуры.

Электрическая схема зарядного устройства литиевых аккумуляторов, применяемых в мобильных гаджетах сводится к обеспечению их в процессе заряда постоянным напряжением, превышающим на 10 – 15 % номинальное. К примеру, если для питания мобильного телефона используется литий-ионная батарея на 3,7 В., то для её заряда необходим стабилизированный источник питания достаточной мощности для поддержания напряжения заряда не выше 4,2В – 5В. Именно поэтому большинство портативных зарядных устройств, идущих в комплекте с устройством, выпускают на номинальное напряжение 5В, обусловленное максимальным напряжением питания процессора и заряда батареи с учётом встроенного стабилизатора.

Конечно, не стоит забывать и о контроллере заряда, который берёт на себя основной алгоритм заряда батареи, а так же опрос её состояния. Современные литиевые аккумуляторы, выпускаемые для мобильных устройств с малыми токами потребления, уже идут со встроенным контроллером. Контроллер выполняет функцию ограничения тока заряда в зависимости от текущей ёмкости аккумулятора, отключает подачу напряжения устройству в случае критического разряда батареи, защищает батарею в случае короткого замыкания нагрузки (литиевые батареи очень чувствительны к большому току нагрузки и имеют свойство сильно нагреваться и даже взрываться). С целью унификации и взаимозаменяемости литий-ионных аккумуляторов ещё в 1997 году компании Duracell и Intel разработали управляющую шину опроса состояния контроллера, его работы и заряда с названием SMBus. Под эту шину были написаны драйвера и протоколы. Современные контроллеры и сейчас используют основы алгоритма заряда, прописанные этим протоколом. В плане технической реализации существует множество микросхем, способных реализовать контроль заряда литиевых аккумуляторов. Среди них выделяется серия MCP738xx, MAX1555 от MAXIM, STBC08 или STC4054 с уже встроенным защитным n-канальным MOSFET транзистором, резистором определения тока заряда и диапазоном напряжения питания контроллера от 4,25 до 6,5 Вольт. При этом у последних микросхем от STMicroelectronics значение напряжения заряда аккумулятора 4,2 В. имеет разброс всего +/- 1%, а зарядный ток может достигать 800 мА, что позволит реализовать зарядку аккумуляторов ёмкостью до 5000 мА/ч.

Рассматривая алгоритм заряда литий-ионных аккумуляторов стоит сказать, что это один из немногих типов, предусматривающих паспортную возможность зарядки током до 1С (100% ёмкости аккумулятора). Таким образом, аккумулятор ёмкостью в 3000 ма/ч может заряжаться током до 3А. Однако, частая зарядка большим «ударным» током хоть и существенно сократит её время, но в то же время довольно быстро снизит ёмкость аккумулятора и приведёт его в негодность. Из опыта проектирования электрических схем зарядных устройств скажем, что оптимальным значением зарядки литий-инного (полимерного) аккумулятора является значение 0,4С – 0,5С от его ёмкости.

Значение тока в 1С допускается лишь в момент начального заряда батареи, когда ёмкость аккумулятора достигает приблизительно 70% своей максимальной величины. Примером может стать работа зарядки смартфона или планшета, когда первоначальное восстановление ёмкости происходит за короткое время, а оставшиеся проценты набираются медленно.

На практике довольно часто случается эффект глубокого разряда литиевого аккумулятора, когда его напряжение опускается ниже 5% его ёмкости. В этом случае контроллер не в состоянии обеспечить достаточный пусковой ток для набора начальной ёмкости заряда. (Именно поэтому не рекомендуется разряжать такие аккумуляторы ниже 10%). Для решения таких ситуаций необходимо аккуратно разобрать аккумулятор и отключить встроенный контроллер заряда. Далее необходимо к выводам аккумулятора подсоединить внешний источник заряда, способный выдать ток не менее 0,4С ёмкости аккумулятора и напряжение не выше 4,3В (для аккумуляторов на 3,7В.). Электрическая схема зарядного устройства для начальной стадии зарядки таких аккумуляторов может примениться из примера ниже.

Данная схема состоит из стабилизатора тока в 1А. (задаётся резистором R5) на параметрическом стабилизаторе LM317D2T и импульсном регуляторе напряжения LM2576S-adj. Напряжение стабилизации, определяется обратной связью на 4-ю ногу стабилизатора напряжения, то есть соотношением сопротивлений R6 и R7, которыми на холостом ходу выставляется максимальное напряжение зарядки аккумулятора. Трансформатор должен на вторичной обмотке выдавать 4,2 – 5,2 В переменного напряжения. Тогда после стабилизации мы получим 4,2 – 5В постоянного напряжения, достаточного для заряда вышеупомянутого аккумулятора.

Никель – металл — гидридные аккумуляторы (NiMH) чаще всего можно встретить в исполнении корпусов стандартных батареек – это формфактор ААА (R03), АА (R6), D, С, 6F22 9В. Электрическая схема зарядного устройства для NiMH и NiCd аккумуляторов должна в себя включать нижеперечисленные функциональные возможности, связанные со спецификой алгоритма заряда этого типа аккумуляторов.

У различных аккумуляторов (даже с одинаковыми параметрами) со временем меняются химические и емкостные характеристики. В итоге возникает необходимость организовывать алгоритм заряда каждого экземпляра индивидуально, поскольку в процессе зарядки (особенно большими токами, что допускают никелевые аккумуляторы) избыточный перезаряд влияет на быстрый перегрев аккумулятора. Температура в процессе заряда выше 50 градусов из-за химически необратимых процессов распада никеля полностью погубит аккумулятор. Таким образом, электрическая схема зарядного устройства должна иметь функцию контроля температуры аккумулятора. Для увеличения срока службы и количества циклов перезаряда никелевого аккумулятора желательно каждую его банку разрядить до напряжения не ниже 0,9В. током порядка 0,3С от его ёмкости. К примеру, аккумулятор с 2500 – 2700 мА/ч. разрядить на активную нагрузку током в 1А. Так же зарядное устройство должно поддерживать зарядку с «тренировкой», когда в течении нескольких часов происходит циклический разряд до 0,9В с последующим зарядом током 0,3 – 0,4С. Исходя из практики таким образом можно оживить до 30% убитых никелевых аккумуляторов, причём никель-кадмиевые аккумуляторы «реанимации» поддаются гораздо охотнее. По времени заряда электрические схемы зарядных устройств могут делиться на «ускоренные» (ток заряда до 0,7С с временем полного заряда 2 – 2,5ч.), «средней длительности» (0,3 – 0,4С – заряд за 5 – 6ч.) и «классические» (ток 0,1С – время заряда 12 – 15ч.). Конструируя зарядное устройство для NiMH или NiCd аккумулятора, так же можно воспользоваться общепринятой формулой расчёта времени заряда в часах:

T = (E/I) ∙ 1.5

где Е – ёмкость аккумулятора, мА/ч.,
I – ток заряда, мА,
1,5 – коэффициент для компенсации КПД во момент зарядки.
К примеру, время заряда аккумулятора ёмкостью 1200 мА/ч. током 120 мА (0,1С) будет:
(1200/120)*1,5 = 15 часов.

Из опыта эксплуатации зарядных устройств для никелевых аккумуляторов стоит отметить, что чем ниже зарядный ток, тем больше циклов перезаряда перенесёт элемент. Паспортные циклы, как правило, производитель указывает при зарядке аккумулятора током 0,1С с наиболее длительным временем заряда. Степень заряженности банок зарядное устройство может определять через измерение внутреннего сопротивления за счёт разницы падения напряжения в момент заряда и разряда определённым током (метод ∆U).

Итак, учитывая всё вышеизложенное, одним из наиболее простых решений для самостоятельной сборки электрической схемы зарядного устройства и в то же время обладающей высокой эффективностью является схема Виталия Спорыша, описание которой без труда можно найти в сети.

Основными преимуществами данной схемы является возможность зарядки как одного, так и двух последовательно соединённых аккумуляторов, термоконтроль заряда цифровым термометром DS18B20, контроль и измерение тока в процессе заряда и разряда, автоотключение по завершению зарядки, возможность зарядки аккумулятора в «ускоренном» режиме. Кроме того, с помощью специально написанного программного обеспечения и дополнительной платы на микросхеме — преобразователе TTL уровней MAX232 возможен вариант контроля зарядки на ПК и дальнейшей её визуализации в виде графика. К недостаткам стоит отнести необходимость наличия независимого двухуровневого питания.

Аккумуляторы на основе свинца (Pb) довольно часто можно встретить в устройствах с большим потреблением тока: автомобилях, электромобилях, бесперебойниках, в качестве источников питания различного электроинструмента. Нет смысла перечислять их достоинства и недостатки, которые можно разыскать на многих сайтах на просторах сети. В процессе реализации электрической схемы зарядного устройства для таких аккумуляторов следует различать два режима зарядки: буферный и циклический.

Буферный режим зарядки предусматривает одновременное подключение к аккумулятору и зарядного устройства, и нагрузки. Такое подключение можно наблюдать в блоках бесперебойного питания, автомобилях, ветряных и солнечных энергосистемах. При этом, во время подзаряда устройство является ограничителем тока, а когда аккумулятор набирает свою ёмкость – переходит в режим ограничения напряжения для компенсации саморазряда. В этом режиме аккумулятор выступает в роли суперконденсатора. Циклический режим предусматривает отключение зарядного устройства по завершению зарядки и его повторное подключение в случае разряда батареи.

Схемных решений по зарядке данных аккумуляторов в Интернете достаточно много, поэтому рассмотрим некоторые из них. Для начинающего радиолюбителя для реализации простого зарядного устройства «на коленках» отлично подойдёт электрическая схема зарядного устройства на микросхеме L200C от STMicroelectronics. Микросхема представляет собой АНАЛОГОВЫЙ регулятор тока с возможностью стабилизации напряжения. Из всех преимуществ, которые имеет эта микросхема – это простота схемотехники. Пожалуй, на этом все плюсы и заканчиваются. Согласно даташиту на эту микросхему, максимальный ток заряда может достигать 2А, что теоретически позволит зарядить аккумулятор ёмкостью до 20 А/ч напряжением (регулируемым) от 8 до 18В. Однако, как оказалось на практике, минусов у этой микросхемы гораздо больше, чем плюсов. Уже при зарядке 12 амперного cвинцово-гелевого SLA аккумулятора током 1,2А микросхема требует радиатор площадью не менее 600 кв. мм. Хорошо подходит радиатор с вентилятором от старого процессора. Согласно документации к микросхеме, к ней можно прикладывать напряжение до 40В. На самом деле, если подать по входу напряжение более 33В. – микросхема сгорает. Данное зарядное требует довольно мощный источник питания, способный выдать ток не менее 2А. Согласно приведённой схеме вторичная обмотка трансформатора должна выдавать не более 15 – 17В. переменного напряжения. Значение выходного напряжения, при котором зарядное устройство определяет, что аккумулятор набрал свою ёмкость, определяется значением Uref на 4-й ножке микросхемы и задаётся резистивным делителем R7 и R1. Сопротивления R2 – R6 создают обратную связь, определяя граничное значение зарядного тока аккумулятора. Резистор R2 в то же время определяет его минимальное значение. При реализации устройства не стоит пренебрегать значением мощности сопротивлений обратной связи и лучше применять такие номиналы, какие указаны в схеме. Для реализации переключения зарядного тока лучшим вариантом станет применение релейного переключателя, к которому подключаются сопротивления R3 – R6. От использования низкоомного реостата лучше отказаться. Данное зарядное устройство способно заряжать аккумуляторы на свинцовой основе ёмкостью до 15 А/ч. при условии хорошего охлаждения микросхемы.

Существенно уменьшить габариты зарядки свинцовых аккумуляторов небольшой ёмкости (до 20 А/ч.) поможет электрическая схема зарядного устройства на импульсном 3А. стабилизаторе тока с регулировкой напряжения LM2576-ADJ.

Для зарядки свинцово-кислотных или гелевых аккумуляторных батарей ёмкостью до 80А/ч. (к примеру, автомобильных). Отлично подойдёт импульсная электрическая схема зарядного устройства универсального типа представленная ниже.

Схема была успешно реализована автором этой статьи в корпусе от компьютерного блока питания ATX. В основе её элементной базы лежат радиоэлементы, большей частью взятые из разобранного компьютерного блока питания. Зарядное устройство работает как стабилизатор тока до 8А. с регулируемым напряжением отсечки заряда. Переменное сопротивление R5 устанавливает значение максимального тока заряда, а резистор R31 устанавливает его граничное напряжение. В качестве датчика тока используется шунт на R33. Реле K1 необходимо для защиты устройства от изменения полярности подключения к клеммам аккумулятора. Импульсные трансформаторы T1 и Т21 в готовом виде были так же взяты из компьютерного блока питания. Работает электрическая схема зарядного устройства следующим образом:

1. включаем зарядное устройство с отключённой батареей (клеммы зарядки откинуты)

2. выставляем переменным сопротивлением R31(на фото верхнее) напряжение заряда. Для свинцового 12В. аккумулятора оно не должно превышать 13,8 – 14,0 В.

3. При правильном подключении зарядных клемм слышим, как щёлкает реле, и на нижнем индикаторе видим значение тока заряда, которое выставляем нижним переменным сопротивлением (R5 по схеме).

4. Алгоритм заряда спроектирован таким образом, что устройство заряжает аккумулятор постоянным заданным током. По мере накопления ёмкости значение зарядного тока стремится к минимальному значению, а «дозаряд» происходит за счёт выставленного ранее напряжения.

Полностью посаженый свинцовый аккумулятор не включит реле, как и собственно саму зарядку. Поэтому важно предусмотреть принудительную кнопку подачи мгновенного напряжения от внутреннего источника питания зарядного устройства на управляющую обмотку реле К1. При этом следует помнить, что в момент нажатой кнопки защита от переполюсовки будет отключена, поэтому нужно перед принудительным пуском обратить особое внимание на правильность подключения клемм зарядного устройства к аккумулятору. Как вариант, возможен запуск зарядки от заряженного аккумулятора, а уж потом перебрасываем клеммы зарядки на требуемый посаженный аккумулятор. Разработчика схемы можно найти под ником Falconist на различных радиоэлектронных форумах.

Для реализации индикатора напряжения и тока была применена схема на pic-контроллере PIC16F690 и «супердоступных деталях», прошивку и описание работы которой можно найти в сети.

Данная электрическая схема зарядного устройства, конечно же, не претендует на звание «эталонной», но она в полной мере способна заменить дорогостоящие зарядные устройства промышленного производства, а по функциональности может даже значительно превзойти многие из них. В окончании стоит сказать, что последняя схема универсального зарядного устройства рассчитана главным образом на человека, подготовленного в радиоконструировании. Если же вы только начинаете, то лучше в мощном зарядном устройстве применить гораздо более простые схемы на обычном мощном трансформаторе, тиристоре и системе его управления на нескольких транзисторах. Пример электрической схемы такого зарядного устройства приведён на фото ниже.

Смотрите также схемы:

Как правильно заряжать аккумулятор? Зарядка аккумулятора | Заряд аккумуляторной батареи герметичной необслуживаемой



Правильная зарядка аккумулятора

 

Одним из наиболее важных условий корректной работы, хорошей отдачи и длительного срока службы аккумуляторной батареи является её правильный заряд. Это касается абсолютно всех аккумуляторов: будь то мощные промышленные большой емкости, либо же крошечные батарейки в Ваших мобильных. К сожалению, далеко не все пользователи знают, что есть правильная зарядка аккумулятора. Данная статья призвана помочь людям в этом вопросе и быть "руководством пользователя" при столкновении с задачей должным образом зарядить АКБ (аккумуляторную батарею).

Существует множество различных видов электрических аккумуляторов – для каждого из них характерны свои правила и особенности заряда. Все они подробно описаны в инструкциях по эксплуатации, обязательным образом поставляемых продавцом (по крайней мере мы так делаем всегда) вместе с аккумуляторной продукцией. Однако, бороздить инструкцию в поиске нужной информации не всегда удобно, да и не всегда, согласитесь, есть к тому желание. Посему, в данной статье мы обрисуем общие правила по правильной зарядке наиболее популярных и часто используемых в бытовых условиях аккумуляторов – свинцово-кислотных необслуживаемых герметичных АКБ (чаще всего это аккумуляторы для ИБП, аккумуляторы для электромобилей, электромоторов, для лодок, эхолотов, для сигнализации и связи и проч.) – AGM и гелевых аккумуляторов. Эти правила кое в чем справедливы и для автомобильных стартерных (обслуживаемых) АКБ, хоть процесс заряда таких аккумуляторов и имеет некоторые особенности.

Как заряжать аккумулятор?

Итак, давайте разберемся, что представляет из себя правильный заряд аккумуляторной батареи. Для начала хотим обратить внимание на одно общее правило, касающееся ВСЕХ БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЯ видов аккумуляторов, известных науке: чем меньше раз разряжается аккумулятор и чем менее глубоким является каждый отдельно взятый его разряд, тем большим будет срок его службы. Все мифы о том, что аккумулятор (какой бы он ни был!),  нужно каждый раз полностью разряжать, а затем полностью заряжать, и только так он прослужит максимально долго, а также утверждения "знатоков", что, мол, надо обязательно периодически разряжать аккумулятор, иначе он испортится – полная чушь! Если Вам предлагают купить аккумулятор и при этом рассказывают подобные "истории" – держитесь от таких продавцов и их продукции подальше. Для низкокачественных батарей, производимых из "грязного" вторсырья, отсутствие периодической "встряски" в виде разряда-заряда может действительно быть причиной быстрого выхода из строя (из-за того, что пластины данных АКБ чрезмерно загрязнены, и без "встрясок" данная "грязь" быстро обволакивает поверхность пластин и мешает нормальному прохождению процесса электролиза). Но для качественных аккумуляторов наиболее излюбленным является именно режим постоянного (буферного) подзаряда, при котором практически отсутствуют разряды, а сама АКБ постоянно пребывает под правильным напряжением.

Здесь надо учитывать также эффект памяти некоторых аккумуляторных батарей — в настоящий момент под эффектом памяти понимается обратимая потеря ёмкости, имеющая место в некоторых типах электрических аккумуляторов при нарушении рекомендованного режима зарядки, в частности, при подзарядке не полностью разрядившегося аккумулятора. Название связано с внешним проявлением эффекта: аккумулятор как будто «помнит», что в предыдущие циклы работы его ёмкость не была использована полностью, и при разряде отдаёт ток только до «запомненной границы». Никель-металл-гидридный (Ni-MH), Никель-кадмиевый (NiCd), Серебряно-цинковый аккумулятор.

Переходим ближе к делу. Чтобы правильно заряжать аккумулятор нужно понимать, в каком режиме он у Вас эксплуатируется.

Что такое буферный режим работы

Самый яркий пример буферного режима работы аккумулятора – ИБП (источник бесперебойного питания, он же UPS). В ИБП аккумуляторная батарея находится на постоянной подзарядке и отдает энергию лишь тогда, когда пропадает электричество в сети, а как только оно появляется, аккумулятор тут же подзаряжается. Это самый щадящий режим работы и именно в буферном режиме, как мы уже говорили, аккумуляторы служат дольше всего (например, наши батареи EverExceed серии ST, производимые по технологии AGM нового поколения, имеют срок службы в буферном режиме при Т=20оС – 12 лет).

Что такое циклический режим работы

Пример циклического режима использования АКБ – поломоечная машина, детский электромобиль в парке аттракционов, либо же система автономного электропитания с использованием альтернативных источников энергии (солнечных батарей, ветряков и т.д.). Аккумуляторы в этих приложениях разряжают-заряжают как минимум 1 раз в сутки. Такой режим  является наиболее суровым, и срок службы АКБ тут уже исчисляется не годами, а количеством циклов разряд-заряда (ну и их глубины, естественно). Упомянутые ранее аккумуляторы EverExceed серии ST могут обеспечить до 600 циклов глубокого 100% разряда (обычные же AGM-аккумуляторы – не более 280). Всегда очень удивляет, когда в приложениях с явно циклическим характером работы (те же системы электропитания на солнечных батареях, либо мобильные кофемашины) некоторые "умельцы" предлагают использование стартерных автомобильных аккумуляторов (аргумент – их дешевизна!). Уведомляем всех, кто столкнулся с подобным предложением: стартерные АКБ имеют тонкие пластины, они рассчитаны лишь на запуск двигателя и дальнейшую подзарядку от генератора, в циклическом же режиме с глубокими разрядами они не прослужат и пары месяцев – их пластины "посыпятся" и на этом эксперемент с "дешевым аналогом" будет завершен.

Как правильно заряжать аккумулятор в буферном режиме:

Всем известно, что номинальное напряжение одного элемента в свинцово-кислотных АКБ = 2 Вольта (отметим, что на практике оно обычно никогда не равняется строго 2 В, но для простоты применяется именно такое число). В быту наиболее часто используются аккумуляторные батареи напряжением 6 Вольт (3 элемента) и 12 Вольт (6 элементов). 

В буферном режиме напряжение заряда следует выставить на уровне 2,27 – 2,30 Вольт на элемент (то есть для 12-вольтового аккумулятора это 13,6 – 13,8 В, а для 6-вольтового – 6,8 – 6,9 В). Это подходит как для AGM, так и для гелевых батарей.

Ток заряда должен быть ограничен в величину, равную 30% от номинальной 10-часовой емкости аккумулятора, выраженную в Амперах (для гелевых аккумуляторов – 20%). Например, для батареи с емкостью С­10=100 Ач ограничение тока заряда должно составлять 30 А (для гелевых АКБ – 20 А).

Как правильно заряжать аккумулятор в циклическом режиме:

Напряжение заряда:

2,4 – 2,45 В/эл. (14,4 – 14,7 В на 12-вольтовую батарею или 7,2 – 7,35 В на 6-вольтовую) – для AGM-аккумуляторов;

2,35 В/эл (14,1 В на 12-вольтовую батарею или 7,05 В на 6-вольтовую) – для гелевых аккумуляторов.

Ток заряда:

20% от С10 (для батареи емкостью 100 Ач – это 20 А).

Сколько должен длиться заряд батареи

Продолжительность заряда зависит от изначальной заряженности (разряженности) батареи. Поначалу идет быстрый заряд (бустерный), но по мере насыщения потребляемый ток снижается, доходя до минимума при достижении полной заряженности АКБ. Критерий  полной заряженности – падение тока, который принимает аккумулятор, до  2 – 3 мА на каждый Ач емкости батареи (при буферном заряде). Например, для той же С­10=100 Ач батареи падение тока зарядки до 200 – 300 мА будет означать, что батарея почти полностью заряжена. Чтобы довести уровень заряда АКБ до 100%, следует продолжать зарядку таким милли-током еще около 1 часа. Обычно, полностью разряженная батарея заряжается за 10 часов в циклическом режиме или за 30-48 часов в буферном.

Следует учесть, что для полной зарядки аккумуляторной батареи ей следует сообщить примерно на 20% энергии больше, чем следует из понятия “номинальная емкость”. Это, как говорится, законы природы, и они едины для всех свинцово-кислотных да и других батарей, независимо от вида и производителя. Образно говоря, если батарею не "перенасытить", в ней не завершатся должные электрохимические процессы и дальнейшая отдача будет меньше.

Производить зарядку аккумуляторных батарей желательно при температуре окружающей среды 20 – 25оС.

При меньшей температуре заряжать необходимо более длительное время. Зарядка аккумулятора при температуре менее 0оС становится крайне нежелательной (ибо почти безрезультатна). Желательно также наличие функции термокомпенсации (изменения напряжения заряда в зависимости от температуры окружающей среды) на Вашем зарядном устройстве.
 

Таблица с основными параметрами правильной зарядки аккумуляторной батареи

 

БУФЕРНЫЙ РЕЖИМ

ЦИКЛИЧЕСКИЙ РЕЖИМ

Напряжение заряда

Для 12-в АКБ: 13,6-13,8 В

Для 6-в АКБ: 6,8-6,9 В

Для 12-в АКБ: 14,4-14,7 В

Для 6-в АКБ: 7,2-7,35 В

Ток заряда (не более!)

30% от емкости C10 (для гелевых АКБ – 20%)

20% от емкости C10

Предположительность заряда

30-48 часов

10-12 часов

Критерий заряженности

Падение потребляемого тока до 2-3 мА/Ач + еще 1 час заряда таким током.

Падение потребляемого тока до 8-10 мА/Ач + еще 1 час заряда таким током

 

Также даем ответ на вопрос пользователья по поводу режимов заряда "BULK", "ABSORBTION" и "FLOAT", присутствующих в некоторых ЗУ с интеллектуальной системой заряда:

  • В режиме BULK идет зарядка постоянным током, при этом напряжение на аккумуляторе постоянно растет до значения 2,4-2,45 В/эл;
  • В режиме ABSORPTION достигается максимальное напряжение, которое поддерживается постоянным, в то время как ток зарядки падает;
  • В режиме FLOAT напряжение плавно снижается до буферного (2,27В/эл.), ток остается минимальным. Это есть режим СОДЕРЖАНИЯ аккумулятора.

Выравнивающий заряд применяется, когда есть значительный разброс по напряжению на аккумуляторах (элементах или моноблоках) – более +/- 1%. Но такое бывает редко, по крайней мере для приличных АКБ. Кроме того, если батарея хоть изредка включается на разряд, а потом на заряд, то разброс в какой-то степени сглаживается. Если разброса нету – то и выравнивающий заряд производить нет смысла.


Более подробная информация по правильному заряду конкретных видов аккумуляторных батарей содержится в инструкциях по эксплуатации.
 

Пульсар Лимитед – Энергия для Лучшей Жизни!


Каким напряжением и током безвредно зарядить автомобильный аккумулятор

14.08.2014

Написать эту статью мы решили, когда наткнулись на один из  «сервисных центров»  по зарядке АКБ.  Зарядные устройства представляли собой  -  трансформаторы с диодным мостом!!! Еще более разочаровали советы в интернете: «выкрутите банки перед зарядкой», «найдите зарядное устройство подающее напряжение 16 В- 16,5В»,  «добейтесь хорошего газовыделения», «заряжайте долго малыми токами». 

Выкрутить пробки в АКБ перед зарядкой (если они есть) рекомендуем владельцам китайских или дедовских зарядок. Такие ЗУ собраны по схеме "трансформатор плюс диодный мост" - напряжение могут выдавать любое, хоть и 20В. Кипение при заряде электролита возможно будет такое, что и корпус разорвет.

Не заряжайте принесенные с мороза аккумуляторы, дайте им отогреться в помещении несколько часов. Также нельзя заряжать и слишком нагретые АКБ. Зарядку эффективней и безопасней всего проводить при комнатной температуре.

Практически бесполезно заряжать аккумулятор разряженный ниже 8 Вольт, скорее всего одна из банок в нем закорочена или переполюсована. Обычное ЗУ не сможет полностью зарядить сильно расбалансированную батарею: напряжение на токовыводах не будет выше 12,5-12,6 Вольт. Такие аккумуляторы смогут вылечить (полностью зарядить) лишь специалисты. Заряд необходимо проводить отставших слабых банках отдельно напряжением 2,4 Вольта током 0,1 емкости всей батареи в импульсном режиме.

ВАЖНО ! Рабочие напряжения современного аккумулятора, ниже которого НЕЛЬЗЯ разряжать 10,8 В и выше которого НЕЛЬЗЯ подымать при зарядке  14.4 В.

15-16 Вольт напряжения, которым заряжают большинство дешевых китайских зарядок – это сильное кипение, разрушающее пузырьками намазки на электродах.  Образовавшийся шлам не падает на дно, а остается на пластинах, удерживаемый конвертами-сепараторами. Доступ электролита к активной массе электродов частично перекрывается. Падает емкость и ток холодного пуска.

В старых конструкциях батарей – кипячение при зарядке таких последствий не приносило. Шлам осыпался на дно - в отведенное ему место.

При напряжении 16В зарядки, если не открутить крышечки банок и не дать выхода газам аккумулятор просто раздует или треснет его корпус. При нормальном напряжении заряда крышки выкручивать нет необходимости. В некоторых батареях их просто нет.

ВАЖНО! Неисправность батареи можно выявить в процессе зарядки. Потерявшая свою работоспособность батарея не способна принимать токи заряда выше 1-2 Ампер. Признак умершей от сильной сульфатации батареи в следующем: даже на малых зарядных токах сразу подымается до максимальных 14,4В напряжение.  По напряжению батареи (12,7-13 В) создается видимость,  что она полностью заряжена.  Негодность показывает тест нагрузочной вилкой или стартером автомобиля – напряжение на клеммах моментально падает, мотор не заводит.  Такая сульфатация скорее всего уже необратима и батарею следует утилизировать.

ВАЖНО! Не подавайте при зарядке ток выше 1/10 его емкости, также бесполезны слишком малые токи ниже 1/20.  Для стандартных 60 Ач батарей нормальные токи заряда от 3А до 6А (7-9 Ампер при зарядке в режиме "подача тока-пауза"). В батарее ток заряда запускает химические реакции. Реакции зависят от количества активной массы на пластинах и ее толщины, площади электродов, температурного диапазона, нежелательного процесса электролиза воды. Слабый ток не зарядит весь объем намазки электрода, а лишь его самый верхний слой. После чего подымется напряжение до 14В и выше, сигнализируя о конце заряда. Начнется электролиз воды. Продолжать заряжать такой АКБ малым током нельзя, так как будет происходить пассивация электродов - пластины потеряют способность принимать нормальные токи заряда вообще. При слишком сильных токах заряда в аккумуляторе появятся нежелательные химические реакции, которые вдобавок будут протекать слишком бурно и разрушительно.  Если ток заряда слишком высок для конкретной батареи, то из-за действия "лишнего тока" начинается обильное выделение водорода и кислорода из электролита - кипение, «бульканье» в банках. Пузырьки разрушают слой намазок, а свободный кислород окисляет свинец в плюсовых пластинах, превращая их в мягкий легко разрушаемый от вибраций оксид свинца "губчатый свинец".  В исправной батарее при прекращении подачи тока – кипение должно сразу прекратиться.

Вредно также хранить аккумулятор на постоянном малом токе подзаряда. Если заряжать уже заряженный АКБ - будут окисляться положительные пластины  и  "выкипать" вода из электролита. Результатом будет батарея с коррозирующими электродами, потерявшими прочность перемычками и с высоким уровнем саморазряда.

Процесс заряда АКБ необходимо контролировать визуально, наблюдая чтобы электролит не "кипел", что происходит обычно при напряжениях выше 14,4В; и с помощью мультиметра, измеряя напряжение и ток заряда. Дешевые сурьмянистые акб кипят вообще всегда. Также пузырьки будут при зарядке засульфатированной батареи. Слабомощное зарядное устройство (1-2 Ампера тока) не зарядит даже аккумулятор емкостью 60Ач. Оно безусловно подымет НРЦ аккумулятора до 12,7В, но добавит много проблем здоровью батарее. В случае более мощных ЗУ возникает проблема "лишнего тока" и быстро растущего напряжения, приводящего к разрушительному для батареи электролизу воды. Оптимально вести зарядку батареи, даже "дедовским" ЗУ включенным в розетку через таймер времени в капельном режиме заряда: после кратковременной подачи тока (10-30 сек), отключение ЗУ на время (10 сек), затем опять включение и снова отключение. Таким образом выдерживается большинство правил при зарядке аккумулятора. Заряд идет сильным током, преждевременно не поднимается напряжение, в момент отключения ЗУ батарея "усваивает" химическими процессами полученный заряд, напряжение не поднимается слишком быстро, процесс "кипения" воды не происходит. Зарядку можно подключить через электронный таймер включения-выключения розетки, либо подавать заряд через самодельный мультивибратор "моргалку". Простейшая моргалка делается из реле поворотов. Схемы есть в интернете. Время включения и отключения настраивается опытным путем, исходя из характеристик зарядного устройства и аккумулятора.

Лучше всего заряжать аккумулятор  современным  «умным» зарядным устройством, внутри у которого есть "мозги" - процессор. Такое ЗУ способно подбирать токи и напряжение заряда и может их контролировать.

Время заряда исправного АКБ 8-10 часов.

automotive - Ограничитель тока - зарядка аккумулятора от аккумулятора

Это не так просто, как линейный ограничитель, и лучше с ограничителем PWM и LC-фильтром.

Если 12Vaux полностью разряжен и требуется (14,2-11,2) В * 20A = сброс нагрузки серии 60 Вт. Это много тепла, прежде чем Imax снизится до постоянного напряжения, равного напряжению генератора.

Если рассматривать лампочку как хорошее решение, то это фактически источник постоянного тока с положительным температурным коэффициентом при использовании в диапазоне напряжений от 0 до 10%, определяемом DCR, что составляет 10% от номинального напряжения R.например 12 В / 20 А, где сопротивление нити накала падает до 10% от DCR при номинальном напряжении при 3200 K Таким образом, 3 В * 20 А = 60 Вт, с DCR 0,15 Ом, тогда при 10 В и 10% DCR лампа может иметь что-то вроде 30 В, 1,5 Ом или 45 Вт. что на самом деле не имеет практического значения. Это может быть что-то вроде включения автомобильных фар 12 В 70 Вт последовательно / параллельно, если вам не нужен дополнительный свет при зарядке.

Так нормально при более низких токах, но не в 20А. Это всего лишь приблизительная оценка, а не строгий расчет.

Лучшим решением является ШИМ с последовательным дросселем, рассчитанным на 20 А, например, с воздушными катушками в блоках питания ATX, и высокой скоростью переключения с переключателем MOSFET, рассчитанным на 50 А (верхняя или нижняя стороны).) Батарея действует как конденсатор на 10 кфарад с некоторым ESR от 5 мОм до 1 Ом в разряженном состоянии. но колпачок RF уменьшит EMI.

Другой способ - просто использовать фиксированный провод нагревателя мощностью 150 мОм 60 Вт (никель-хром) и использовать его, чтобы согреть вашу кофейную чашку;) Или используйте разрядник Cap Pulse, рассчитанный на высокий ток пульсаций RMS (несколько больших пластиковых колпачков параллельно). по сути, активный ограничитель тока SMPS с максимальным падением 0,1 В в режиме CV при 14,2 В или 0,1 В / 20 А = 5 миллиом (MOSFET + дроссель DCR)

Я сказал, что делать это правильно непросто и оставаться в рамках.

В конечном счете, самое простое решение - получить батарею большего размера, рассчитанную на ток генератора переменного тока, но тогда вы можете в конечном итоге взорвать диодный мост генератора, если обе батареи будут слабыми и потреблять максимальный ток генератора в течение длительного времени при температуре перехода 180 ° C.

Вы можете посмотреть на дисковые ограничители перенапряжения NTC, но они не могут защитить батарею, поскольку они предназначены для защиты, возможно, только 0,5 Фарада, а не батареи с 10 кОм ~ 100 КБ. Чтобы понять читайте, https: // www.digikey.com/en/ptm/a/amphenol-advanced-sensors/cl-series-inrush-current-limiters/tutorial. Чтобы сбросить 40 Вт тепла, он должен быть либо очень горячим, либо большим, как лампы накаливания (которые нагреваются и должны быть защищены от влаги).

Регулируемый 3-контактный регулятор

для недорогих систем зарядки аккумуляторов

% PDF-1.4 % 1 0 obj> поток application / pdf Регулируемый 3-контактный регулятор для недорогих систем зарядки аккумуляторов

  • Замечания по применению
  • Texas Instruments, Incorporated [SNVA581,0]
  • iText 2.1.7, автор 1T3XTSNVA5812011-12-08T03: 06: 26.000Z2011-12-08T03: 06: 26.000Z конечный поток эндобдж 2 0 obj> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / Font >>> / MediaBox [0 0 540 720] / Contents [7 0 R 8 0 R 9 0 R 10 0 R] / Type / Страница / Родитель 11 0 R >> эндобдж 3 0 obj> поток

    Простое зарядное устройство с ограничением тока

    Напряжение заряда слишком низкое.На стороне большинства соглашений об уровне обслуживания напечатано: «Цикл заряда при 14,7 В, плавающий при 13,7 В». Потребуется целая вечность, чтобы достичь даже 60% заряда при 13,5 В.

    Вам нужен двухполупериодный выпрямленный выход с ограничением по току, который имеет напряжение холостого хода от 15 до 18 В, но ограничено током до менее 0,5 А (больше похоже на источник постоянного тока, меньше на напряжение -регулируемая поставка). Уловка, которая мне подходит, заключается в том, чтобы найти настенную бородавку с правильным выходным напряжением, а затем последовательно подключить лампу 24 В 10 Вт к входной стороне 120 В настенной бородавки (я взламываю пластиковый корпус настенной бородавки. , и переупаковал в свой корпус).Лампа действует как «балласт» или грубый регулятор тока. Это достигается за счет нелинейного сопротивления нити накала.

    Я использую A / D внутри PIC для контроля напряжения батареи. Когда аккумулятор нуждается в зарядке, цикл зарядки состоит из включения переключателя PFET на стороне высокого напряжения, который соединяет выход настенной бородавки с положительным полюсом аккумулятора. Поскольку бородавка на стене ограничена по току, PFET - это просто переключатель, полностью включенный или полностью выключенный, поэтому почти ничего не рассеивает. (Радиатор не требуется).

    PIC отслеживает напряжение на клеммах аккумулятора во время зарядки. Когда напряжение аккумулятора достигает 14,7 В, зарядное устройство остается на 15 минут (независимо от того, насколько высокое напряжение поднимается в течение этого 15-минутного периода), а затем отключает PFET.

    PIC продолжает следить за напряжением батареи и снова включает зарядное устройство, если напряжение батареи падает ниже 13,3 В. На этот раз зарядное устройство отключается при достижении 13,8 В. Этот цикл повторяется до тех пор, пока аккумулятор не будет извлечен. Когда аккумулятор отсоединяется / повторно подключается, PIC снова проходит начальный цикл зарядки, включая зарядку в течение 15 минут после достижения 14.7В.

    Если вы находитесь в стране с напряжением 240 В, вам, возможно, придется найти другую лампу для использования в качестве балласта перед бородавкой. Может быть, лампа на 120В (если найдешь)? Вы знаете, что у вас есть лампа с правильным сопротивлением нити накала, когда она светится примерно на половину яркости в начале цикла зарядки, а затем светится очень тускло к концу цикла зарядки.

    Высокоамперный ограничитель тока для зарядки высоковольтной АКБ ?!

    Привет,

    Очень-очень давно я использовал лампочку, соединенную последовательно с сильноточным диодом, чтобы зарядить автомобильный аккумулятор, уровень заряда которого был слишком низким для запуска автомобиля.Я думаю, это была лампочка на 100 ватт, но это было давным-давно, и могло быть и больше.

    100-ваттная лампочка при 120 В потребляет немного меньше, чем ампер, но с 14-вольтовым падением заряда батареи она позволит протекать току примерно на ампер. Это занимает некоторое время, но заряда достаточно, чтобы завести машину (я думаю, это был двигатель V8 объемом 390 кубических сантиметров).

    Это работает, но вы должны быть осторожны, потому что сопротивление лампы может быть всего от 8 до 10 Ом при первом подключении. Это означает, что аккумулятор сначала получит большой импульсный ток, а затем он быстро спадет.Я был в подвале, когда подключил его на всякий случай.
    Так что вы должны быть осторожны при использовании лампочек, чтобы ограничить ток.

    Так как вам нужно больше тока, вам понадобится больше лампочек, включенных параллельно, или лампочка большего размера. Это может быть проблемой, потому что тогда всплеск будет выше. Для 10 ламп это будет означать 10-кратный скачок напряжения, что может означать 100 ампер. Автомобильный аккумулятор, вероятно, выдержит это, но, опять же, вы должны быть очень осторожны.

    Другой момент заключается в том, что без трансформатора или другого настоящего преобразователя мощности ток, потребляемый батареей, будет таким же, как и линия, что означает, что эффективность будет очень низкой.Как отмечали другие, если вы используете трансформатор с более высоким напряжением и некоторые силовые резисторы, колебания напряжения в сети повлияют на ток. Но это сильно зависит от вторичного напряжения. Чем ближе оно к фактическому требуемому напряжению (например, 14 вольт), тем больше оно повлияет на ток. Так что в некоторых случаях это будет иметь значение, а в некоторых нет.

    Линейные регуляторы напряжения тоже имеют свою цену, они нуждаются в очень хорошем теплоотводе, иначе у них будет термовыключатель, что означает небольшой ток или его отсутствие.Радиаторы хорошего размера подойдут, а вот маленькие - нет. Если это разовая зарядка, которую не нужно повторять очень час или что-то в этом роде, то вам может сойти с рук погружение радиатора меньшего размера в емкость с дистиллированной водой. Благодаря этому он будет оставаться прохладным довольно долго, потому что удельная теплоемкость воды в 8 раз больше, чем у меди (и алюминия). Если ему нужно остыть всю ночь, вы можете снова зарядить его утром.

    Объяснение 2 лучших схем ограничителя тока

    В этом посте объясняются 2 простые универсальные схемы регулятора тока, которые можно использовать для безопасной эксплуатации любого желаемого светодиода высокой мощности.

    Описанная здесь универсальная схема ограничителя тока с высокой мощностью светодиода может быть интегрирована с любым грубым источником постоянного тока для обеспечения надежной защиты от перегрузки по току для подключенных светодиодов с высокой мощностью.

    Почему ограничение тока имеет решающее значение для светодиодов

    Мы знаем, что светодиоды являются высокоэффективными устройствами, которые способны производить ослепительное освещение при относительно низком потреблении, однако эти устройства очень уязвимы, особенно к теплу и току, которые являются дополнительными параметрами и влияют на светодиод. представление.

    Приведенные выше параметры становятся критически важными, особенно при использовании светодиодов высокой мощности, которые выделяют значительное количество тепла.

    Если светодиод управляется более высоким током, он будет иметь тенденцию нагреваться сверх допустимых значений и разрушаться, в то время как, наоборот, если рассеивание тепла не контролируется, светодиод начнет потреблять больше тока, пока не будет разрушен.

    В этом блоге мы изучили несколько универсальных ИС для рабочих лошадок, таких как LM317, LM338, LM196 и т. Д., Которые обладают множеством выдающихся возможностей регулирования мощности.

    LM317 предназначен для работы с токами до 1,5 ампер, LM338 допускает максимум 5 ампер, а LM196 предназначен для генерации до 10 ампер.

    Здесь мы используем эти устройства для ограничения тока для светодиодов самыми простыми из возможных способов:

    Первая схема, представленная ниже, сама по себе проста, используя только один рассчитанный резистор, IC может быть сконфигурирован как точный регулятор или ограничитель тока.

    ИЗОБРАЖЕНИЕ ВЫШЕЙ ЦЕПИ

    Расчет резистора ограничителя тока

    На рисунке показан переменный резистор для настройки контроля тока, однако R1 можно заменить на постоянный резистор, рассчитав его по следующей формуле:

    R1 (Ограничение Резистор) = Vref / ток

    или R1 = 1.25 / ток.

    Мощность R1 = 1,25 x ток

    Ток может быть разным для разных светодиодов и может быть рассчитан путем деления оптимального прямого напряжения на его мощность, например, для светодиода мощностью 1 Вт ток будет 1 / 3,3 = 0,3 ампер или 300 мА, ток для других светодиодов может быть рассчитан аналогичным образом.

    Приведенный выше рисунок поддерживает максимум 1,5 А, для больших диапазонов тока ИС можно просто заменить на LM338 или LM196 в соответствии со спецификациями светодиода.

    Схемы применения

    Изготовление светодиодного трубчатого света с регулируемым током.

    Вышеупомянутая схема может быть очень эффективно использована для создания прецизионных цепей светодиодных трубок с регулируемым током.

    Ниже показан классический пример, который можно легко изменить в соответствии с требованиями и спецификациями светодиодов.

    Схема драйвера светодиода постоянного тока мощностью 30 Вт

    Последовательный резистор, подключенный к трем светодиодам, рассчитывается по следующей формуле:

    R = (напряжение питания - общее прямое напряжение светодиода) / ток светодиода

    R ( Вт) = (напряжение питания - общее прямое напряжение светодиода) x ток светодиода

    R = (12 - 3.3 + 3,3 + 3,3) / 3 ампера

    R = (12 - 9,9) / 3

    R = 0,7 Ом

    R Вт = V x A = (12-9,9) x 3 = 2,1 x 3 = 6,3 Вт

    Ограничение тока светодиода с помощью транзисторов

    В случае, если у вас нет доступа к IC LM338 или если устройство недоступно в вашем регионе, вы можете просто настроить несколько транзисторов или BJT и сформировать эффективную схему ограничителя тока для вашего светодиода.

    Схема цепи управления током с использованием транзисторов представлена ​​ниже.Конструкция представляет собой пример светодиодного ограничителя тока мощностью 100 Вт с входным напряжением 35 В и максимальным ограничением тока 2,5 А.

    Версия PNP вышеуказанной схемы

    Как рассчитать резисторы

    Для определения R1 вы можете использовать следующую формулу:

    R1 = (Us - 0,7) Hfe / ток нагрузки,

    , где Us = напряжение питания, Hfe = коэффициент усиления прямого тока T1, ток нагрузки = ток светодиода = 100 Вт / 35 В = 2,5 ампер

    R1 = (35-0.7) 30 / 2,5 = 410 Ом,

    Мощность для вышеуказанного резистора будет P = V 2 / R = 35 x 35/410 = 2,98 или 3 Вт

    R2 можно рассчитать, как показано ниже:

    R2 = 0,7 / ток светодиода
    R2 = 0,7 / 2,5 = 0,3 Ом, мощность
    можно рассчитать как = 0,7 x 2,5 = 2 Вт обработки более высокого тока и мощности. Следовательно, для приложений, требующих ограничения высокого тока, для нагрузок с высокой мощностью, МОП-транзистор может использоваться вместо T1.

    Текущая пропускная способность полевого МОП-транзистора будет зависеть от его номиналов V DS и I DS в зависимости от температуры корпуса. Это означает, что MOSFET сможет выдерживать величину тока, определяемую продуктом его V DS x I DS , при условии, что температура корпуса не превышает 40 градусов Цельсия.

    Это может показаться практически невозможным, поэтому фактический предел будет определяться количеством V DS и I DS , которое позволяет устройству работать ниже отметки 40 градусов Цельсия.

    Вышеупомянутые схемы ограничения тока на основе BJT можно модернизировать, заменив T1 на MOSFET, как показано ниже:

    Расчет номинала резистора останется таким же, как описано выше для версии BJT

    Схема ограничителя переменного тока

    We может легко преобразовать вышеуказанный ограничитель постоянного тока в универсальную схему ограничителя переменного тока.

    Использование транзистора Дарлингтона

    В этой схеме регулятора тока используется пара Дарлингтона T2 / T3, соединенная с T1 для реализации петли отрицательной обратной связи.

    Работу можно понять следующим образом. Допустим, на входе питания ток источника I по какой-то причине начинает расти из-за большого потребления нагрузкой. Это приведет к увеличению потенциала на R3, вызывая повышение потенциала базы / эмиттера T1 и проводимости через его коллектор-эмиттер. Это, в свою очередь, приведет к тому, что базовая предвзятость пары Дарлингтона станет более обоснованной. Из-за этого увеличение тока будет сдерживаться и ограничиваться нагрузкой.

    Включение подтягивающего резистора R2 гарантирует, что T1 всегда будет проводить с постоянным значением тока (I), которое задается следующей формулой. Таким образом, колебания напряжения питания не влияют на ограничение тока цепи.

    R3 = 0,6 / I

    Здесь I - ограничение тока в амперах, требуемое приложением.

    Другая простая схема ограничителя тока

    В этой концепции используется простая схема с общим коллектором BJT. который получает свое базовое смещение от переменного резистора 5 кОм.

    Этот потенциометр помогает пользователю регулировать или устанавливать максимальный ток отключения для выходной нагрузки.

    При отображении значений выходной ток отключения или ограничение тока можно установить от 5 мА до 500 мА.

    Хотя из графика мы можем понять, что процесс отсечки тока не очень резкий, на самом деле его вполне достаточно для обеспечения надлежащей защиты выходной нагрузки от перегрузки по току.

    Тем не менее, диапазон ограничения и точность могут быть изменены в зависимости от температуры транзистора.

    Предлагаемый дизайн солнечного зарядного устройства с ограничителем тока

    Контекст 1

    ... В этой статье предлагается новый дизайн зарядного устройства на солнечной энергии для маломощных устройств. Уровень зарядного тока можно контролировать, а остаточную мощность можно сохранить на аккумуляторной батарее 9 В. Используются два источника питания (переменный ток и солнечный), возможны две скорости зарядки. Быстрая зарядка составляет 20% от выходного тока батареи (почти 180 мА / ч), поэтому ток ограничен до 34 мА.Можно заряжать два типа сотовых батарей (5,7 В и 3,7 В). Нормальная зарядка составляет 10% от выходного тока сотовой батареи (почти 1000 мА / ч), поэтому ток зарядки ограничен 100 мА. В конструкции используется всего несколько компонентов, поэтому система не только очень портативна, но и экономична. Это было смоделировано на MultiSim Ver. 11, прежде чем внедрить его практически для проверки. Результаты моделирования и эксперимента показывают достаточную осуществимость конструкции для практической реализации.В настоящее время аккумуляторные батареи являются основным источником энергии для портативных устройств. Их используют из-за высокой удельной мощности и простоты использования. Однако их недостатки ограничивают их применение. Их удельная энергия может упасть до 200 Втч / кг, и их технология, кажется, улучшается медленнее, чем другие технологии [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Истощение запасов ископаемого топлива и рост спроса на энергию стимулировали поиск других источников энергии, таких как солнечная, ветровая, океаническая термальная, приливная, биомассовая, геотермальная, ядерная энергия и т. Д.Однако изобилие и повсеместная доступность солнечной энергии делают ее наиболее привлекательной среди других источников энергии, которые можно реально извлечь. Его можно преобразовать в электричество с помощью фотоэлектрических систем малой мощности, для портативных приложений (зарядка мобильных телефонов) и использовать в сельской местности (солнечные лампы). Однако высокая стоимость фотоэлектрических панелей и их низкая эффективность снижают конкурентоспособность солнечной энергии на энергетическом рынке как основного источника выработки электроэнергии. Тем не менее, он все же лучше традиционных источников энергии, где требуется портативность [7, 8, 9, 10, 11, 12].В этой статье рассматривается новая конструкция и физическая реализация фотоэлектрической системы на основе солнечного зарядного устройства для зарядки сотовых и аккумуляторных батарей. Ток зарядного устройства можно контролировать, а остаточную мощность можно сохранить в аккумуляторной батарее (9 В). Источники для конструкции - солнечная панель (3Вт, 18В) и блок питания переменного тока. Возможны две скорости зарядки (медленная и быстрая). Далее в статье представлена ​​конструкция новой системы и ее моделирование, результаты экспериментов и практическая реализация [13, 14, 15, 16].На рис. 1 представлена ​​блок-схема предлагаемого зарядного устройства. Источники солнечного и постоянного тока подключаются через два развязывающих диода. Точка встречи обеспечивает подачу постоянного напряжения на основную часть конструкции, которая имеет две цепи зарядки с разными характеристиками. Одна цепь зарядки подает подходящее напряжение и (ограниченный) зарядный ток на аккумулятор, а другая предназначена для зарядки двух типов мобильных устройств (3,7 В и 5,7 В). На рис. 2 показан источник питания постоянного тока 18 В / 250 мА, питающий две последовательные цепи зарядки.Схема питания - двухполупериодный выпрямитель с понижающим трансформатором (Т1: 220 / 15В, 250мА). Схема обеспечивает более высокий источник питания между ними для следующей части схемы. Его вторая функция заключается в обеспечении подходящего зарядного напряжения для аккумуляторной батареи 9 В и обеспечении высокого уровня зарядного тока (20% от выходного тока батареи, то есть почти 180 мА / ч, поэтому предлагаемая конструкция ограничивает ток до 34 мА для шунтирующий резистор, контролирующий предел зарядки, должен быть R3 = 20 Ом.Максимальное напряжение Vbe должно составлять 0,7 В. Для транзистора R3 = Rbe = (0,7 В / 34 мА) = 20,5 Ом. Вторая часть схемы обеспечивает зарядные напряжения для аккумуляторных батарей 5,7 В и 3,7 В при соответствующем выборе соединений стабилитрона D2 (ZDP7.5) и D6 (ZDP6.2), а также обеспечивает зарядный ток 100 мА, когда шунтирующий резистор ( R6, 7 Ом) подключен. Токоограничивающее действие осуществляется путем измерения тока, проходящего через шунтирующий резистор. Если он достигнет значения, приведите к тому, что напряжение между базой и эмиттером будет равно 0.Вход 7 В будет влиять непосредственно на напряжение нагрузки, чтобы обеспечить непрерывный контроль тока нагрузки (ток зарядки), это действие было выполнено для перезаряжаемой батареи 9 В во время транзисторов Q1 и Q3. То же самое было сделано для сотовой батареи с транзистором Q4 и транзисторами Дарлингтона Q9 и Q10. Рис. 3 представляет собой предлагаемую практическую электронную схему и все распределенные измерители для полных смоделированных измерений. Вторичная обмотка понижающего трансформатора обеспечивала 15 В переменного тока, ток нагрузки составлял 124.79 мА, сопротивление нагрузки 150 Ом, напряжение нагрузки постоянного тока 18,7 В; все это измерялось третьим метром. Источник питания постоянного тока обеспечивает требуемые токи нагрузки при нормальной зарядке аккумуляторной батареи и сотового устройства. Рис. 3 показывает полное моделирование предлагаемого зарядного устройства. Один предназначен для тока зарядки аккумуляторной батареи, ограниченного до 34 мА (уровень высокоскоростной зарядки), другой - для тока зарядки аккумуляторной батареи, ограниченного до 100 мА (нормальный уровень). Расчеты уровней зарядного тока были основаны на следующем: резистор база-эмиттер R3 = 0.7 В для прямого напряжения транзистора Q3 (ограничение тока зарядки аккумулятора до 34 мА). Таким образом, значение подходящего базового резистора будет зависеть от следующего: R (be) = Vbe / I (пройти через Rbe). Максимальное значение для Vbe было ограничено 0,7 В. После правильного выбора тока для прохождения через резистор (для аккумуляторной батареи мы выбрали уровень тока, равный пределу высокоскоростной зарядки 34 мА), подходящее значение резистора будет Rbe = Vbe / Ibe = (0,7 В). / (34 мА) = 20.5 Ом. С помощью той же процедуры, но для разных уровней зарядного тока, резистор, выбранный для ограничения максимального зарядного тока, составлял 7 Ом. Рис. 4 включает все связанные записи, так как данные чертежей поступают из распределенных мультиметров, показания охватывают другой случай с подходящим диапазоном входного напряжения постоянного тока, которое поступало от точки встречи диодов импульсного источника питания и источника постоянного тока, из данных и соответствующий рисунок на рис.4, на котором фиксированное напряжение стабилитрона для диапазона входного Vdc, объясняется уровень зарядного тока около значения тока 34 мА для перезаряжаемой батареи, и он объясняет, что управление уровнем зарядного тока происходило из расчетного значения резистор и влияние напряжения базы-эмиттера, по тому же принципу записанные данные зарядного тока (XMM8) в батарее мобильных устройств не пропускают более 100 мА.Конструкция представляет собой энергетическую систему на основе фотоэлектрических элементов (3 Вт, 18 В) для мобильных приложений. Он содержит фотоэлектрическую матрицу, модель схемы, осциллограф и аккумулятор постоянного тока 9 В для зарядки (см. Рис. 5). После полной зарядки аккумулятор начинает преобразовывать энергию через аккумулятор постоянного тока 9 В (который используется, когда солнечный источник высыхает или ночью). Контроль заряда аккумулятора предполагает поддержание текущего уровня на пределе скоростной зарядки, равном 34 мА. Возможны разные уровни зарядного тока (нормальный уровень заряда 100 мА).Перезаряжаемый аккумулятор был заряжен до 34 мА, и результаты полностью соответствуют результатам моделирования. На рис. 5 также показан окончательный вид мобильного зарядного устройства. Выбор типа источника (солнечная энергия или переменный ток) зависит от доступного источника. Уровень заряда внешней батареи также отображается на ...

    Контекст 2

    ... В этой статье предлагается новая конструкция зарядного устройства на солнечной энергии для маломощных устройств. Уровень зарядного тока можно контролировать, а остаточную мощность можно сохранить на аккумуляторной батарее 9 В.Используются два источника питания (переменный ток и солнечный), возможны две скорости зарядки. Быстрая зарядка составляет 20% от выходного тока батареи (почти 180 мА / ч), поэтому ток ограничен до 34 мА. Можно заряжать два типа сотовых батарей (5,7 В и 3,7 В). Нормальная зарядка составляет 10% от выходного тока сотовой батареи (почти 1000 мА / ч), поэтому ток зарядки ограничен 100 мА. В конструкции используется всего несколько компонентов, поэтому система не только очень портативна, но и экономична. Это было смоделировано на MultiSim Ver.11, прежде чем внедрить его практически для проверки. Результаты моделирования и эксперимента показывают достаточную осуществимость конструкции для практической реализации. В настоящее время аккумуляторные батареи являются основным источником энергии для портативных устройств. Их используют из-за высокой удельной мощности и простоты использования. Однако их недостатки ограничивают их применение. Их удельная энергия может упасть до 200 Втч / кг, и их технология, кажется, улучшается медленнее, чем другие технологии [1, 2, 3, 4, 5, 6].Истощение запасов ископаемого топлива и повышение спроса на энергию стимулировали поиск других источников энергии, таких как солнечная, ветровая, тепловая энергия океана, приливная энергия, биомасса, геотермальная энергия, ядерная энергия и т. Д. Однако изобилие и повсеместная доступность солнечной энергии делают это наиболее привлекательная среди других энергий, которые реально могут быть извлечены. Его можно преобразовать в электричество с помощью фотоэлектрических систем малой мощности, для портативных приложений (зарядка мобильных телефонов) и использовать в сельской местности (солнечные лампы).Однако высокая стоимость фотоэлектрических панелей и их низкая эффективность снижают конкурентоспособность солнечной энергии на энергетическом рынке как основного источника выработки электроэнергии. Тем не менее, он все же лучше традиционных источников энергии, где требуется портативность [7, 8, 9, 10, 11, 12]. В этой статье рассматривается новая конструкция и физическая реализация фотоэлектрической системы на основе солнечного зарядного устройства для зарядки сотовых и аккумуляторных батарей. Ток зарядного устройства можно контролировать, а остаточную мощность можно сохранить в аккумуляторной батарее (9 В).Источники для конструкции - солнечная панель (3Вт, 18В) и блок питания переменного тока. Возможны две скорости зарядки (медленная и быстрая). Далее в статье представлена ​​конструкция новой системы и ее моделирование, результаты экспериментов и практическая реализация [13, 14, 15, 16]. На рис. 1 представлена ​​блок-схема предлагаемого зарядного устройства. Источники солнечного и постоянного тока подключаются через два развязывающих диода. Точка встречи обеспечивает подачу постоянного напряжения на основную часть конструкции, которая имеет две цепи зарядки с разными характеристиками.Одна цепь зарядки подает подходящее напряжение и (ограниченный) зарядный ток на аккумулятор, а другая предназначена для зарядки двух типов мобильных устройств (3,7 В и 5,7 В). На рис. 2 показан источник питания постоянного тока 18 В / 250 мА, питающий две последовательные цепи зарядки. Схема питания - двухполупериодный выпрямитель с понижающим трансформатором (Т1: 220 / 15В, 250мА). Схема обеспечивает более высокий источник питания между ними для следующей части схемы. Его вторая функция заключается в обеспечении подходящего зарядного напряжения для аккумуляторной батареи 9 В и обеспечении высокого уровня зарядного тока (20% от выходного тока батареи, т.е.е., почти 180 мА / час, поэтому предлагаемая конструкция ограничивает ток до 34 мА, при этом шунтирующий резистор, контролирующий предел зарядки, должен быть R3 = 20 Ом. Максимальное напряжение Vbe должно составлять 0,7 В. Для транзистора R3 = Rbe = (0,7 В / 34 мА) = 20,5 Ом. Вторая часть схемы обеспечивает зарядные напряжения для аккумуляторных батарей 5,7 В и 3,7 В при соответствующем выборе соединений стабилитрона D2 (ZDP7.5) и D6 (ZDP6.2), а также обеспечивает зарядный ток 100 мА, когда шунтирующий резистор ( R6, 7 Ом) подключен.Токоограничивающее действие осуществляется путем измерения тока, проходящего через шунтирующий резистор. Если он достигнет значения, приведение к напряжению на базе и эмиттере, равном 0,7 В, будет влиять непосредственно на напряжение нагрузки, чтобы обеспечить непрерывный контроль тока на токе нагрузки (ток зарядки), это действие было выполнено для аккумуляторной батареи 9 В во время транзисторов Q1. и Q3. То же самое было сделано для сотовой батареи с транзистором Q4 и транзисторами Дарлингтона Q9 и Q10. Рис. 3 представляет собой предлагаемую практическую электронную схему и все распределенные измерители для полных смоделированных измерений.Вторичная обмотка понижающего трансформатора обеспечивала 15 В переменного тока, ток нагрузки составлял 124,79 мА, сопротивление нагрузки составляло 150 Ом, а напряжение нагрузки постоянного тока составляло 18,7 В; все это измерялось третьим метром. Источник питания постоянного тока обеспечивает требуемые токи нагрузки при нормальной зарядке аккумуляторной батареи и сотового устройства. Рис. 3 показывает полное моделирование предлагаемого зарядного устройства. Один предназначен для тока зарядки аккумуляторной батареи, ограниченного до 34 мА (уровень высокоскоростной зарядки), другой - для тока зарядки аккумуляторной батареи, ограниченного до 100 мА (нормальный уровень).Расчеты уровней зарядного тока были основаны на следующем: резистор база-эмиттер R3 = 0,7 В для прямого напряжения транзистора Q3 (ограничение тока зарядки аккумуляторной батареи до 34 мА). Таким образом, значение подходящего базового резистора будет зависеть от следующего: R (be) = Vbe / I (пройти через Rbe). Максимальное значение для Vbe было ограничено 0,7 В. После правильного выбора тока для прохождения через резистор (для аккумуляторной батареи мы выбрали уровень тока, равный пределу высокоскоростной зарядки 34 мА), подходящее значение резистора будет Rbe = Vbe / Ibe = (0.7 В) / (34 мА) = 20,5 Ом. С помощью той же процедуры, но для разных уровней зарядного тока, резистор, выбранный для ограничения максимального зарядного тока, составлял 7 Ом. Рис. 4 включает все связанные записи, так как данные чертежей поступают из распределенных мультиметров, показания охватывают другой случай с подходящим диапазоном входного напряжения постоянного тока, которое поступало от точки встречи диодов импульсного источника питания и источника постоянного тока, из данных и соответствующий рисунок на рис.4, на котором фиксированное напряжение стабилитрона для диапазона входного Vdc, объясняется уровень зарядного тока около значения тока 34 мА для перезаряжаемой батареи, и он объясняет, что управление уровнем зарядного тока происходило из расчетного значения резистор и влияние напряжения базы-эмиттера, по тому же принципу записанные данные зарядного тока (XMM8) в батарее мобильных устройств не пропускают более 100 мА.Конструкция представляет собой энергетическую систему на основе фотоэлектрических элементов (3 Вт, 18 В) для мобильных приложений. Он содержит фотоэлектрическую матрицу, модель схемы, осциллограф и аккумулятор постоянного тока 9 В для зарядки (см. Рис. 5). После полной зарядки аккумулятор начинает преобразовывать энергию через аккумулятор постоянного тока 9 В (который используется, когда солнечный источник высыхает или ночью). Контроль заряда аккумулятора предполагает поддержание текущего уровня на пределе скоростной зарядки, равном 34 мА. Возможны разные уровни зарядного тока (нормальный уровень заряда 100 мА).Перезаряжаемый аккумулятор был заряжен до 34 мА, и результаты полностью соответствуют результатам моделирования. На рис. 5 также показан окончательный вид мобильного зарядного устройства. Выбор типа источника (солнечная энергия или переменный ток) зависит от доступного источника. Уровень заряда внешней батареи также отображается на ...

    Проектирование зарядного устройства постоянного напряжения с ограниченным током постоянного напряжения 12 В для ИБП (Часть-2/17)

    В этом руководстве показано зарядное устройство постоянного напряжения для Будет разработан свинцово-кислотный аккумулятор на 12 В.Свинцово-кислотные батареи можно заряжать разными способами. В этом руководстве для зарядки свинцово-кислотной батареи будет разработано зарядное устройство постоянного напряжения. Батарею требуется подавать ограниченный ток, который насыщается, когда в процессе зарядки достигается пиковое напряжение на клеммах. В зависимости от напряжения на каждую ячейку батареи 12 В максимальное номинальное напряжение батареи варьируется от 13,5 В до 14,6 В.

    В этом руководстве схема зарядного устройства предназначена для зарядки свинцово-кислотной батареи с пиковым напряжением на клеммах 14.4 В. Итак, эта схема зарядного устройства заряжает аккумулятор постоянным напряжением 14,4 В и обеспечивает максимальный ток 1,25 А.

    Необходимые компоненты -

    Рис.1: Список компонентов, необходимых для 12-вольтового свинцово-кислотного зарядного устройства постоянного напряжения с ограниченным током для ИБП

    Блок-схема -

    Рис. 2: Блок-схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов на основе LM317

    Схема соединений -

    Это зарядное устройство отличается простотой конструкции и имеет следующие схемные блоки, каждый из которых служит определенной цели -

    1.Преобразование переменного тока в переменный -

    Напряжение основных источников питания (электричество, подаваемое через промежуточный трансформатор после понижения линейного напряжения от генерирующей станции) составляет приблизительно 220–230 В переменного тока. Это напряжение необходимо понизить с помощью понижающего трансформатора до необходимого уровня. В схеме используется понижающий трансформатор номиналом 18В-0-18В / 2А. Он способен обеспечивать ток 2 А, что хорошо подходит для приложений, требующих тока 1.25 А. Эта ступень трансформатора понижает напряжение в сети до 18 В переменного тока.

    Рис. 3: Схема понижающего напряжения сети

    Важно, чтобы номинальный ток понижающего трансформатора и диода мостового выпрямителя был больше или равен требуемому току на выходе. В противном случае он не сможет подавать требуемый ток на выходе. Номинальное напряжение понижающего трансформатора должно быть больше максимально необходимого выходного напряжения.Это связано с тем, что микросхема LM317, используемая в схеме, принимает падение напряжения около 2 В. В этой схеме используются две микросхемы LM317, поэтому входное напряжение от трансформатора должно быть на 4–5 В больше, чем максимальное требуемое выходное напряжение, и должно быть в пределах входного напряжения LM317.

    Рис.4: Изображение понижающего трансформатора 18-0-18 В

    2. Преобразование или выпрямление переменного тока в постоянный -

    Пониженное напряжение переменного тока необходимо преобразовать в напряжение постоянного тока путем выпрямления.Выпрямление - это процесс преобразования переменного напряжения в постоянное. Есть два способа преобразовать сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока. Один - это полуволновое выпрямление, а другое - полноволновое выпрямление. В этой схеме используется двухполупериодный мостовой выпрямитель для преобразования 18 В переменного тока в 18 В постоянного тока. Двухполупериодное выпрямление более эффективно, чем полуволновое выпрямление, поскольку оно обеспечивает полное использование как отрицательной, так и положительной стороны сигнала переменного тока.

    В конфигурации двухполупериодного мостового выпрямителя четыре диода подключены таким образом, что ток течет через них только в одном направлении, что приводит к возникновению сигнала постоянного тока на выходе.Во время двухполупериодного выпрямления одновременно два диода становятся смещенными в прямом направлении, а еще два диода смещаются в обратном направлении.

    Рис.5: Изображение полного мостового выпрямителя KBPC3510

    В этой схеме KBPC-3510 используется как мостовой выпрямитель. Это однофазный мостовой выпрямитель с пиковым обратным напряжением 1000 В и средним выпрямленным выходным током 35 А. Таким образом, он может легко блокировать 18 В при обратном смещении и допускать 1.25 А при прямом смещении. Вместо прямого использования KBPC-3510 можно также использовать четыре диода SR560 для создания двухполупериодного мостового выпрямителя, обеспечивающего максимальный ток 1,5 А и способного при обратном смещении блокировать питание 18 В.

    Рис.6: Принципиальная схема мостового выпрямителя

    3. Сглаживание -

    Сглаживание - это процесс фильтрации сигнала постоянного тока с помощью конденсатора.Выходной сигнал двухполупериодного выпрямителя не является постоянным напряжением постоянного тока. Выходной сигнал выпрямителя в два раза превышает частоту основного источника питания, но все же содержит пульсации. Следовательно, его необходимо сгладить, подключив конденсатор параллельно выходу двухполупериодного выпрямителя. Конденсатор заряжается и разряжается в течение цикла, давая на выходе постоянное напряжение постоянного тока. Таким образом, конденсатор (обозначенный на схеме как C1) подключен на выходе полного мостового выпрямителя.

    Керамический конденсатор (обозначенный на схеме как C2) подключен параллельно этому электролитическому конденсатору для уменьшения эквивалентного выходного импеданса или ESR.На выходе схемы зарядки должен быть конденсатор для поглощения любых нежелательных пульсаций. Но в этой схеме на выходе подключена батарея, которая сама действует как конденсатор. Таким образом, нет необходимости подключать конденсатор к выходному зажиму схемы зарядки.

    Рис.7: Принципиальная схема сглаживающих конденсаторов

    Конденсатор, используемый в цепи, должен иметь более высокое номинальное напряжение, чем входное напряжение питания.В противном случае конденсатор начнет пропускать ток из-за превышения напряжения на его пластинах и выйдет из строя. Перед работой от источника постоянного тока необходимо убедиться, что конденсатор фильтра разряжен. Для этого конденсатор следует использовать отверткой в ​​изолирующих перчатках.

    Рис.8: Изображение сглаживающего конденсатора

    4. Напряжение Регулировка с использованием LM317 -

    Для проектирования зарядного устройства постоянного напряжения для свинцово-кислотной батареи 12 В необходимы источник постоянного напряжения и ограничитель тока.Источник напряжения должен обеспечивать постоянное напряжение, равное максимальному номинальному напряжению батареи. Учитывая зарядный ток свинцово-кислотной батареи, он должен быть наполовину или меньше максимального номинального тока батареи. В этой схеме микросхема LM317 используется в качестве источника постоянного напряжения 14,4 В, поскольку батарея 12 В, используемая в схеме, имеет пиковое напряжение на клеммах 14,4 В. Для зарядного тока в качестве источника постоянного тока используется другая микросхема LM317. Этот источник тока ограничивает зарядный ток до 1.25А, поэтому аккумулятор никогда не потребляет ток, превышающий это значение.

    LM317 используется для регулирования напряжения. LM317 - это монолитная микросхема стабилизатора положительного напряжения. Будучи монолитными, все компоненты встроены в один и тот же полупроводниковый чип, что делает ИС небольшими по размеру, меньшим энергопотреблением и низкой стоимостью. IC имеет три контакта - 1) входной контакт, на который может подаваться максимум 40 В постоянного тока, 2) выходной контакт, который обеспечивает выходное напряжение в диапазоне от 1,25 В до 37 В и 3) регулировочный контакт, который используется для изменения выходного напряжения, соответствующего приложенному входному напряжению.Для входа до 40 В выход может изменяться от 1,25 В до 37 В.

    Для использования ИС в качестве источника постоянного напряжения используется цепь резистивного делителя напряжения между выходным контактом и землей. Схема делителя напряжения имеет один программирующий резистор (Rp), а другой - выходной резистор (Rs). Выбрав идеальное соотношение программирующего резистора и выходного резистора, можно получить желаемое выходное напряжение. Выходное напряжение IC Vout определяется следующим уравнением -

    В выход = 1.25 * (1 + (Rs / Rp) (из даташита LM317)

    Типичное значение резистора программирования (Rp) может быть от 220E до 240E для стабильности цепи регулятора. В этой схеме значение резистора программирования (Rp) принимается 220E. Поскольку выходное напряжение должно быть 14,4 В, значение резистора выходной уставки (Rs) можно определить следующим образом -

    Требуемое выходное напряжение, Vout = 14,4 В

    Выходной установочный резистор, Rp = 220E

    Подставляя значения Vout и Rp в приведенное выше уравнение,

    14.4 = 1,25 * (1+ (220 рупий)

    Итак, номинал резистора выходной уставки -

    .

    Rs = 2.3K (приблизительно)

    Рис.9: Принципиальная схема источника постоянного напряжения на базе микросхемы LM317

    Для разработки схемы ограничителя тока необходимо разработать источник постоянного тока. В схеме используется еще один LM317 в качестве источника постоянного тока. Для этого резистор (R c ) подключен к ИС от выхода к регулировочному штифту.Керамический конденсатор (обозначенный на схеме как C3) подключен к выходу этой ИС, чтобы избежать скачков напряжения и нежелательных шумов.

    В нормальном состоянии, когда на выходе имеется постоянная потребность в токе, 317 будет поддерживать напряжение 1,25 В на своем регулирующем выводе. Следовательно, напряжение на резисторе R c также равно 1,25 В. Поскольку потребность в токе на выходе изменяется, оно также должно изменять падение напряжения на резисторе Rc, но LM317 будет регулировать выходное напряжение для компенсации постоянной 1.Падение 25В на резисторе R c .

    Следовательно, напряжение на R c всегда равно 1,25 В. Следовательно, через этот резистор протекает постоянный ток. Постоянный ток на выходе ИС можно рассчитать по следующему уравнению -

    I = 1,25 / R c (из даташита LM317)

    Здесь I - постоянный ток на выходе

    Значение постоянного тока можно изменить, изменив номинал резистора R c .Поскольку LM317 может обеспечить максимальный ток 1,5 А, значение R c не может быть меньше 0,83E.

    Зарядная цепь должна быть рассчитана на максимальный зарядный ток 1,25 А. Таким образом, используя приведенное выше уравнение, значение резистора Rc для тока 1,25 А можно рассчитать следующим образом -

    I = 1,25 / R c

    Положив I = 1,25A,

    R c = 1E

    При выборе любого резистора следует учитывать два параметра: один - это его сопротивление, а другой - его мощность.Мощность зависит от максимального тока, протекающего через резистор. Если взять резистор малой ватт, то большой ток нагреет резистор и вызовет его повреждение. В этой схеме максимальный ток, протекающий от резистора Rc, составляет 1,25 А. Таким образом, мощность резистора можно рассчитать следующим образом -

    Мощность = (падение напряжения на R c ) * (максимальный ток на R c )

    Мощность = 1,25 * 1,25

    Мощность = 1,6 Вт (прибл.)

    Следовательно, максимальная мощность, рассеиваемая резистором Rc, составляет 1,6 Вт. Поэтому в схеме используется резистор номиналом 2Вт. В этой схеме резистор Rc подключен как резистор R1.

    Рис.10: Принципиальная схема источника постоянного тока на базе микросхемы LM317

    В этой схеме LM317 должен использоваться в качестве ограничителя тока. Первая микросхема LM317 в цепи, действующая как источник постоянного тока, обеспечивает входное напряжение для следующей микросхемы LM317, которая действует как источник постоянного напряжения.Таким образом, выходной ток или ток заряда контролируется первой микросхемой LM317. Таким образом, батарея потребляет ток до 1,25 А. Следовательно, источник постоянного тока действует как ограничитель тока в этой цепи.

    Рис.11: Принципиальная схема источника постоянного напряжения постоянного тока на базе микросхемы LM317

    Изначально текущая потребность батареи больше, так как батарея полностью разряжена. Из-за высокого тока микросхема LM317 начинает нагреваться, и на нее приходится большее падение напряжения, что снижает выходное напряжение.Поэтому рекомендуется использовать радиатор, чтобы улучшить охлаждение ИС и увеличить его. Наряду с теплоотводом следует также использовать тепловую штукатурку, чтобы добавить дополнительное охлаждение ИС, нанеся штукатурку на обе стороны ИС. Охлаждающий вентилятор также может использоваться для отвода тепла, который может отводить дополнительное тепло от ИС. Радиатор также является проводником, поэтому контакты ИС не должны замыкаться на теплоотвод, так как это может повредить ИС.

    5. Защитный диод -

    Диод D1 используется на выходе для блокировки любого обратного тока от батареи, когда цепь находится в выключенном состоянии.Это предохраняет микросхему LM317 от любого обратного тока.

    Рис.12: Принципиальная схема защитного диода

    Схема зарядного устройства действует как источник постоянного напряжения 14,4 В с ограничением тока 1,25 А.

    Как работает схема - Свинцово-кислотные батареи

    - одни из наиболее часто используемых. Эти батареи используются в приложениях с высокими требованиями к току и предпочтительны из-за разумного отношения мощности к весу.Эти недорогие батареи просты в разработке и производстве. Эти батареи можно заряжать тремя способами -

    .

    1 . Постоянный ток Метод: - В этом типе зарядки постоянный ток подается на батарею путем регулировки напряжения. Для этого метода требуется интеллектуальная схема датчика напряжения, которая определяет напряжение и останавливает зарядку аккумулятора, когда напряжение аккумулятора достигает максимального номинального напряжения.

    2. Постоянное напряжение Метод: - В этом методе на батарею подается постоянное напряжение за счет ограничения зарядного тока батареи. Когда аккумулятор полностью заряжен, он потребляет очень меньший ток (около 1-3% от номинального тока аккумулятора), что указывает на то, что аккумулятор полностью заряжен.

    3. Постоянный ток - метод постоянного напряжения : - Это комбинация обоих вышеперечисленных методов. Сначала подается постоянный ток, пока аккумулятор не достигнет максимального номинального напряжения.Затем зарядный ток уменьшается, и зарядная цепь переключается в режим постоянного напряжения. В этом режиме цепь зарядки обеспечивает только ток, необходимый для поддержания максимального напряжения батареи.

    В результате ток начинает убывать с течением времени и достигает значения насыщения. Следовательно, для этого типа схемы зарядки требуется некоторая интеллектуальная схема, которая может контролировать ток зарядки, а также напряжение на клеммах аккумулятора.Чтобы эта интеллектуальная схема могла переключать схему зарядки из режима постоянного тока в режим постоянного напряжения. Когда зарядный ток составляет от 1 до 3% от номинального тока батареи, схема останавливает зарядку, измеряя ток.

    У этих методов зарядки есть свои плюсы и минусы. Метод постоянного напряжения - дешевый и эффективный метод зарядки, в то время как метод постоянного напряжения постоянного напряжения - наиболее эффективный метод, но требует немного сложной схемы, влекущей за собой дополнительные затраты.Сравнение этих методов зарядки представлено в следующей таблице -

    .

    Рис. 13: Таблица с перечислением плюсов и минусов постоянного тока, постоянного напряжения и постоянного тока зарядки при постоянном напряжении

    При сравнении методов зарядки наиболее разумным вариантом является зарядное устройство с постоянным напряжением, обеспечивающее быструю зарядку без использования сложных схем. В этой схеме разработано зарядное устройство постоянного напряжения постоянного тока с использованием микросхем LM317 в качестве источника постоянного напряжения, а также источника постоянного тока с ограничением тока.

    Тестирование -

    После сборки схемы необходимо измерить ее выходное напряжение и ток для проверки эффективности и стабильности схемы. При тестировании схемы были сделаны следующие наблюдения -

    .

    Практическое значение уставки выходного напряжения, Vout = 14,37 В (когда батарея не подключена к выходу)

    Для проверки цепи зарядки используется свинцово-кислотная аккумуляторная батарея 12В / 6А. Первоначально напряжение аккумулятора составляет 13 В, а после зарядки примерно от 7 до 8 часов аккумулятор заряжается до 13 В.5 В. При зарядке АКБ были отмечены следующие наблюдения -

    Рис. 14: Таблица с выходными характеристиками зарядного устройства с ограниченным током постоянного напряжения для свинцово-кислотных аккумуляторов

    Из приведенных выше наблюдений ясно, что установленное выходное напряжение меньше 14,37 В. Это падение напряжения происходит из-за падения напряжения на диоде D1, который последовательно включен на выходе. По мере того, как ток, протекающий через диод D1, уменьшается, на диоде возникает небольшое падение напряжения, что видно из приведенной выше таблицы.Минимальное падение напряжения на диоде D1 (SR560) составляет 0,15 В в соответствии с таблицей данных, поэтому установленное выходное напряжение может быть увеличено до 14,25 В, когда ток, потребляемый батареей, незначителен (менее 60 мА)

    Во время зарядки аккумулятора от 7 до 8 часов, в последние 1 и 2 часа зарядки аккумулятор заряжается постоянным током около 67 мА, что составляет прибл. 1% от максимального номинального тока аккумулятора (6 А). Когда ток аккумулятора падает ниже 67 мА, аккумулятор полностью заряжен.

    Рис. 15: Прототип зарядного устройства с ограниченным током постоянного напряжения для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В, разработанного для ИБП

    Эта зарядная цепь может заряжать только свинцово-кислотные аккумуляторы 12 В с номинальным током не менее 2000 мА. Схема имеет следующие достоинства -

    • Регулируемый зарядный ток -

    Эта зарядная цепь обеспечивает максимальный зарядный ток 1.25 А, но зарядный ток можно регулировать от 10 мА до 1500 мА, изменяя номинал резистора R1 (как объясняется при использовании LM317 в качестве источника постоянного тока)

    • Регулируемое выходное заданное напряжение -

    Установленное выходное напряжение этой схемы зарядки составляет 14,4 В, и оно может изменяться от 1,25 В до 37 В путем изменения номинала резистора R3 (как объясняется при использовании LM317 в качестве источника постоянного напряжения).

    Это базовая схема зарядного устройства, использующая только две микросхемы LM317.Эту цепь следует использовать только для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов с номинальным током 2000 мА или более. Следует позаботиться о том, чтобы выход не был закорочен, так как это вызовет короткое замыкание клемм аккумулятора, что может привести к взрыву аккумулятора и возникновению пожара. Могут быть неплотные соединения, что может привести к обесточиванию или скачку напряжения на выходе. Схема собрана на макетной плате ручной работы, которая похожа на любую обычную макетную плату, но предназначена для приложений с высокой мощностью.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *