Site Loader

Содержание

Регулируемый стабилизатор напряжения для зарядного устройства

Зарядное устройство на тиристорах для аккумулятора обладает рядом преимуществ. Такая схема позволяет безопасно зарядить любую автомобильную батарею на 12 В, без риска закипания.

Дополнительно приборы данного типа подходят для восстановления свинцово-кислотных батарей. Достигается это за счет контроля параметров зарядки, а значит возможности имитировать восстановительные режимы.

Распространенная, простая, но очень эффективная схема тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности уже давно используется для заряда свинцовых аккумуляторов.

Узнай время зарядки своего аккумулятора

Зарядка на КУ202Н позволяет:

  • добиться зарядного тока до 10А;
  • выдавать импульсный ток, благоприятно влияющий на продолжительность жизни АКБ;
  • собрать устройство своими руками из недорогих деталей, доступных в любом магазине радиоэлектроники;
  • повторить принципиальную схему даже новичку, поверхностно знакомому с теорией.

Условно, представленную схему можно разделить на:

  • Понижающее устройство – трансформатор с двумя обмотками, превращающий 220В из сети в 18-22В, необходимых для работы прибора.
  • Выпрямительный блок, преобразующий импульсное напряжение в постоянно собирается из 4-х диодов или реализуется с помощью диодного моста.
  • Фильтры – электролитические конденсаторы, отсекающие переменные составляющие выходного тока.
  • Стабилизация осуществляется за счет стабилитронов.
  • Регулятор тока производится компонентом, строящимся на транзисторах, тиристорах и переменном сопротивлении.
  • Контроль выходных параметров реализуется с помощью амперметра и вольтметра.

Принцип работы

Цепь из транзисторов VT1 и VT2 контролирует электрод тиристора. Ток проходит через VD2, защищающий от возвратных импульсов. Оптимальный ток зарядки контролируется компонентом R5. В нашем случае, он должен быть равен 10% от емкости аккумулятора. Чтобы контролировать регулятор тока, данный параметр перед клеммами подключения необходимо установить амперметр.

Питание данной схемы осуществляется трансформатором с выходным напряжением от 18 до 22 В. Обязательно необходимо расположить диодный мост, а также управляющий тиристор на радиаторах, для отвода избытка тепла. Оптимальный размер радиатора должен превышать 100см2. При использовании диодов Д242-Д245, КД203- в обязательном порядке изолируйте их от корпуса устройства.

Данная схема зарядного устройства на тиристорах обязательно должна комплектоваться предохранителем для выходного напряжения. Его параметры подбираются согласно собственных нужд. Если вы не собираетесь использовать токи более 7 А, то предохранителя на 7.3 А будет вполне достаточно.

Особенности сборки и эксплуатации

Схема проверки теристора

Собранное по представленной схеме зарядное устройство в дальнейшем можно дополнять автоматическими защитными системами (от переполюсовки, короткого замыкания и др). Особенно полезным, в нашем случае будет установка системы отключения подачи тока при заряде батареи, что убережет ее от перезаряда и перегрева.

Другие защитные системы желательно комплектовать светодиодными индикаторами, сигнализирующими о коротких замыканиях и других проблемах.

Внимательно следите за выходным током, так как он может изменяться из-за колебаний в сети.

Как и аналогичные тиристорные фазоимпульсные регуляторы, собранное по представленной схеме зарядное устройство создает помехи радиоприему, поэтому желательно предусмотреть LC-фильтр для сети.

Тиристор КУ202Н можно заменить аналогичными КУ202В, КУ 202Г или КУ202Е. Также можно использовать и более производительные Т-160 или Т-250.

Тиристорное зарядное устройство своими руками

Для собственноручной сборки представленной схемы понадобится минимум времени и сил, вместе с невысокими затратами на компоненты. Большую часть составляющих можно легко заменить на аналоги. Часть деталей можно позаимствовать у вышедшего из строя электрооборудования. Перед использованием, компоненты следует проверить, благодаря этому собранное даже из б/у деталей зарядное устройство, будет работать сразу после сборки.

В отличие от представленных на рынке моделей, работоспособность собранного своими руками зарядного сохраняется в большем диапазоне. Вы можете зарядить автомобильный аккумулятор от -350С до 350С. Это и возможность регулировать выходной ток, давая батарее большой ампераж, позволяет за короткое время компенсировать батарее заряд, достаточный для поворота стартером мотора.

Тиристорные зарядные устройства имеют место в гаражах автолюбителей, благодаря их возможностям безопасно заряжать автомобильный аккумулятор. Принципиальная схема данного прибора позволяет собрать его самостоятельно, используя товары с радио рынка. Если знаний недостаточно, можно воспользоваться услугами радиолюбителей, которые за плату в разы меньшую, чем стоимость магазинного зарядного устройства, смогут собрать вам аппарат по предоставленной им схеме.

Использование зарядных устройств на тиристорах оправдано — восстановление работоспособности аккумуляторов происходит намного быстрее и «правильнее». Поддерживается оптимальное значение тока зарядки, напряжение, поэтому навредить аккумулятору вряд ли получится. Ведь от перенапряжения может выкипать электролит, разрушаться пластины из свинца. А это все приводит к выходу из строя Но нужно помнить о том, что современные свинцовые АКБ способны выдерживать не более 60 циклов полного разряда и заряда.

Порядок зарядки автомобильного аккумулятора

Довольно большое количество автовладельцев считают зарядку аккумулятора очень простым дело.

Но в этом процессе существует некоторое количество нюансов, от которых зависит продолжительная работа батареи:

Перед тем, как поставить батарею на зарядку, необходимо провести ряд необходимых действий:

  1. Используйте химически стойкие перчатки и очки.
  2. После снятия аккумулятора тщательно осмотрите его на признаки механических повреждений, следов вытекания жидкости.
  3. Выкрутить защитные крышки, для выхода выделяемого водорода, во избежание закипания аккумулятора.
  4. Тщательно присмотритесь к жидкости. Она должна быть прозрачная, без хлопьев. Если цвет жидкости темный и имеются признаки осадка, немедленно обращайтесь за помощью к специалистам.
  5. Проверить уровень жидкости. Исходя из действующих стандартов, на боковой стороне АКБ имеются пометки, «минимум и максимум» и если уровень жидкости ниже требуемого, необходимо его пополнить.
  6. Заливать необходимо только дистиллированную воду.
  7. Не включайте зарядный прибор в сеть, пока не подключены крокодилы к клеммам.
  8. Соблюдайте полярность при подсоединении крокодилов на клеммы.
  9. Если в процессе зарядки будут слышны звуки кипения, то отключите прибор от сети, дайте время остыть АКБ, проверьте уровень жидкости и после этого можно заново подключить зарядное устройство к сети.
  10. Следите чтобы, АКБ не перезаряжался, так как от этого зависит состояние его пластин.
  11. Проводите зарядку АКБ только в хорошо проветриваемых помещениях, так как в процессе заряжания выделяются токсические вещества.
  12. Электрическая сеть должна иметь установленные автоматы, отключающие сеть в случае ее замыкания.

После того, как вы поставите аккумулятор на зарядку, со временем ток будет падать, а напряжение на клеммах будет возрастать. Когда напряжение достигнет 14,5в – зарядку стоит прекратить выключением из сети. При достижении напряжения более 14,5в, аккумулятор начнет кипеть, а пластины освобождаться от жидкости.

Важно. Никогда не перезаряжайте свой аккумулятор, это может привести к потере его емкости и выходу из строя.

Сейчас нет смысла собирать самостоятельно зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов: в магазинах огромный выбор готовых устройств, цены на них приемлемы. Однако не будем забывать о том, что приятно что-то сделать полезное своими руками, тем более что простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора вполне можно собрать из подручных деталей, и цена его будет копеечной.

Единственное, о чем сразу стоит предупредить: схемы без точной регулировки тока и напряжения на выходе, которые не имеют отсечки тока по окончании заряда, пригодны для зарядки только свинцово-кислотных аккумуляторов. Для AGM и гелевых аккумуляторов использование подобных зарядок приводит к повреждению аккумуляторной батареи!

Общее описание схемы зарядчика

Изготовить на тиристорах сможет каждый, если имеются познания в электротехнике. Но чтобы сделать правильно все работы, нужно иметь под рукой хотя бы простейший измерительный прибор — мультиметр.

Он позволяет провести замеры напряжения, тока, сопротивления, проверить работоспособность транзисторов. А в имеются такие функциональные блоки:

  1. Понижающее устройство — в самом простом случае это обычный трансформатор.
  2. Блок выпрямителя состоит из одного, двух или четырех полупроводниковых диодов. Обычно используется мостовая схема, так как с ее помощью удается получить практически чистый постоянный ток без пульсаций.
  3. Блок фильтров — это один или несколько электролитических конденсатора. С их помощью отсекается вся переменная составляющая в выходном токе.
  4. Стабилизация напряжения производится с помощью специальных полупроводниковых элементов — стабилитронов.
  5. Амперметром и вольтметром происходит контроль тока и напряжения соответственно.
  6. Регулировка параметров выходного тока производится устройством, собранным на транзисторах, тиристоре и переменном сопротивлении.

Разновидности и технические характеристики тиристорного регулятора

Из-за того, что тиристор пропускает через себя напряжение только одной полярности, его нелзя использовать для управления трансформатором без дополнительных элементов:

    Включить тиристор в диодный мост из 4 диодов на вывода “+” и “-“. Вывода “

” подключаются в разрыв цепи вместо выключателя или последовательно с ним. Диодный мост выпрямляет напряжение и на тиристор подается питание только одной полярности.

  • Использовать два тиристора, включенные встречно-параллельно и для управления через переменный резистор соединяются управляющие вывода. Каждый из элементов открывается при своей полярности, а оба вместе управляют напряжением на нагрузке.
  • Открытие тиристора происходит при прохождении тока больше определенной величины и есть два способа управления углом открывания:

  • Переменным сопротивлением, включенным между анодом и управляющим электродом. В течении первой половины полуволны напряжение и ток управления растут и при достижении его определенной величины, зависящей от марки элемента. Недостаток этой схемы в ограниченном диапазоне регулировки 110-220В, но этого достаточно для управления трансформатором зарядного устройства.
  • Управление импульсами, которые подает отдельная схема на управляющий электрод в определенный момент полуволны синусоиды. Допустимый ток и напряжение тиристорного регулятора зависят в первую очередь от установленных тиристоров. Самые распространенные – тиристоры серии КУ 202, но в некоторых случаях допускается применение других элементов:
  • КУ 202Н – 400В, 30А. Крепятся на резьбе М6. При регулировке первичной обмотки, ток которой менее 1А, используются без радиаторов.
  • КУ 201л – 300В, 30А, крепление- резьба М6. Допускается использовать в первичной обмотке.
  • КУ 201а – 25В, 30А, крепление – резьба М6. Можно использовать только с радиаторами при регулировке после трансформатора.
  • КУ 101г – 80В, 1А. Похож на транзистор. В силовых цепях зарядных устройствах не используются, только в схемах управления.
  • КУ 104а – 6В, 3А. Так же в силовых цепях не применяются.

Основной элемент — трансформатор

Без него просто никуда, изготовить зарядное устройство с регулировкой на тиристоре без использования трансформатора не получится. Цель применения трансформатора — снижение напряжения с 220 В до 18-20 В. Именно столько нужно для нормальной работы зарядного устройства. Общая конструкция трансформатора:

  1. Магнитопровод из стальных пластин.
  2. Первичная обмотка подключается к источнику переменного тока 220 В.
  3. Вторичная обмотка соединяется с основной платой зарядного устройства.

В некоторых конструкциях могут применяться две вторичные обмотки, включенные последовательно. Но в конструкции, которая рассматривается в статье, применяется трансформатор, у которого одна первичная и столько же вторичных обмоток.

Зарядка для АКБ из блока питания компьютера

Для зарядки любого аккумулятора хватит 5-6 ампер-часов, это является около 10% от емкости всей батареи. Произвести его, может, любой блок питания емкостью от 150 Вт.

Итак, рассмотрим 2 способа самостоятельного изготовления зарядного устройства из компьютерного блока питания.

Способ первый

Для изготовления нужны следующие детали:

  • блок питания, мощностью от 150 Вт;
  • резистор 27 кОм;
  • регулятор тока R10 или блок резисторов;
  • провода длиной от 1 метра с клеммами;

Ход выполнения работ:

  1. Для начала нам потребуется разобрать блок питания.
  2. Извлекаем неиспользуемые нами провода, а именно -5в, +5в, -12в и +12в.
  3. Совершаем замену резистора R1 на заранее заготовленный резистор 27 кОм.
  4. Удаляем провода 14 и 15, а 16 просто отключаем.
  5. Из блока выводим сетевой шнур и провода к аккумуляторной батарее.
  6. Устанавливаем регулятор тока R10. В отсутствие такого регулятора, можно изготовить самодельный блок резисторов. Состоять будет он из двух резисторов 5 Вт, которые будут соединены параллельно.
  7. Для настройки зарядного устройства, в плату устанавливаем переменный резистор.
  8. К выходам 1,14,15,16 припаиваем провода, а резистором устанавливаем напряжение 13,8-14,5в.
  9. На окончание проводов присоединяем клеммы.
  10. Остальные ненужные дорожки удаляем.

Способ второй

Для изготовления нашего устройства по данному способу, потребуется блок питания немного мощнее, а именно на 350 Вт. Так как он может выдать 12-14 ампер, что удовлетворит наши потребности.

Ход выполнения работ:

  1. В блоках питания от компьютера импульсный трансформатор имеет несколько обмоток, Одна из них на 12в, а вторая на 5в. Для изготовления нашего устройства нужна только обмотка на 12в.
  2. Для запуска нашего блока потребуется найти зеленый провод и замкнуть его с черным проводом. При использовании дешевого китайского блока, возможно, там будет не зеленый, а серый провод.
  3. Если у вас блок питания старого образца с кнопкой включения, вышеуказанная процедура не нужна.
  4. Далее, составляем из желтых и черных проводов 2 толстые шины, а ненужные провода обрезаем. Черная шина будет минусом, желтая соответственно плюсом.
  5. Для повышения надежности нашего устройства можно осуществить замену местами диодов. Дело в том, что на 5в шине стоит более мощный диод, чем на 12в.
  6. Так как в блоке питания стоит встроенный вентилятор, то ему не страшны перегревы.

Способ третий

Для изготовления нам потребуются следующие детали:

  • блок питания, мощностью 230 Вт;
  • плата с микросхемой TL 431;
  • резистор 2,7 кОм;
  • резистор 200 Ом мощностью 2 Вт;
  • резистор 68 Ом мощностью 0,5 Вт;
  • резистор 0,47 Ом мощностью 1 Вт;
  • реле на 4 контакта;
  • 2 диода 1N4007 или подобные диоды;
  • резистор 1кОм;
  • светодиод яркого цвета;
  • длина провода не менее 1 метра и сечением не меньше 2,5 мм 2, с клеммами;

Ход выполнения работ:

  1. Выпаиваем все провода кроме 4 черных и 2 желтых проводов, так как по ним поступает питание.
  2. Замкнуть перемычкой контакты, отвечающие за защиту от перенапряжения, чтобы наш блок питания не выключался от перенапряжения.
  3. Заменяем на плате с микросхемой TL 431 встроенный резистор на резистор 2,7 кОм, для установки выходного напряжения 14,4в.
  4. Добавляем резистор 200 Ом мощностью 2 Вт на выход с канала 12в, для стабилизации напряжения.
  5. Добавляем резистор 68 Ом мощностью 0,5 Вт на выход с канала 5в, для стабилизации напряжения.
  6. Выпаиваем транзистор на плате с микросхемой TL 431, для устранения препятствий при установке напряжения.
  7. Заменяем стандартный резистор, в первичной цепи обмотки трансформатора, на резистор 0,47 Ом мощностью 1 Вт.
  8. Собираем схему защиты от неправильного подключения к аккумулятору.
  9. Выпаиваем из блока питания ненужные части.
  10. Выводим необходимые провода из блока питания.
  11. Припаиваем клеммы к проводам.

Преимуществом такого самодельного устройства является отсутствие возможности перезарядки батареи.

Грубый расчет обмоток трансформатора

Желательно в конструкции зарядного устройства на тиристорах использовать трансформатор с уже имеющейся первичной обмоткой. Но если нет первичной обмотки, нужно вычислить ее. Для этого достаточно знать мощность устройства и площадь сечения магнитопровода. Желательно использовать трансформаторы мощностью свыше 50 Вт. Если известно сечение магнитопровода S (кв. см), можно вычислить число витков на каждый 1 В напряжения:

N = 50 / S (кв. см).

Чтобы вычислить количество витков в первичной обмотке, нужно 220 умножить на N. Аналогичным образом считается и вторичная обмотка. Но нужно учитывать, что в бытовой сети напряжение может подскакивать вплоть до 250 В, поэтому трансформатор должен выдерживать такие перепады.

Недостатки ЗУ на тиристорах

У простой схемы есть существенный минус – отсутствие электронной защиты от переполюсовки, КЗ и перегрузок. Отчасти эту функцию выполняет плавкий предохранитель, что не очень удобно. При желании и достаточном опыте можно собрать дополнительную схему защиты и подключить её отдельно.

Второй недостаток – гальваническая связь настроечного блока с сетью. Его можно устранить, если использовать регулировочное сопротивление с пластиковой осью.

И ещё один минус – необходимость установки охлаждающих радиаторов (лучше использовать ребристые алюминиевые изделия). Частично проблема решается использованием схемы с включением регулирующего модуля в обмотку I питающего трансформатора.

Подводя итог, скажем, что тиристорное зарядное устройство своими руками собрать не так сложно, как может показаться с первого взгляда. Упорство и затраченное время будут вознаграждены недорогим качественным ЗУ с плавной регулировкой силы тока, продлевающей жизнь аккумулятору.

Намотка и сборка трансформатора

Прежде чем начинать намотку, нужно вычислить диаметр провода, который потребуется использовать. Для этого нужно воспользоваться простой формулой:

d = 0,02×√I (обмотки).

Сечение провода измеряется в миллиметрах, ток обмотки — в миллиамперах. Если нужно производить зарядку током 6 А, то подставляете под корень значение 6000 мА.

Вычислив все параметры трансформатора, начинаете намотку. Укладываете виток к витку равномерно, чтобы в окне поместилась обмотка. Начало и конец фиксируете — желательно припаивать их к свободным контактам (если имеются таковые). Как только будет готова обмотка, можно собирать пластины из трансформаторной стали. Обязательно после завершения намотки покройте провода лаком, это позволит избавиться от гудения при работе. Клеевым раствором можно обработать и пластины сердечника после сборки.

Изготовление печатной платы

Чтобы самостоятельно изготовить печатную плату на тиристоре, вам нужно иметь такие материалы и инструменты:

  1. Кислота для очистки поверхности фольгированного материала.
  2. Припой и олово.
  3. Фольгированный текстолит (гетинакс достать сложнее).
  4. Маленькая дрель и сверла 1-1,5 мм.
  5. Хлорное железо. Использовать этот реактив намного лучше, так как с его помощью излишки меди уходят намного быстрее.
  6. Маркер.
  7. Лазерный принтер.
  8. Утюг.

Прежде чем начинать монтаж, необходимо нарисовать дорожки. Сделать это лучше всего на компьютере, затем распечатать рисунок на принтере (обязательно лазерном).

Распечатку нужно проводить на листе из любого глянцевого журнала. Переводится рисунок очень просто — прогревается лист горячим утюгом (без фанатизма) несколько минут, затем некоторое время остывает. Но можно и от руки маркером нарисовать дорожки, после чего поместить текстолит в раствор на несколько минут.

Назначение элементов ЗУ

Выполняется устройство на основе фазоимпульсного регулятора на тиристоре. В нем нет дефицитных компонентов, поэтому при условии, если будете монтировать исправные детали, вся схема сможет работать без настройки. В конструкции имеются такие элементы:

  1. Диоды VD1-VD4 — это мостовой выпрямитель. Предназначены они для преобразования переменного тока в постоянный.
  2. Управляющий узел собран на однопереходных транзисторах VT1 и VT2.
  3. Время зарядки конденсатора С2 можно регулировать переменным сопротивлением R1. Если его ротор сместить в крайнее правое положение, то ток зарядки будет наивысшим.
  4. VD5 — это диод, предназначенный для защиты цепи управления тиристора от обратного напряжения, которое возникает при включении.

У такой схемы имеется один большой недостаток — большие колебания тока зарядки, если в сети нестабильное напряжение. Но это не помеха, если в доме используется стабилизатор напряжения. Можно собрать зарядное устройство на двух тиристорах — оно будет более стабильное, но сложнее реализовать эту конструкцию.

Что представляет собой симистор

У тиристора есть недостаток, усложняющий его применение в сети переменного тока – он пропускает через себя только одну полуволну и на выходе вместо переменного напряжения получается постоянное пульсирующее. Поэтому эти приборы используются парами или вместе с диодным мостом. От этого недостатка свободен симистор.

Симистор внешне похож на тиристор. Также, как и тиристор, он открывается импульсом тока, протекающего через управляющий электрод, но этот прибор пропускает через себя обе полуволны и способен работать в сети переменного тока.

Принципиальная схема симисторного регулятора тока для активной и индуктивной нагрузки Устройство симисторного регулятора аналогично тиристорному. Отличие в том, что симистор управляет обоими полярностями и поэтому нет необходимости использовать диодный мост или встречно-параллельное включение элементов.

Кроме того, для симистора не имеет значение полярность управляющего напряжения, что позволяет упростить схему импульсного управления.

Совет! Для регулировки симистором можно использовать диммер от лампы накаливания. Для этого он включается между анодом и управляющим электродом силового симистора.

Монтаж элементов на печатной плате

Диоды и тиристор желательно монтировать на отдельных радиаторах, причем их обязательно изолируйте от корпуса. Все остальные элементы устанавливаются на печатной плате.

Использовать навесной монтаж нежелательно — слишком это некрасиво смотрится, да и опасно. Чтобы разместить элементы на плате, нужно:

  1. Просверлить тонким сверлом отверстия под ножки.
  2. Залудить все печатные дорожки.
  3. Покрыть дорожки тонким слоем олова, это обеспечит надежность монтажа.
  4. Установить все элементы и пропаять их.

После окончания монтажа можно покрыть дорожки эпоксидной смолой или лаком. Но перед этим обязательно подключите трансформатор и провода, которые идут к аккумулятору.

Окончательная сборка устройства

После окончания монтажа зарядного устройства на тиристоре КУ202Н нужно найти для него подходящий корпус. Если нет ничего подходящего, изготовьте его самостоятельно. Можно воспользоваться тонким металлом или даже фанерой. Расположите в удобном месте трансформатор и радиаторы с диодами, тиристором. Нужно, чтобы они хорошо охлаждались. Для этой цели можете установить кулер в задней стенке.

Можно даже вместо предохранителя установить автоматический выключатель (если позволяют габариты прибора). На передней панели нужно разместить амперметр и переменный резистор. Скомпоновав все элементы, приступаете к испытанию прибора и его эксплуатации.

Компактное зарядное устройство на тиристоре

На рис.1 показана схема простого зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.

Рис.1 При достижении некоторого значения напряжения (задается цепью R2,V1,V2), зарядное уст-во на тринисторе отключает его от аккумулятора. Образцовое напряжение на аккумулятора сравнивается при каждом положительном полупериоде пока тиристор закрыт. Когда аккумулятор разряжен тиристор открывается в моменты каждого положительного полупериода с некоторой задержкой, но только как аккумулятор будет близок к полной зарядке тиристор будет открывать с большей задержкой и при достижении определенного значения когда аккумулятор полностью зарядится, тиристор перестанет открываться. Сравнение напряжений происходит в цепи управляющего электрода тиристора. Напряжение на выходе тиристора зависит от его параметров, поэтому возможно подборка тиристора если напряжение 13,5В окажется немного заниженным. Трансформатор любой на напряжение во вторичной обмотке 20В исходя из значения зарядного тока.

Борноволоков Э.П.,Флоров В.В. Радиолюбительские схемы — 3-е издание, перераб. и доп. — К.:Технiка, 1985

Автоматическое зарядное уст-во

На рисунке 2, показана схема автоматического зарядного уст-ва, которое позволяет заряжать автомобильный аккумулятор при разряде и прекращать зарядку при полном заряде аккумулятора. Такое уст-во желательно использовать для аккумуляторов которые находятся при длительном хранении.

Рис.2

Переключение в режим заряда производится путем измерения напряжения на клеммах аккумулятора. Заряд начинается когда напряжение на клеммах аккумулятора становится ниже 11,5 В и прекращается при достижении 14 В.

ОУ в схеме служит как прецизионный компаратор напряжения, который контролирует уровень напряжения батареи. Его инвертирующий вход получает опорное напряжение 1,8 В, а на неинвертирующий вход через делитель подается напряжение аккумулятора около 2В (при полном заряде аккумулятора). В этом случае реле отключено, так как выход ОУ имеет высокий уровень напряжения. При падении напряжения на клеммах аккумулятора, напряжение на неинвертирующем входе ОУ становится 1,8 В, компаратор переключается, это приводит к включению реле, аккумулятор начинает заряжаться.

После сборки зарядного уст-ва его необходимо отрегулировать:

1. Разрядите аккумулятор до напряжения 11,5 В 2. Подключите зарядное уст-во к аккумулятору 3. Отрегулируйте R6 до срабатывания реле 4. При заряде аккумулятора проведите замеры напряжения на его клеммах, при достижении 14 В отрегулируйте потенциометр R5 до отключения реле При необходимости повторите процесс настройки

Зарядное устройство на LM317

Рис.3

На основе стабилизатора LM317 можно сделать простое и эффективное зарядное уст-во. Предложенное уст-во предназначено для зарядки аккумуляторов 12 В. Максимальный ток зарядки 1,5А. Ток зарядки можно регулировать при помощи потенциометра R5. По мере зарядки аккумулятора зарядное уст-во снижает ток зарядки. Стабилизатор LM317 должен быть установлен на радиатор.

Узел индикации тока заряда

Если зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов не имеет амперметра, трудно гарантировать их надежную зарядку. Возможно ухудшение (пропадание) контакта на батареи, обнаружить которое достаточно трудно. Вместо амперметра на рис.4 предлагается простой индикатор. Он включается в разрыв «плюсового» провода от зарядного устройства к АКБ.


Рис.4

Схема представляет собой транзисторный ключ VT1, включающий светодиод HL1, когда через R1 протекает зарядный ток. В этом случае падение напряжения на резисторе R1 (более 0,6В) достаточно для открывания транзистора VT1 для зажигания HL1. Для конкретного аккумулятора номинал R1 подбирается так, чтобы светодиод зажигался при требуемом зарядном токе. По яркости его свечения можно приблизительно оценить зарядный ток. Резистор R1 — проволочный, изготавливается из 6…12 витков обмоточного провода диаметром 1мм. Можно использовать проволоку с высоким удельным сопротивлением (нихром) или резистор промышленного изготовления, например, ПЭВР-10.

Зарядное устройство с автомобильным регулятором напряжения

Простое зарядное устройство, показанное на рис.5, послужит для зарядки аккумулятора, и его долгосрочным хранением в рабочем состоянии.

Рис.5

Со вторичной обмотки трансформатора Т1, ток в которой ограничен включением последовательно с первичной обмоткой балластного конденсатора (С1 или С1+С2), ток подается на диодно — тиристорный мост, нагрузкой которого является аккумуляторная батарея (GB 1). В качестве регулирующего элемента применен автомобильный регулятор напряжения генератора (РНГ) на 14 В любого типа, предназначенный для генераторов с заземленной щеткой. Таким образом на аккумуляторной батарее поддерживается напряжение 14 В при зарядном токе, определяемом емкостью конденсатора С2, которая ориентировочно рассчитывается по формуле:

3200 . I з . U 2

С (мкФ) = ————— ——— ,

U 1 2

где I з — зарядный ток (А), U 2 — напряжение вторичной обмотки при «нормальном»включении трансформатора (В), U 1 — напряжение сети.

Настройки устройство практически не требует. Возможно, придется уточнить емкость конденсатора, контролируя ток амперметром. При этом необходимо замкнуть накоротко выводы 15 и 67 (Б, В и Ш).

Из ж.(РЛ 5-99)

Реверсирующая приставка к зарядному устройству

Эта приставка, схема которого показана на рис.6, выполнена на мощном составном транзисторе и предназначена для зарядки автомобильной аккумуляторной батареи напряжением 12В переменным асимметричным током. При этом обеспечивается автоматическая тренировка батареи, что уменьшает склонность ее к сульфатации и продляет срок службы. Приставка может работать совместно практически с любым двуполупериодным импульсным зарядным устройством, обеспечивающим необходимый ток зарядки.

Рис.6

При соединении выхода приставки с батареей (зарядное устройство не подключено), когда конденсатор С1 еще разряжен, начинает течь начальный зарядный ток конденсатора через резистор R 1, эмиттерный переход транзистора VT 1 и резистор R 2. Транзистор VT 1 открывается, и через него протекает значительный разрядный ток батареи, быстро заряжающий конденсатор С1.С увеличением напряжения на конденсаторе ток разрядки батареи уменьшается практически до нуля.

После подключения зарядного устройства к входу приставки появляется зарядный ток батареи, а также небольшой ток через резистор R 1 и диод VD 1. При этом транзистор VT 1 закрыт, поскольку падения напряжения на открытом диоде VD 1 недостаточно для открывания транзистора. Диод VD 3 также закрыт, так как к нему через диод VD 2 приложено обратное напряжение заряжаемого конденсатора С1.

В начале полупериода выходное напряжение зарядного устройства складывается с напряжением на конденсаторе, и зарядка батареи происходит через диод VD 2, что приводит к возврату энергии, накопленной конденсатором, в батарею. Далее конденсатор полностью разряжается и открывается диод VD 3, через который теперь продолжается зарядка батареи. Снижение выходного напряжения зарядного устройства в конце полупериода до уровня ЭДС батареи и ниже приводит к смене полярности напряжения на диоде VD 3, его закрыванию и прекращению зарядного тока.

При этом вновь открывается транзистор VT 1 и происходит новый импульс разрядки батареи и зарядки конденсатора. С началом нового полупериода выходного напряжения зарядного устройства начинается очередной цикл зарядки батареи.

Амплитуда и длительность разрядного импульса батареи зависят от номиналов резистора R 2 и конденсатора С1. Они выбраны в соответствии с рекомендациями.

Транзистор и диоды размещают на отдельных теплоотводах площадью не менее 120 см 2 каждый.

Кроме указанного на схеме транзистора КТ827А, можно использовать КТ827Б, КТ827В. В приставке могут быть применены транзисторы КТ825Г — КТ825Е и диоды КД206А, но при этом полярность включения диодов, конденсатора, а также входных и выходных зажимов приставки нужно изменить на противоположную.

Фомин.В

г. Нижний Новгород

Простое автоматическое зарядное устройство

Обычное зарядное устройство для зарядки стартерных батарей состоит из трансформатора, обмотка которого имеет отводы, диодного однополупериодного выпрямителя и амперметра, измеряющего зарядный ток. Такое зарядное устройство не может контролировать процесс зарядки и не умеет восстанавливать засульфатированные аккумуляторы.

Рис.7

Если на выходе такого зарядного устройства включить узел, схема которого показана на рис.7, то устройство станет автоматическим и научится восстанавливать аккумуляторы тренировочным током.

При подключении аккумулятора тиристор открывается только на положительных полупериодах пульсирующего напряжения. На отрицательных (когда выпрямительный диод ЗУ закрыт) тиристор закрыт и происходит тренировочная разрядка аккумулятора через резистор R 3.

В начале каждого полупериода, еще до открывания тиристора, происходит измерение напряжения на аккумуляторе. Если это напряжение полностью заряженного аккумулятора (13,5 В), то стабилитрон открывается и не дает открываться тиристору.

По мере заряда батареи открывание тиристора происходит ближе к вершине пульсирующего напряжения. Закрывание тиристора происходит на спаде полуволны пульсирующего напряжения, когда это напряжение становится ниже напряжения на аккумуляторе.

Каравкин В.

Литература:

Васильев В.

«Зарядное устройство»

ж. Радио №3 1976 г.

Устройство дозарядки аккумулятора автомобиля

В том случае, если автомобиль длительное время простаивает без движения, происходит постепенный разряд его аккумулятора. Особенно это ощущается при хранении автомобиля в неотапливаемых гаражах в зимнее время — при отрицательных температурах. Запуск двигателя сопряжен с поисками пускового устройства у знакомых автолюбителей или попыткой получить от них заряженный аккумулятор во временное пользование. Избежать эту проблему помогает устройство дозарядки аккумулятора автомобиля. Простота схемы и отсутствие дефицитных радиокомпонентов делают ее доступной для повторения.

Общеизвестно, что все химические источники тока подвержены саморазряду. Степень саморазряда зависит от ряда причин. Причины обусловленные конструктивными особенностями аккумуляторов, в данной статье не рассматриваются — автомобилистам приходится эксплуатировать те аккумуляторы, которые имеются на их транспортных средствах. Технологическая (для автомобилей) причина разряда аккумулятора обусловлена условиями хранения аккумулятора. От этого будет зависеть как срок службы аккумулятора, так и степень его готовности к работе в электрооборудовании автомобиля.

Ток саморазряда автомобильных аккумуляторов во многом зависит от «возраста» аккумулятора. Приблизительно можно считать, что ток саморазряда аккумулятора при хранении в неотапливаемом помещении или на открытом воздухе составляет до 180 мА. Приблизительно такой ток подзаряда аккумулятора обеспечит его постоянную готовность к работе.

В схеме (рис.8) маломощный трансформатор TR 1 понижает напряжение 220 В примерно до 12 В.

Рис.8

Переменное напряжение выпрямляется мостовым выпрямителем D 1 и через резистор R 3 подается на выход « OUT ». Возможно использовать автомобильный штекер XR 1, который можно вставить в гнездо прикуривателя автомобиля. При подаче питания на схему зажигается зеленый (GREEN ) светодиод D 2.

При протекании тока подзаряда аккумулятора автомобиля на резисторе R 3 создается падение напряжения. Будучи приложенным к базе транзистора Т1 через резистор R 4 это напряжение вызывает насыщение транзистора и зажигание светодиода D 3 (RED ).

Яковлев Е.Л.

г. Ужгород

(«Радиоаматор» №12, 2009)

Зарядное устройство для АКБ

При отсутствии полноценного зарядного устройства довольно простой выпрямитель можно изготовить по простой схеме на рис.9.

Рис.9

Заменить полноценное зарядное устройство он не может, так как сила зарядного тока составляет всего 0,4 … 0,5 А, но вполне пригоден для того, чтобы, например, за 2…3 суток довести аккумуляторную батарею до того работоспособного состояния, которое было утрачено за месяцы зимнего бездействия. Выпрямитель собран на четырех кремниевых диодах. Последовательно с ними включена лампа на 220В мощностью 70…100 Вт, ограничивающая зарядный ток. В схеме могут быть использованы диоды, имеющие максимально допустимое обратное напряжение не менее 400 В и средний выпрямительный ток не менее 0,4 А. Подходят диоды Д7Ж, Д226, Д226Д, Д237Б, Д231, Д231Б, Д232 или другие с аналогичными характеристиками.

При работе с выпрямителем следует соблюдать осторожность, так как все его детали через лампу соединены непосредственно с электросетью и поэтому прикосновение к ним опасно. Если выпрямитель подключен к сети, то не следует прикасаться даже к корпусу аккумуляторной батареи, так как он может быть покрыт тончайшей пленкой электролита — проводника электрического тока. При необходимости измерить напряжение или плотность электролита в аккумуляторной батарее выпрямитель обязательно следует отключить от сети.

Горнушкин Ю.

«Практические советы владельцу автомобиля»

Простое подзарядное устройство

Схема представляет собой простой безтрансформаторный источник питания, выдающий постоянное напряжение 14,4 В, при токе до 0,4 А. (рис.10)

Рис.10

Конструкция простая и используется для подзарядки аккумуляторной батареи, которая хранилась длительное время.

Как показывает практика для восстановления требуется небольшой ток, около 0,1- 0,3 А (для 6СТ-55). Если хранящийся аккумулятор, периодически, примерно раз в месяц, ставить на такую подзарядку на 2-3 дня, то можно быть уверенным в том, что в любой момент будет готов к эксплуатации, даже через несколько лет такого хранения (проверенно практически).

Источник построен по схеме параметрического стабилизатора с емкостным балластным сопротивлением. Напряжение от электросети поступает на мостовой выпрямитель VD 1… VD 4 через конденсатор C 1. На выходе выпрямителя включен стабилитрон VD 5 на 14,4 В. Конденсатор C 1 гасит избыток напряжения и ограничивает ток до величины не более 0,4 А. Конденсатор C 2 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Аккумуляторная батарея подключается параллельно VD 5 .

Устройство работает следующим образом. При саморазрядке батареи до напряжения ниже 14,4 В начинается её «мягкая» зарядка слабым током, причем величина этого тока находиться в обратной зависимости от напряжения на аккумуляторе. Но в любом случае (даже, при коротком замыкании) не привышает 0,4 А. При зарядке батареи до напряжения 14,4 В зарядный ток прекращается вовсе.

В устройстве использованы: конденсатор C 1 — бумажный БМТ или любой неполярный на 3…5 мкф и напряжение не ниже 300 В, С2 — К50-3 или любой электролитический на 100…500 мкф, на напряжение не ниже 25 В; диоды выпрямителя VD 1… VD 4 — Д226, КД105, КД208, КД209 и т.п.; стабитрон Д815Е или другие на напряжение 14 -14,5 В при токе не ниже 0,7 А. Смонтировать стабилитрон желательно на теплоотводящей пластине.

При эксплуатации устройств подобного типа необходимо соблюдать правила безопасности при работе с электроустановками.

Тиристорный регулятор в зарядном устройстве.

cxema.org — Три схемы простых регуляторов тока

В сети очень много схем регуляторов напряжения для самых разных целей, а вот с регуляторами тока дела обстоят иначе. И я хочу немного восполнить этот пробел, и представить вам три простые схемы регуляторов постоянного тока, которые стоит взять на вооружение, так, как они универсальны и могут быть использованы во многих самодельных конструкциях.

Регуляторы тока по идее не многим отличается от регуляторов напряжения. Прошу не путать регуляторы тока со стабилизаторами тока, в отличии от первых они поддерживают стабильный выходной ток не зависимо от напряжения на входе и выходной нагрузки.

Стабилизатор тока — неотемлимая часть любого нормального лабораторного блока питания или зарядного устройства, предназначен он для ограничения тока подаваемого на нагрузку. В этой статье мы рассмотрим пару стабилизаторов и один регулятор общего применения.

Во всех трех вариантах в качестве датчика тока использованы шунты, по сути низкоомные резисторы.


Для увеличения выходного тока любой из перечисленных схем нужно будет снизить сопротивление шунта. Нужное значение тока выставляют вручную, как правило вращением переменного резистора. Все три схемы работают в линейном режиме, а значит силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться.

Первая схема отличается максимальной простотой и доступностью компонентов. Всего два транзистора, один из них управляющий, второй является силовым, по которому и протекает основной ток.

Датчик тока 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 транзистор. Резистор R1, задает 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 затухаеться или замыкается на массу питания через открытый переход маломощного транзистора, этим силовой транзистор будет закрываться, следовательно, ток протекающий по нему уменьшается вплоть до полного нуля.

Резистор R1 по сути обычный делитель напряжения, которым мы можем задать как бы степень приоткрытия управляющего транзистора, а следовательно, управлять и силовым транзистором ограничивая ток протекающий по нему.

Вторая схема построена на базе операционного усилителя. Ее неоднократно использовал в зарядных устройствах для автомобильного аккумулятора. В отличии от первого варианта — эта схема является стабилизатором тока.

Как и в первой схеме тут также имеется датчик тока (шунт), операционный усилитель фиксирует падение напряжения на этом шунте, все по уже знакомой нам схеме. Операционный 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 путем изменения выходного напряжения.

Выход операционного усилителя управляет мощным полевым транзистором. То есть принцип работы мало чем отличается от первой схемы, за исключением того, что тут имеется источник опорного напряжения выполненный на стабилитроне.

Эта схема также работает в линейном режиме и силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться.

Последняя схема построена на базе популярной интегральной микросхеме 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 микросхемы LM317 1,5 ампера, увеличить его можно дополнительным силовым транзистором. В этом случае микросхема уже будет в качестве управляющей, поэтому нагреваться не будет, взамен будет нагреваться транзистор и от этого никуда не денешься.

Небольшое видео

Печатные платы

Регулятор тока на транзисторе для зарядного устройства

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

Друзья сайта

Рекламный блок

Рекламный блок

Рекламный блок

Статистика

Ни для кого не ново, если скажу, что у любого автомобилиста в гараже должно быть зарядное устройство для аккумуляторной батареи. Конечно, его можно купить в магазине, но, столкнувшись с этим вопросом, пришел к выводу, заведомо не очень хорошее устройство по приемлемой цене брать не хочется. Встречаются такие, у которых ток заряда регулируется мощным переключателем, который добавляет или уменьшает количество витков во вторичной обмотке трансформатора, тем самым увеличивая или уменьшая зарядный ток, при этом прибор контроля тока в принципе отсутствует. Это наверно самый дешевый вариант зарядника заводского исполнения, ну а толковый девайс стоит не так уж и дешево, цена прямо-таки кусается, поэтому решил найти схему в интернете, и собрать ее самому. Критерии выбора были такие:

– простая схема, без лишних наворотов;
– доступность радиодеталей;
– плавная регулировка зарядного тока от 1 до 10 ампер;

– желательно чтобы это была схема зарядно-тренировочного устройства;
– не сложная наладка;
– стабильность работы (по отзывам тех, кто уже делал данную схему).

Поискав в интернете, наткнулся на промышленную схему зарядного устройства с регулирующими тиристорами.

Все типично: трансформатор, мост (VD8, VD9, VD13, VD14), генератор импульсов с регулируемой скважностью (VT1, VT2), тиристоры в качестве ключей (VD11, VD12), узел контроля заряда. Несколько упростив эту конструкцию, получим более простую схему:

На этой схеме нет узла контроля заряда, а остальное – почти то же самое: транс, мост, генератор, один тиристор, измерительные головки и предохранитель. Обратите внимание, что в схеме стоит тиристор КУ202, он немного слабоват, поэтому чтобы не допустить пробоя импульсами большого тока его необходимо установить на радиатор. Трансформатор – ватт на 150, а можно использовать ТС-180 от старого лампового телевизора.

И еще одно устройство, не содержащее дефицитных деталей, с током заряда до 10 ампер. Оно представляет собой простой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением.

Узел управления тиристором собран на двух транзисторах. Время, за которое конденсатор С1 будет заряжаться до переключения транзистора, выставляется переменным резистором R7, которым, собственно, и выставляется величина зарядного тока аккумулятора. Диод VD1 служит для защиты управляющей цепи тиристора от обратного напряжения. Тиристор, также как и в предыдущих схемах, ставится на хороший радиатор, или на небольшой с охлаждающим вентилятором. Печатная плата узла управления выглядит следующим образом:

Схема не плохая, но в ней есть некоторые недостатки:
– колебания напряжения питания приводят к колебанию зарядного тока;
– нет защиты от короткого замыкания кроме предохранителя;
– устройство дает помехи в сеть (лечится с помощью LC-фильтра).

Это импульсное устройство может заряжать и восстанавливать практически любые типы аккумуляторов. Время заряда зависит от состояния батареи и колеблется в пределах 4 – 6 часов. За счет импульсного зарядного тока происходит десульфатация пластин аккумулятора. Смотрим схему ниже.

В этой схеме генератор собран на микросхеме, что обеспечивает более стабильную его работу. Вместо NE555 можно использовать российский аналог – таймер 1006ВИ1. Если кому не нравится КРЕН142 по питанию таймера, так ее можно заменить обычным параметрическим стабилизатором, т.е. резистором и стабилитроном с нужным напряжением стабилизации, а резистор R5 уменьшить до 200 Ом. Транзистор VT1 – на радиатор в обязательном порядке, греется сильно. В схеме применен трансформатор со вторичной обмоткой на 24 вольта. Диодный мост можно собрать из диодов типа

Д242. Для лучшего охлаждения радиатора транзистора VT1 можно применить вентилятор от компьютерного блока питания или охлаждения системного блока.

В результате неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, и он выходит из строя.
Известен способ восстановления таких батарей при заряде их «ассимметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбрано 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

На рис. 1 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.

Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.

Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.

В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22. 25 В.

Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0. 5 А (0. 3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления (1000. 18000), который можно заменить на КТ825 при изменении полярности включения диодов и стабилитрона, так как он другой проводимости (см. рис. 2). Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.

Для защиты схемы от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.
Резисторы применены такие R1 типа С2-23, R2 — ППБЕ-15, R3 — С5-16MB, R4 — ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В.

обратного напряжения.

Конечно, лучше брать гибкий медный многожильный, ну а сечение нужно выбрать из расчета какой максимальный ток будет проходить по этим проводам, для этого смотрим табличку:

Если вас интересует схемотехника импульсных зарядно-восстановительных устройств с применением таймера 1006ВИ1 в задающем генераторе – прочтите эту статью:

Иногда собирая самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, мы не задумываемся о такой важной функции, как ограничитель тока. Зачем нужен токовый ограничитель ? Это своего рода регулятор, который позволяет уменьшить или увеличить ток заряда аккумулятора, при этом напряжение зарядки остается прежним.

Такой функцией снабжены все дорогие зарядные устройства, но на рынке немало зарядников, которые задают ток заряда автоматическим образом, но это не есть хорошо, поскольку человеческие мозги лучше любого контроллера и выставить нужны ток заряда аккумулятора вручную более желательно.

Схема довольно проста, силовой частью является транзистор KT837, им управляет транзистор средней мощности КТ814. Максимальный отдаваемый ток такого ограничителя составляет до 2-х Ампер, но разумеется это не предел для схемы. Только заменой резистора 1Ом и силового транзистора КТ837 можно снять до 7-10 Ампер.

Для этого резистор нужно будет заменить на 0,1-0,33Ом с мощностью не менее 20 Ватт, можно и на 10, но перегрев идет очень сильный. Транзистор можно заменить на КТ818ГМ или импортный аналог. Транзистор обязательно устанавливают на теплоотвод, возможно будет нужда в принудительном охлаждении.
Резистор R2 для регулировки выходного тока желательно использовать на 1 ватт.

Стабилитрон можно заменить на импортный, желательно с мощностью в 1 ватт. Устройством можно дополнить любой самодельный блок питания, который не имеет ограничителя по току.

JLCPCB — это крупнейшая фабрика PCB прототипов в Китае. Для более чем 600000 заказчиков по всему миру мы делаем свыше 15000 онлайн заказов на прототипы и малые партии печатных плат каждый день!

Anything in here will be replaced on browsers that support the canvas element

Три схемы простых регуляторов тока

В сети очень много схем регуляторов напряжения для самых разных целей, а вот с регуляторами тока дела обстоят иначе. И я хочу немного восполнить этот пробел, и представить вам три простые схемы регуляторов постоянного тока, которые стоит взять на вооружение, так, как они универсальны и могут быть использованы во многих самодельных конструкциях.

Регуляторы тока по идее не многим отличается от регуляторов напряжения. Прошу не путать регуляторы тока со стабилизаторами тока, в отличии от первых они поддерживают стабильный выходной ток не зависимо от напряжения на входе и выходной нагрузки.

Стабилизатор тока – неотемлимая часть любого нормального лабораторного блока питания или зарядного устройства, предназначен он для ограничения тока подаваемого на нагрузку. В этой статье мы рассмотрим пару стабилизаторов и один регулятор общего применения.

Во всех трех вариантах в качестве датчика тока использованы шунты, по сути низкоомные резисторы. Для увеличения выходного тока любой из перечисленных схем нужно будет снизить сопротивление шунта. Нужное значение тока выставляют вручную, как правило вращением переменного резистора. Все три схемы работают в линейном режиме, а значит силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться.

Первая схема отличается максимальной простотой и доступностью компонентов. Всего два транзистора, один из них управляющий, второй является силовым, по которому и протекает основной ток.

Датчик тока 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 транзистор. Резистор R1, задает 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 затухаеться или замыкается на массу питания через открытый переход маломощного транзистора, этим силовой транзистор будет закрываться, следовательно, ток протекающий по нему уменьшается вплоть до полного нуля.

Резистор R1 по сути обычный делитель напряжения, которым мы можем задать как бы степень приоткрытия управляющего транзистора, а следовательно, управлять и силовым транзистором ограничивая ток протекающий по нему.

Вторая схема построена на базе операционного усилителя. Ее неоднократно использовал в зарядных устройствах для автомобильного аккумулятора. В отличии от первого варианта – эта схема является стабилизатором тока.

Как и в первой схеме тут также имеется датчик тока (шунт), операционный усилитель фиксирует падение напряжения на этом шунте, все по уже знакомой нам схеме. Операционный 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 путем изменения выходного напряжения.

Выход операционного усилителя управляет мощным полевым транзистором. То есть принцип работы мало чем отличается от первой схемы, за исключением того, что тут имеется источник опорного напряжения выполненный на стабилитроне.

Эта схема также работает в линейном режиме и силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться.

Последняя схема построена на базе популярной интегральной микросхеме 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 микросхемы LM317 1,5 ампера, увеличить его можно дополнительным силовым транзистором. В этом случае микросхема уже будет в качестве управляющей, поэтому нагреваться не будет, взамен будет нагреваться транзистор и от этого никуда не денешься.

Зарядное на lm358 и irfz44

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Теперь остается соединить все по картинке и приступить к монтажу.

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

Амперметр можно взять советский аналоговый или цифровой.

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

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

Ниже представлена принципиальная схема простой зарядки для Li-ion аккумуляторов без использования каких-либо специализированных микросхем. В схеме используется операционный усилитель LM358N (КР1040УД1).

На плате находится 3 светодиода. Один светодиод постоянно горит пока подключен аккумулятор. Другой светодиод мигает во время заряда и последний светодиод загорается когда зарядка окончена.

Для того, чтобы Li-ion аккумуляторы долго жили, необходима специальная техника заряда. Когда остается менее 20% зарядки, напряжение должно уменьшаться, а когда аккумулятор полностью зарядится, т.е. ток заряда будет почти нулевой, зарядка должна прекратиться. В данном зарядном устройстве оба эти условия проверяются, для чего последовательно с аккумулятором в цепь введен резистор R1 номиналом 1 Ом. Номинал конденсатора С2 — 0.068мкФ.

Питание схемы может осуществляться как от USB порта, так и от внешнего источника питания.

Всем привет друзья, в этой записи хочу рассказать вам про стабилизатор тока для зарядного устройства который сможет собрать своими руками практически каждый.

Смотрите также

Метки: sam_электрик, стабилизатор тока, зарядное устройство, акб

Комментарии 102

Случаем печатной платы файлика нет?

Сколько вольт теряются на выходе?

сделал все по вашей схеме. ток регулируется только в промежутке между 4-5А!
подскажите в чем проблема!

Только вот про выбор транзистора и возможно радиатора никто ни слова не сказал :). Еще проще сделать ограничитель тока на lm317, то сути один корпус TO-220 и пару резисторов 🙂 А вообще надо импульсник мутить 🙂

LM317 до 1.5а только. Про транзистор сказал какой поставил, про радиатор тоже сказал. А импульсник вы наверно имели в виду ШИМ регулятор? Да шим конечно намного эффективнее.

Хорошо получилось тоже себе так сделаю! а ты добавь мою функцию и будит вообще огонь…
www.drive2.ru/b/456679132013528242/

Да есть мысли на счет такого. Только не на реле поворотов, а на тймере 555, практически любую паузу можно сделать.

да я про смысл, а не про реализацию, можно сделать по разному хоть на таймере хоть на компараторе, я просто сделал так чтобы большинство народа могло повторить…

Ну и я про идею, норм же приборчик.

у тебя правильный зарядник с регулировкой тока как положено, для обычной зарядки аккума самое то! но если аккум долго не используется или очень редко то его лучше встряхивать (зарад — разряд) и это реально работает, эффект есть… а как это реализовать способов тьма от самых простых, типа как у меня, до долее сложных где переключение между разрядом и зарядом можно делать не только по времени, а ещё например по уровню напряжения на аккуме (как вариант)… я лишь предложил грамотному человеку как ещё можно ваш зарядник прокачать…

Спасибо за хорошее применение старой рухляди а на критику не обращай внимания будь выше этого критикуют в основном те кто сам ни х—я не делает кому проще отдать деньги и не разбираться ни в чем!

Спасибо. Хоть кто то оценил.

Спасибо за хорошее применение старой рухляди а на критику не обращай внимания будь выше этого критикуют в основном те кто сам ни х—я не делает кому проще отдать деньги и не разбираться ни в чем!

Прежде чем писать всякую х—ню, отвечаю твоими же словами, почитай что написал автор, цитирую: «Буду благодарен за адекватную критику» я что не вижу что бы кто то критиковал данное устройство, просто каждый высказывает свое мнение, если есть конкретные предложения по данной теме, высказывай, а нет что тогда всякий бред нести.

Расходимся, это не стабилизатор тока…

Вот чудак человек. Как вас сильно зацепило.

Ну если строго подходить к определению слова СТАБИЛИЗАТОР, то он прав.

Т.е по вашей логике получается, что при использовании «правильного» стабилизатора если включить в цепь ну скажем 12в лампа на 60вт потребляет стабильный ток 5а и даже если лампу заменить на 5-ти ватную то ток тоже будет 5а так как стоит «правильный» стабилизатор.

Попробую ответить. Попрошу только реагировать без эмоций. Я не набрасываюсь. Скажу сразу, что приведенная Вами схема вполне может справляться со своей задачей по зарядке АКБ: схема ограничит максимальный ток, а минимальный будет определяться напряжением на входе стабилизатора и внутренним сопротивлением АКБ (т.е. степенью его заряженности). Строго говоря СТАБИЛИЗАТОР ТОКА поддерживает на нагрузке СТАБИЛЬНЫЙ ТОК. Стабилизатор тока должен обеспечивать постоянство тока, протекающего через нагрузку в независимости от ее сопротивления. Как стабилизатор тока может изменять ток в цепи? Только за счет изменения напряжения, подаваемого на нагрузку. Что бы стабилизатор тока мог справиться со своей задачей, то ко входу стабилизатора тока должен подключаться мощный источник напряжения. Причем этого напряжения должно быть достаточно, чтоб создать ток стабилизации при подключении любой нагрузки (мощной, слабой, т.е. с разным сопротивлением) и мощность источника тоже должна быть способной выдать требуемый ток. Что касается лампы. Если у нас стабилизатор тока (к примеру на 5 А), то при подключении лампы на 12 В и мощностью 60 Вт через лампу потечет ток 5А. При этом стабилизатор тока «выставит» на лампе около 12 В. Если подключить лампу 12 В и 5 Вт, то стабилизатор ТОКА повысит напряжение на лампе до такого номинала, чтоб через нагрузку (лампу) протекал заданный ток 5 А. Для данного примера это будет 144 В. Ясно, что данная лампа, скорее всего, сгорит. Но, как правило, на вход стабилизатора подается вовсе не такое большое напряжение, а, к примеру, 15 В. В этом случае конечно же стабилизатор не сможет обеспечить ток в 5 А. Ток будет определяться этим напряжением и сопротивлением нагрузки. В случае с АКБ по мере заряда начнет расти сопротивление АКБ. Когда сопротивление станет таким, что при 15 В ток не будет равен 5 А, то ток дальше НЕ БУДЕТ СТАБИЛИЗИРОВАННЫМ, а будет определятся входным напряжением (которое более-менее постоянно) и внутренним сопротивлением АКБ (можно считать, что степенью заряженности).

К сожалению получилось много букв. Надеюсь, что разъяснил. Если что-то не так, давайте разбираться вместе.
Ну и снова по поводу схемы в посте. Действительно, обывательски принято подобные устройства называть стабилизаторами тока. Но в строгом смысле они таковыми не являются.

Все именно так. Все так задумывалось. Как обозвать данное устройство подругому я незнаю. Если применить любую другую схему, при таком раскладе, не чего нельзя назвать стабилизатором.

Вы ничего не подумайте, я ничего не имею против вашего варианта зарядки, просто мне интересно.
Еще я хотел бы спросить как Вы проверяете или определяете степень заряда аккумулятора? Судя по видео, то если ток упал до нуля, то значит аккум заряжен на 100 % я правильно понял?
Я когда заряжал свой «Аком», то выставил напряжение 14,5В, ток, по моему 1/20 потом 1/10 и тоже примерно через часа 4 зарядка автоматом выключилась и показала, что аккум. заряжен на 100% стал проверять плотность ареометром- 1.24 -1,25 что соответствует заряду процентов на 80.

так надо заряжать до 16 вольт, тогда зарядится до 100%

Вопрос был адресован не Вам, а автору, посмотрите видео с 13.40 минуты и Ваш вопрос думаю будет неуместен, а о том как надо заряжать я в курсе

он пошел не тем путем, надо было сделать проще, использовать трансформатор и диодный мост а не мучить старенький АТХ БП. а в интернете много переделок компьютерных БП под ЗУ но там они идут другим путем.

Железный транс такой мощности весит в 5 раз больше и стоит в 5 раз дороже.

можно использовать трансформатор от ненужного ИБП подключив его наоборот только быть внимательней у них бывает обмотки соединены вместе первичка и вторичка (надо разъединить).

Вы имеете в виду бесперебоиник?

Вы ничего не подумайте, я ничего не имею против вашего варианта зарядки, просто мне интересно.
Еще я хотел бы спросить как Вы проверяете или определяете степень заряда аккумулятора? Судя по видео, то если ток упал до нуля, то значит аккум заряжен на 100 % я правильно понял?
Я когда заряжал свой «Аком», то выставил напряжение 14,5В, ток, по моему 1/20 потом 1/10 и тоже примерно через часа 4 зарядка автоматом выключилась и показала, что аккум. заряжен на 100% стал проверять плотность ареометром- 1.24 -1,25 что соответствует заряду процентов на 80.

Все верно 80%. Дело в том плотность элекролита в верхну и внизу несколько отличается, так как серная кислота намного тяжелее воды ее концентрация снизу больше соответсвенно и плотность снизу несколько больше, что бы плотность выравнялалась для этого и заряжают до «кипения» что бы электолит несколько перемешался. Но на мой взгляд это абсолютно безполезная процедура. Так как после установки акума в авто и включения стартера акум разряжается, а так как напряжение в борт сети 14.5в то он так и держит эти 80%. Это мое личное мнение оно может отличатся от вашего и это нормально.

ШИМ регулятор для зарядного устройства » Автосхемы, схемы для авто, своими руками

Совсем недавно решил изготовить несколько зарядных устройств для автомобильного аккумуляторы, который собирался продавать на местном рынке. В наличии имелись довольно красивые промышленные корпуса, стоило лишь изготовить хорошую начинку и все дела.

Но тут столкнулся с рядами проблем, начиная от блока питания, заканчивая узлом управления выходного напряжения. Пошел и купил старый добрый электронный трансформатор типа ташибра (китайский бренд) на 105 ватт и начал переделку.

Ташибра — электронный (импульсный) сетевой блок питания реализованный на полумостовой основе, не имеет никаких защит, даже простой сетевой фильтр отсутствует. После переделки (об этом в следующих статьях) удалось получить на выходе трансформатора до 18 Вольт постоянного напряжения с током 8-10 Ампер, что более, чем достаточно для зарядки даже довольно емких автомобильных аккумуляторов.

Размеры платы не более пачки от сигарет, довольно компактный и мощный блок питания в итоге получился. Вторая проблема была связана с регулятором мощности, напрямую зарядить аккумулятор не получиться, поэтому было решено использовать схему простого ШИМ регулятора.

В нашей схеме силовым звеном является мощный N-канальный полевой транзистор, в моем случае IRFZ44, естественно он не критичен, можно задействовать почти любые аналогичные ключи с допустимым током 20Ампер и более.

Маломощные транзисторы тоже не критичны, можно использовать любые транзисторы обратной проводимости (малой мощности, такие как — кт3102, кт315, S9012/9014/9016/9018 и другие), на них собран мультивибратор с регулируемой скважностью импульсов, который управляет мощным полевым ключом.
Полевой транзистор в ходе работы будет перегреваться, но этот перегрев не будет слишком большим, но на всякий случай транзистор стоит установить на теплоотвод.

Данная схема ШИМ регулятора выходного напряжения отлично может работать с любыми зарядными устройствами/блоком питания, не зависимо от типа, номинал входных напряжений от 3,5 вплоть до максимального напряжения, допустимый через полевой транзистор (60-75 Вольт, в некоторых случаях 100 и выше, все зависит от конкретного транзистора).

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов своими руками

 Кислотные аккумуляторы «не любят длительного пребывания без работы». Глубокий саморазряд бывает губителен для них. Процесс происходит в этом случае простой, но не очень приятный. Сульфатация, разрастание на электродах сернокислого свинца, приводит к образованию устойчивых отложений. В итоге, аккумулятор теряет свою емкость и способность к зарядке. Об этом мы более подробно рассказли в статье «Как заряжать аккумулятор автомобиля».
 Если автомобиль ставится на долгосрочную стоянку, то возникает проблема: что делать с аккумулятором. Его либо отдают кому-нибудь в работу, либо продают, что одинаково неудобно. В этом случае очень пригодится зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора из блока питания от компьютера своими руками

Переделка блока питания предельно проста и займёт у вас минимум времени.

Ниже приведена пошаговая инструкция изготовления зарядного устройства:

1. Отпаять все провода, идущие с выходов других источников (-5. В, -12 В, +5 В), кроме общего (GND) и +12 В.

2. Остаться у вас должны только жёлтые и чёрные.

3. Параллельно этим проводам подключить конденсатор 1000 мкФ х 25 В.

4. Отверстие в корпусе, через которое выходили наружу провода питания, использовались для установки клавишного выключателя (-220 В) с подсветкой (предварительно напильником придать отверстию нужную форму).

5. Последовательно жёлтому проводу поставить амперметр, ампер на 10-15.

6. Последовательно (желт.-чёр.) — поставить вольтметр на 15-20 В.

Кроме амперметра последовательно желтому проводу ещё следует поставить регулятор тока. Им может быть реостат, тиристорный регулятор, транзисторный или какой-нибудь другой. Схему регулятора приводить не буду, так как в интернете и в литературе их полно. В крайнем случае, поищите на Яндекс.

Вот и всё ! Зарядка для вашего аккумулятора готова. Желтый провод к «ПЛЮСУ», чёрный к «МИНУСУ». Ток зарядки задаете сами, в зависимости от типа и ёмкости вашего аккумулятора. Более подробно о типах аккумуляторов принципах их работы и процедуре зарядки можно посмотреть в разделе Аккумуляторная батарея кислотно, гелиевая (аккумулятор) обслуживание, характеристики, выбор.

Схема зарядного устройства для зарядки автомобильного аккумулятора (1 вариант)

Во-первых, приводим схему, а далее приведем ее описание и описание ее работы.

Со вторичной обмотки трансформатора Т1, ток в которой ограничен включением последовательно с первичной обмоткой балластного конденсатора (С1 или С1+С2), ток подается на диодно-тиристорный мост, нагрузкой которого является аккумуляторная батарея (GB1). В качестве регулирующего элемента применен автомобильный регулятор напряжения генератора (РНГ) на 14 В любого типа, предназначенный для генераторов с заземленной щеткой. Мною опробованы регулятор типа 121.3702 и интегральный -Я112А. При использовании «интегралки» выводы «Б» и «В» соединяются вместе и с «+» GB1. Вывод «Ш» соединяется с цепью управляющих электродов тиристоров. Таким образом, на аккумуляторной батарее поддерживается напряжение 14В при зарядном токе, определяемом емкостью конденсатора С2, которая ориентировочно рассчитывается по формуле:

где Iз — зарядный ток (А), U2 — напряжение вторичной обмотки при «нормальном»включении трансформатора (В), U1 — напряжение сети.

Трансформатор — любой, мощностью 150…250 ВА, с напряжением на вторичной обмотке 20…36 В. Диоды моста — любые на номинальный ток не менее 10 А. Тиристоры — КУ202 В, Г и т.д.

S1 служит для переключения режимов зарядки и хранения. Ток зарядки выбирается равным 0,1 от численного значения емкости аккумулятора, а ток хранения — 1…1.5А.

Если есть возможность, то периодически, примерно один раз в две недели, желательно производить разряд аккумуляторной батареи током 2Iз с контролем температуры электролита.

Настройки устройство практически не требует. Возможно, придется уточнить емкость конденсатора, контролируя ток амперметром. При этом необходимо замкнуть накоротко выводы 15 и 67 (Б, В и Ш).

Схема зарядного устройства для зарядки автомобильного аккумулятора (2 вариант)

 

Для открытия файла в лучшем разрешении скачайте на его к себе на компьютер.
 При подключении к зарядному устройству автомобильного аккумулятора, напряжение на клеммах которого меньше 16,5 В, на выводе 2 микросхемы А1.1 устанавливается напряжение достаточное для открывания транзистора VT1, транзистор открывается и реле P1 срабатывает, подключая контактами К1.1 к электросети через блок конденсаторов первичную обмотку трансформатора и начинается зарядка аккумулятора. Как только напряжение заряда достигнет 16,5 В, напряжение на выходе А1.1 уменьшится до величины, недостаточной для поддержания транзистора VT1 в открытом состоянии. Реле отключится и контакты К1.1 подключат трансформатор через конденсатор дежурного режима С4, при котором ток заряда будет равен 0,5 А. В таком состоянии схема зарядного устройства будет находиться, пока напряжение на аккумуляторе не уменьшится до 12,54 В. Как только напряжение установится равным 12,54 В, опять включится реле и зарядка пойдет заданным током. Предусмотрена возможность, в случае необходимости, переключателем S2 отключить систему автоматического регулирования.

Все своими руками Самодельный стабилизатор тока для зарядного устройства

Опубликовал admin | Дата 13 июля, 2017

В этой статье пойдет речь о небольшой и простенькой приставке – стабилизаторе тока, для импульсного блока питания, предназначенного в прошлом для питания ЖКИ монитора. С ее помощью можно будет подзаряжать автомобильные аккумуляторы. Эта идея и просьба принадлежит одному из посетителей сайта.

Выходные данные блока питания можно увидеть на фотографии. Двадцать вольт на выходе при токе 3,25 А, это вполне достаточно не только для подзарядки, но и неспешной полной зарядки аккумуляторов.

А если убрать родной корпус, то улучшится тепловой режим платы ИИП, это даст возможность увеличить ток заряда. Схема стабилизатора тока представлена на рисунке 1.

Стабилизатор тока реализован на микросхеме LM317, отечественный аналог указан на схеме – КР142ЕН12А. Для увеличения тока заряда применен дополнительный транзистор структуры p-n-p, в данном случае, я испытывал схему с транзистором КТ818Г.

Работа схемы

Аналогичный стабилизатор тока был описан в предыдущей статье «Зарядное устройство для гелиевых аккумуляторов на кр142ЕН12А». В данной статье меня попросили наиболее подробно описать алгоритм работы устройства. И так, схема работает следующим образом. На вход приставки подано напряжение, к выходу подключен заряжаемый аккумулятор. Через устройство начинает течь ток заряда. На резисторе R1, при прохождении тока происходит падение напряжения, равное Iзаряда • R1. Как только это падение напряжения, приложенное к переходу база – эмиттер транзистора VT1, превысит порог в 0,7 вольта, мощный транзистор начнет открываться и весь основной ток заряда, будет течь через переход коллектор – эмиттер этого транзистора. Далее сумма токов, протекающих через регулирующую микросхему и транзистор, будет протекать через резистор R2, от величины которого зависит максимально возможный зарядный ток, когда движок переменного резистора находится в верхнем по схеме положении. На резисторе R2 также создается падение напряжения, которое приложено между выводами 2 и 1 данной микросхемы, т.е. между выходом и управляющим выводами. В данной микросхеме имеется ИОН с величиной в 1,25 вольта естественно с небольшим разбросом этого параметра и все регулировки в ней происходят относительно этой величины. Таким образом, при увеличении падения напряжения на резисторе R2 выше напряжения ИОН – 1,25 В, микросхема отрабатывает таким образом, что ее выходной транзистор начинает закрываться, удерживая выходной ток схемы на определенном уровне. Ток стабилизации в этом случае будет равен Iст = 1,25/R2; Для нашей схемы – 1,25/0,39 ≈ 3,205А. У собранного мной макета схемы, максимальный ток был чуть меньше – 3,16 А. Например, для тока заряда 5А потребуется резистор с величиной сопротивления равной – 1,25 В/5 = 0,25 Ом.

Далее ток течет через диод VD1, так как падение напряжения на прямо смещенном переходе диода мало зависит от проходящего через него тока, то диод в нашем случае играет роль стабилизатора напряжения, часть которого через переменный резистор плюсуется к падению напряжения на резисторе R2. Таким образом, имея возможность изменять напряжение на управляющем выводе микросхемы относительно ее выхода, мы можем управлять величиной тока стабилизации. В моей схеме ток регулировался от 1,16 А до 3,16 А. Минимальный ток можно еще уменьшить, включив последовательно с диодом VD1, еще такой же диод. В этом случае минимальный ток будет равен примерно 0,1… 0,2 А.

Микросхема, транзистор и диод установлены на одном теплоотводе, через слюдяные прокладки. Так как элементов схемы совсем немного, то монтаж можно сделать навесным способом.

Транзистор можно применить любой с током коллектора не менее 8 А и более. Можно применить КТ825 или импортные транзисторы типа TIP107.

Диод тоже любой с прямым током 10А и более.
Вроде все. Успехов и удачи. К.В.Ю.

Чуть не забыл, чтобы не усложнять схему, вместо амперметра можно просто для переменного резистора сделать шкалу установки тока заряда.

Скачать статью

Скачать “reguliruemyj-stabilizator-toka-na-lm317” reguliruemyj-stabilizator-toka-na-lm317.rar – Загружено 2062 раза – 65 КБ

Просмотров:9 097


Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов 12 вольт (5 схем) | РадиоДом

Правильное соблюдение режима эксплуатации аккумуляторных батарей (АКБ), и главное, режима зарядки, гарантирует их безотказную работу в течение всего срока службы. Зарядку АКБ производят током, значение которого можно определить по формуле:

Где I — средний зарядный ток в амперах., а Q — паспортная электрическая емкость АКБ в ампер-часах. Например, АКБ ёмкостью 70 ампер-час заряжают током не более 7 ампер.

Зарядный ток, рекомендуемый в инструкции по эксплуатации аккумуляторной батареи, обеспечивает оптимальное протекание электрохимических процессов в ней и нормальную работу в течение длительного времени.
Классическая стандартная схема зарядного устройства для аккумулятора состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и регулятора тока зарядки. В качестве регуляторов тока применяют проволочные реостаты и транзисторные стабилизаторы тока. В обоих случаях на этих элементах выделяется значительная тепловая мощность, что снижает КПД зарядного устройства и увеличивает вероятность выхода его из строя. Пример такого зарядного устройства представлен на рисунке 1.
 



Для регулировки зарядного тока также можно использовать блок конденсаторов, включаемых последовательно с первичной (сетевой) обмоткой трансформатора и выполняющих функцию реактивных сопротивлений, гасящих избыточное напряжение сети. В этой схеме тепловая (активная) мощность выделяется лишь на диодах VD1-VD4 выпрямительного моста и трансформаторе, поэтому нагрев устройства незначителен. Недостатком данного способа является необходимость обеспечить напряжение на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза большее, чем номинальное напряжение нагрузки (~ 18÷20 вольт). Пример такой схемы приведена на рисунке 2.
 

Схема зарядного устройства, обеспечивающее зарядку 12 вольтовых АКБ током до 15 ампер, причем ток зарядки можно изменять от 1 до 15 ампер с шагом через 1 ампер. Есть возможность автоматического выключения устройства, когда батарея полностью зарядится. Оно не боится недолгих коротких замыканий в цепи нагрузки и обрывов в ней. Выключателями Q1 — Q4 можно подключать различные комбинации конденсаторов и тем самым регулировать ток зарядки. Переменным резистором R4 устанавливают порог срабатывания реле К2, которое должно срабатывать при напряжении на зажимах АКБ, равном напряжению полностью заряженной батареи. Пример данного ЗУ представлена ниже на рисунке 3.
 

Здесь представлена схема еще одного зарядного устройства, в котором ток зарядки плавно регулируется от нуля до максимального значения. Изменение тока в нагрузке достигается регулированием угла открывания тринистора VS1. Узел регулирования выполнен на одно переходном транзисторе VT1. Значение этого тока определяется положением движка переменного резистора R5. Максимальный ток заряда аккумулятора 10 ампер, устанавливается стрелочным или цифровым амперметром. Защита устройства обеспечена со стороны сети и нагрузки предохранителями F1 и F2. Вторичная обмотка трансформатора должна быть рассчитана на ток, втрое больший зарядного тока, и соответственно мощность трансформатора также должна быть втрое больше мощности, потребляемой аккумулятором. Названое обстоятельство является существенным недостатком зарядных устройств с регулятором тока тринистором (тиристором). Диоды выпрямительного мостика VD1-VD4 и тиристор VS1 необходимо установить на алюминиевые теплоотводы. Схема показана на рисунке 4.

Значительно снизить потери мощности в тринисторе, а следовательно, повысить КПД зарядного устройства можно, если регулирующий элемент перенести из цепи вторичной обмотки трансформатора в цепь первичной обмотки. В схеме регулирующий узел аналогичен примененному в предыдущем варианте устройства. Тринистор VS1 включен в диагональ выпрямительного моста VD1 — VD4. Поскольку ток первичной обмотки трансформатора примерно в 10 раз меньше тока заряда, на диодах VD1-VD4 и тринисторе VS1 выделяется относительно небольшая тепловая мощность и они не требуют установки на радиаторы. Кроме того, применение тринистора в цепи первичной обмотки трансформатора позволило несколько улучшить форму кривой зарядного тока и снизить значение коэффициента формы кривой тока (что также приводит к повышению КПД зарядного устройства). К недостатку этого зарядного устройства следует отнести гальваническую связь с сетью элементов узла регулирования, что необходимо учитывать при разработке конструктивного исполнения (например, использовать переменный резистор с пластмассовой осью).
 

Диоды выпрямительного моста VD5-VD8 необходимо установить на алюминиевые ребристые теплоотводы. В зарядном устройстве диодный мостик VD1-VD4 типа КЦ402 или КЦ405 с буквами А, Б, В. Стабилитрон VD3 типа КС518, КС522, КС524, или составленный из двух одинаковых стабилитронов с суммарным напряжением стабилизации 16÷24 вольта (КС482, Д808, КС510 и др.). Транзистор VT1 одно переходной, типа КТ117А, Б, В, Г. Диодный мостик VD5-VD8 составлен из диодов, с рабочим током не менее 10 ампер (Д242-Д247 и др.). Диоды устанавливаются на радиаторы площадью не менее 200 кв.см, а если радиаторы будут сильно нагреваться, в корпус зарядного устройства можно установить вентилятор для обдува.Основы управления солнечным зарядом

| Северная Аризона Wind & Sun

Купите наш выбор контроллеров заряда от солнечных батарей здесь .

Что такое контроллер заряда от солнечных батарей?

Контроллер заряда или регулятор заряда — это, по сути, регулятор напряжения и / или тока, предназначенный для предотвращения перезарядки аккумуляторов. Он регулирует напряжение и ток, поступающие от солнечных панелей к батарее. Большинство панелей «12 вольт» выдают от 16 до 20 вольт, поэтому, если нет регулирования, батареи будут повреждены из-за перезарядки.Большинству аккумуляторов для полной зарядки требуется от 14 до 14,5 вольт.

Всегда ли нужен контроллер заряда?

Не всегда, но обычно. Как правило, нет необходимости в контроллере заряда с небольшими частями обслуживания или панелях постоянного заряда, таких как панели от 1 до 5 Вт. Приблизительное правило состоит в том, что если панель выдает около 2 Вт или меньше на каждые 50 ампер-часов батареи, то она вам не нужна.

Например, стандартный залитый аккумулятор для гольф-кара составляет около 210 ампер-часов.Таким образом, чтобы поддерживать последовательную пару из них (12 В) только для обслуживания или хранения, вам понадобится панель мощностью около 4,2 Вт. Популярные 5-ваттные панели достаточно близки и не нуждаются в контроллере. Если вы обслуживаете батареи AGM глубокого разряда, такие как Concorde Sun Xtender, вы можете использовать панель меньшего размера на 2–2 Вт.

Почему панели на 12 вольт — это 17 вольт?

Тогда возникает очевидный вопрос — «почему панели не созданы только для вывода 12 вольт». Причина в том, что если вы это сделаете, панели будут обеспечивать питание только в прохладном, идеальном состоянии и на ярком солнце.В большинстве случаев это не то, на что можно рассчитывать. Панели должны обеспечивать дополнительное напряжение, чтобы, когда солнце находится низко в небе, или у вас сильная дымка, облачность или высокие температуры *, вы все равно получаете некоторую мощность от панели. Полностью заряженная «12-вольтовая» батарея составляет около 12,7 вольт в состоянии покоя (примерно от 13,6 до 14,4 в режиме зарядки), поэтому панель должна выдержать, по крайней мере, столько же в наихудших условиях.

* Вопреки интуиции, солнечные батареи лучше всего работают при более низких температурах.Грубо говоря, панель мощностью 100 Вт при комнатной температуре будет панелью на 83 Вт при температуре 110 градусов.

Подробная информация о контроллерах заряда MPPT.

Контроллер заряда регулирует напряжение на выходе панели от 16 до 20 вольт до уровня, необходимого для батареи в данный момент. Это напряжение будет варьироваться от 10,5 до 14,6, в зависимости от уровня заряда батареи, типа батареи, режима работы контроллера и температуры. (см. полную информацию о напряжениях аккумуляторов в нашем разделе о аккумуляторах).

Использование панелей высокого напряжения (стяжки) с аккумуляторами

Почти все фотоэлектрические панели мощностью более 140 Вт НЕ являются стандартными 12-вольтовыми панелями и не могут (или, по крайней мере, не должны) использоваться со стандартными контроллерами заряда. Напряжения на решетчатых панелях сильно различаются, обычно от 21 до 60 вольт или около того. Некоторые из них представляют собой стандартные панели на 24 В, но большинство — нет.

Что происходит при использовании стандартного контроллера

Standard (то есть все, кроме типов MPPT), часто будет работать с панелями высокого напряжения, если не превышается максимальное входное напряжение контроллера заряда.Однако вы потеряете много энергии — от 20 до 60% от номинальной мощности вашей панели. Органы управления зарядкой принимают выходной сигнал панелей и подают ток в батарею до тех пор, пока батарея не будет полностью заряжена, обычно от 13,6 до 14,4 вольт. Панель может выдавать только определенное количество ампер, поэтому, хотя напряжение снижается, скажем, с 33 вольт до 13,6 вольт, сила тока с панели не может превышать номинальный ток — так что с панелью на 175 ватт, рассчитанной на 23 в / 7,6 вольт. ампер, вы получите только 7.6 ампер при 12 вольт или около того в батарею. Закон Ома гласит, что ватт — это вольт x ампер, поэтому ваша 175-ваттная панель потребляет только около 90 ватт в батарее.

Использование контроллера MPPT с панелями высокого напряжения

Единственный способ получить полную мощность от солнечных панелей с высоковольтной сеткой — это использовать контроллер MPPT. См. Ссылку выше для получения подробной информации о контроле заряда MPPT. Поскольку большинство элементов управления MPPT могут потреблять до 150 В постоянного тока (некоторые могут быть выше, до 600 В постоянного тока) на стороне входа солнечной панели, вы часто можете последовательно соединить две или более панели высокого напряжения, чтобы уменьшить потери в проводе или использовать провод меньшего размера. .Например, с упомянутой выше 175-ваттной панелью 2 из них последовательно дадут вам 46 вольт при 7,6 ампер на контроллер MPPT, но контроллер преобразует это примерно до 29 ампер при 12 вольт.

Типы контроллеров зарядного устройства

Элементы управления зарядкой бывают всех форм, размеров, функций и цен. Они варьируются от небольшого блока управления на 4,5 А (Sunguard) до программируемых контроллеров MPPT от 60 до 80 А с компьютерным интерфейсом. Часто, если требуются токи более 60 ампер, два или более блока от 40 до 80 ампер подключаются параллельно.Наиболее распространенные элементы управления, используемые для всех систем на батарейках, находятся в диапазоне от 4 до 60 ампер, но некоторые из новых элементов управления MPPT, такие как Outback Power FlexMax, достигают 80 ампер.

Элементы управления зарядкой бывают 3 основных типов (с некоторым перекрытием):

Простое одно- или двухступенчатое управление , в котором используются реле или шунтирующие транзисторы для управления напряжением в один или два этапа. По сути, они просто замыкают или отключают солнечную панель при достижении определенного напряжения. С практической точки зрения это динозавры, но некоторые из них все еще встречаются в старых системах, а некоторые из супердешевых продаются в Интернете.Их единственная реальная претензия на славу — их надежность — у них так мало компонентов, что сломать нечего.

3-ступенчатый и / или PWM , такие как Morningstar, Xantrex, Blue Sky, Steca и многие другие. Сейчас это в значительной степени отраслевой стандарт, но иногда вы все еще можете встретить некоторые из старых типов шунтов / реле, например, в очень дешевых системах, предлагаемых дискаунтерами и массовыми маркетологами.

Отслеживание точки максимальной мощности (MPPT), например, производства Midnite Solar, Xantrex, Outback Power, Morningstar и других.Это лучшие контроллеры с соответствующими ценами, но с эффективностью в диапазоне от 94% до 98% они могут сэкономить значительные деньги на более крупных системах, поскольку они обеспечивают на 10–30% больше энергии для батареи. Для получения дополнительной информации см. Нашу статью о MPPT.

Большинство контроллеров поставляются с каким-либо индикатором: простым светодиодом, серией светодиодов или цифровыми индикаторами. Многие новые модели, такие как Outback Power, Midnite Classic, Morningstar MPPT и другие, теперь имеют встроенные компьютерные интерфейсы для мониторинга и управления.В самых простых обычно есть всего пара маленьких светодиодных ламп, которые показывают, что у вас есть питание и что вы получаете какой-то заряд. Большинство тех, у кого есть измерители, будут показывать как напряжение, так и ток, исходящий от панелей, и напряжение батареи. Некоторые также показывают, какой ток снимается с клемм НАГРУЗКИ.

Все контроллеры заряда, которые мы имеем в наличии, относятся к трехступенчатым ШИМ-модулям и модулям MPPT. (на самом деле «4 ступени» — это своего рода рекламный ажиотаж — раньше это называлось эквалайзером, но кто-то решил, что 4 ступени лучше 3).А сейчас мы даже видим такую, которая рекламируется как «5-ступенчатая» ….

Что такое эквализация?

Equalization делает то, что следует из названия, — пытается уравновесить — или сделать все элементы в батарее или блоке батарей точно равным зарядом. По сути, это период перезаряда, обычно в диапазоне от 15 до 15,5 вольт. Если у вас некоторые ячейки в цепочке ниже, чем другие, они все будут загружены на полную мощность. В залитых батареях он также выполняет важную функцию перемешивания жидкости в батареях, вызывая пузырьки газа.Конечно, в доме на колесах или лодке это обычно не имеет большого значения, если вы не стояли на стоянке в течение нескольких месяцев, поскольку обычное движение приведет к тому же результату. Кроме того, в системах с небольшими панелями или крупногабаритными аккумуляторными системами вам может не хватить тока, чтобы действительно сильно пузыриться. Во многих автономных системах аккумуляторы также могут быть уравновешены с помощью генератора + зарядного устройства.

Что такое ШИМ?

Довольно много регуляторов заряда имеют режим «ШИМ». ШИМ расшифровывается как широтно-импульсная модуляция. ШИМ часто используется как один из методов подзарядки.Вместо постоянного выходного сигнала контроллера он посылает на батарею серию коротких зарядных импульсов — очень быстрое переключение «вкл-выкл». Контроллер постоянно проверяет состояние батареи, чтобы определить, насколько быстро посылать импульсы и насколько длинными (широкими) будут импульсы. В полностью заряженном аккумуляторе без нагрузки он может просто «тикать» каждые несколько секунд и посылать на аккумулятор короткий импульс. В разряженной батарее импульсы будут очень длинными и почти непрерывными, или контроллер может перейти в режим «полного включения».Контроллер проверяет уровень заряда аккумулятора между импульсами и каждый раз настраивается сам.

Обратной стороной ШИМ является то, что он также может создавать помехи в радиоприемниках и телевизорах из-за генерируемых им резких импульсов. Если у вас проблемы с шумом от вашего контроллера, см. Эту страницу.

Что такое выход «нагрузка» или «отключение при низком напряжении»?

Некоторые контроллеры также имеют выход «LOAD» или LVD, который можно использовать для небольших нагрузок, таких как небольшие приборы и освещение.Преимущество заключается в том, что клеммы нагрузки имеют низковольтный разъединитель, поэтому он отключит все, что подключено к клеммам нагрузки, и не даст батарее разрядиться слишком сильно. Выход НАГРУЗКА часто используется для небольших некритических нагрузок, таких как освещение. Некоторые из них, такие как Schneider Electric C12, также можно использовать в качестве контроллера освещения, чтобы включать свет в темноте, но контроллер освещения Morningstar SLC обычно является лучшим выбором для этого. Не используйте выход LOAD для работы любых инверторов, кроме очень маленьких.Инверторы могут иметь очень высокие импульсные токи и могут привести к выходу контроллера из строя.

Большинству систем функция LVD не нужна — она ​​может управлять только небольшими нагрузками. В зависимости от номинала контроллера это может быть от 6 до 60 ампер. Вы не можете запустить любой инвертор, кроме самого маленького, с выхода НАГРУЗКА. На некоторых контроллерах, таких как серия Morningstar SS, выход нагрузки может использоваться для управления сверхмощным реле для управления нагрузкой, запуска генератора и т. Д. Выход LOAD или LVD чаще всего используется в RV и удаленных системах, таких как камеры, мониторы и сайты сотовой связи, где нагрузка невелика и сайт не обслуживается.

Какие терминалы «Sense» на моем контроллере?

Некоторые контроллеры заряда имеют пару «сенсорных» терминалов. Сенсорные клеммы пропускают очень низкий ток, самое большее около 1/10 миллиампера, поэтому нет падения напряжения. Что он делает, так это «смотрит» на напряжение батареи и сравнивает его с тем, что выдает контроллер. Если есть падение напряжения между контроллером заряда и аккумулятором, он немного поднимет выходной сигнал контроллера для компенсации.

Они используются только тогда, когда у вас есть длинный провод между контроллером и аккумулятором.Эти провода не пропускают ток и могут быть довольно маленькими — от №20 до №16 AWG. Мы предпочитаем использовать №16, потому что его нелегко разрезать или случайно раздавить. Они подключаются к клеммам SENSE на контроллере и к тем же клеммам, что и два провода зарядки на конце батареи.

Что такое «Монитор системы батарей»?

Системные мониторы аккумуляторных батарей, такие как Bogart Engineering TriMetric 2025A, не являются контроллерами. Вместо этого они контролируют вашу систему батарей и дают вам довольно хорошее представление о состоянии вашей батареи, а также о том, что вы используете и генерируете.Они отслеживают общее количество ампер-часов в батареях и разрядах, состояние заряда батареи и другую информацию. Они могут быть очень полезны для средних и крупных систем для точного отслеживания того, что ваша система делает с различными источниками зарядки. Они несколько излишни для небольших систем, но являются своего рода забавной игрушкой, если вы хотите увидеть, что делает каждый усилитель :-). Новая модель TriMetric PentaMetric также имеет компьютерный интерфейс и многие другие функции.

Для получения полного списка всех наших контроллеров заряда, чтобы узнать цены или сделать заказ в Интернете, посетите нашу страницу Контроллеры заряда в нашем интернет-магазине.Информацию о мониторах батарей, измерителях и шунтах см. На нашей странице «Измерители и мониторы».

автомобильный — 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 электрическую 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 ограничение 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, всего лишь 0,5 Фарада, а не батареи с 10 ~ 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).

Выбор правильного контроллера заряда

Выбор эффективного и правильно спроектированного контроллера заряда является ключом к долговечности и эффективности всей вашей фотоэлектрической (PV) системы на основе батарей. Оптимизируя мощность, поступающую от ваших солнечных модулей, вы станете намного ближе, чтобы компенсировать использование традиционной электросети или другого источника энергии.Кроме того, вы защитите свой аккумуляторный блок и тем самым защитите себя от любых непредвиденных и ненужных затрат на замену. Ваш контроллер солнечного заряда — это предмет, в который стоит инвестировать и исследовать при проектировании своей системы. Вам нужно будет выбрать масштабируемый вариант, соответствующий вашим потребностям в энергии, а также убедиться, что у вас достаточно аккумуляторной батареи для солнечных модулей, которые вы выбрали для установки. CED Greentech может посоветовать вам все, от оптимизации вашей существующей системы до того, как установить солнечные модули, и до выбора правильного оборудования, соответствующего вашим потребностям.

Контроллеры заряда солнечных батарей имеют номинальные характеристики и размеры в зависимости от тока солнечной батареи и напряжения системы. Наиболее распространены контроллеры на 12, 24 и 48 В. Номинальная сила тока обычно составляет от 1 до 80 ампер, напряжение — от 6 до 600 вольт.

Например, если один модуль в вашей 48-вольтовой системе выдает 8,05 А, а используются две параллельные цепочки модулей, ваша система будет вырабатывать 16,1 А при 48 Вольт. Определенные факторы, такие как отражение света или эффект облачности через нерегулярные промежутки времени, могут повышать уровень тока.Это обычное дело. Поэтому мы увеличиваем силу тока контроллера заряда на 25%, доведя минимальную силу тока контроллера до 20,13. Мы переходим в наш каталог и находим контроллер на 30 ампер, который очень похож. Нет проблем с контроллером большего размера, если не считать дополнительных затрат. Это позволит вам в будущем увеличить размер вашей системы, если ваша нагрузка изменится или вы обнаружите, что вам нужно немного больше энергии.

Контроллеры заряда MPPT

Вверху: Контроллер заряда Conext MPPT 60150 от Schneider Electric

Внизу: FlexMax 60 Outback Power, контроллер заряда MPPT

Раньше вы предполагали, что номинальное напряжение вашей батареи и солнечного модуля будет одинаковым, и что вы также выбираете это напряжение для своего контроллера заряда.Однако эта школа мысли больше не используется, поскольку более эффективная технология зарядки, называемая отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT), стала широко доступной на многих моделях контроллеров заряда. Основная особенность этой технологии заключается в том, что она позволяет вам иметь солнечную модульную батарею с гораздо более высоким напряжением, чем напряжение вашей аккумуляторной батареи. Контроллер заряда MPPT по своей конструкции преобразует более высокое напряжение в более низкое напряжение.

Контроллеры заряда

MPPT обладают дополнительным преимуществом, так как позволяют сэкономить немного денег на расходах на проводку.Большим преимуществом установки солнечных модулей с более высоким напряжением является то, что вы можете использовать проводку меньшего диаметра в контроллере заряда. Во многих случаях массив солнечных модулей может находиться на расстоянии более 100 футов (или более!) От контроллера заряда, поэтому снижение стоимости проводки до минимума обычно является важной целью для всего проекта. Когда вы удваиваете напряжение (например, с 12 до 24 или 48 вольт), вы каждый раз уменьшаете ток, проходящий по проводам, вдвое, что означает, что вы используете гораздо меньше меди, что экономит ваши деньги.

Пример определения размера контроллера заряда MPPT

Например, у вас может быть массив солнечных модулей мощностью 3000 Вт, который работает при 93,3 В постоянного тока, а ваш аккумуляторный блок — на 48 В постоянного тока. Контроллеры заряда MPPT рассчитываются по выходной силе тока, с которой они могут работать, а не по входному току от массива солнечных модулей. Чтобы определить выходной ток, с которым должен справиться контроллер заряда, мы используем очень простую формулу мощности в ваттах:

Мощность = Вольт x Ампер

Здесь мы знаем, что мощность 3000 Вт, аккумуляторная батарея 48 вольт, поэтому:

3000 Вт = 48 вольт x ампер

, что дает нам:

А = 3000 Вт / 48 В

Ампер = 62.5А

Мы по-прежнему хотим изменить это значение на 25%, чтобы учесть любые особые условия, которые могут привести к тому, что массив солнечных модулей будет производить больше энергии, чем обычно рассчитано (например, из-за отражения солнечного света от снега, воды, чрезвычайно ярких условий , так далее). Итак, 62,5А, увеличенный на 25%, составляет 78,13А. В этом случае мы, вероятно, выберем контроллер заряда MPPT на 80 А, например FlexMax 80 от Outback Power.

Еще одно преимущество контроллеров заряда MPPT

Поскольку контроллеры заряда MPPT могут обрабатывать более высокое входное напряжение от массива солнечных модулей, чем напряжение аккумуляторной батареи, вы также можете использовать эти контроллеры заряда с солнечными модулями, напряжение которых не соответствует типичному напряжению вашей системы (т.е. 12, 24 или 48 В). Например, у вас может быть солнечный модуль с номинальным напряжением 31,1 вольт, а также контроллер заряда и аккумуляторная батарея, эффективная мощность которых составляет 48 вольт, с контроллером заряда MPPT.

Имейте в виду, что контроллеры заряда MPPT имеют предел максимального напряжения системы, с которым они могут справиться от массива солнечных модулей. Важно убедиться, что нет условий, при которых напряжение массива солнечных модулей не превысит этот предел, иначе вы потенциально можете повредить контроллер.Вы хотите убедиться, что напряжение холостого хода солнечной батареи не превышает этого значения. Вы также хотите дать себе небольшой запас прочности, чтобы учесть возможность того, что напряжение массива действительно будет увеличиваться по мере того, как он становится холоднее. Если вы дадите себе погрешность 25%, все будет в порядке.

Вот пример:

Мы будем использовать двенадцать солнечных модулей SolarWorld 250 Вт на 31,1 В с четырьмя параллельными цепочками по три последовательно для номинального напряжения 93.3 вольта и аккумуляторная батарея на 48 вольт. Мы хотели бы использовать контроллер заряда Schneider Conext MPPT 60 150. Если мы посмотрим на страницу спецификации модуля, то увидим, что каждый модуль имеет напряжение холостого хода 37,8 В. Это означает, что массив имеет в три раза больше, потому что есть 3 последовательно соединенных модуля. Таким образом, напряжение холостого хода массива составляет 37,8 В x 3 = 113,4 В. Увеличим это значение на 25% и получим 141,75 В. Теперь мы посмотрим на характеристики Conext MPPT 60 150 и увидим, что он может потреблять максимум 150 вольт.141,75 В <150 В, так что готово!

Цепь регулятора напряжения солнечной панели

В статье подробно рассказывается, как построить в домашних условиях простую схему регулятора регулятора солнечной панели для зарядки небольших батарей, таких как батарея 12 В, 7 Ач, с использованием небольшой солнечной панели

Использование солнечной панели

Мы все довольно хорошо знаем об этом солнечные панели и их функции. Основные функции этих удивительных устройств — преобразование солнечной энергии или солнечного света в электричество.

В основном солнечная панель состоит из отдельных секций отдельных фотоэлементов.Каждая из этих ячеек способна генерировать небольшую электрическую мощность, обычно от 1,5 до 3 вольт.

Многие из этих ячеек на панели подключены последовательно, так что общее эффективное напряжение, генерируемое всем блоком, достигает пригодных для использования выходов 12 или 24 вольт.

Ток, генерируемый устройством, прямо пропорционален уровню солнечного света, падающего на поверхность панели. Электроэнергия, вырабатываемая солнечной панелью, обычно используется для зарядки свинцово-кислотной батареи.

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея, когда она полностью заряжена, используется с инвертором для получения необходимого напряжения сети переменного тока для электропитания дома. В идеале солнечные лучи должны падать на поверхность панели, чтобы она функционировала оптимально.

Однако, поскольку солнце никогда не бывает неподвижным, панели необходимо постоянно отслеживать путь солнца или следовать за ним, чтобы генерировать электроэнергию с высокой эффективностью.

Если вы заинтересованы в создании автоматической системы солнечных панелей с двумя трекерами, вы можете обратиться к одной из моих предыдущих статей.Без солнечного трекера солнечная панель сможет выполнять преобразования только с эффективностью около 30%.

Возвращаясь к нашим фактическим обсуждениям солнечных панелей, это устройство можно считать сердцем системы в том, что касается преобразования солнечной энергии в электричество, однако произведенное электричество требует больших размеров, прежде чем его можно будет эффективно использовать. в предыдущей системе привязки сетки.

Зачем нам солнечный регулятор

Напряжение, получаемое от солнечной панели, никогда не бывает стабильным и резко меняется в зависимости от положения солнца и интенсивности солнечных лучей и, конечно же, от степени падения на солнечную панель.

Это напряжение, если оно подается на батарею для зарядки, может вызвать повреждение и ненужный нагрев батареи и связанной с ней электроники; поэтому может быть опасным для всей системы.

Для регулирования напряжения от солнечной панели обычно используется схема регулятора напряжения между выходом солнечной панели и входом батареи.

Эта схема гарантирует, что напряжение от солнечной панели никогда не превышает безопасное значение, необходимое для зарядки аккумулятора.

Обычно для получения оптимальных результатов от солнечной панели минимальное выходное напряжение от панели должно быть выше, чем требуемое напряжение зарядки аккумулятора, что означает, что даже в неблагоприятных условиях, когда солнечные лучи не являются резкими или оптимальными, солнечная панель все равно должна быть может генерировать напряжение, превышающее, скажем, 12 вольт, что может быть напряжением заряжаемой батареи.

Солнечные регуляторы напряжения, доступные на рынке, могут быть слишком дорогими и не такими надежными; однако изготовление одного такого регулятора дома с использованием обычных электронных компонентов может быть не только забавным, но и очень экономичным.


Вы также можете прочитать об этой цепи регулятора напряжения на 100 Ач


Схема цепи

ПРИМЕЧАНИЕ : УДАЛИТЕ R4, ТАК КАК ЭТО НЕ ВАЖНО. ВЫ МОЖЕТЕ ЗАМЕНИТЬ ЕГО ПРОВОДНИК.

Конструкция печатной платы на стороне дорожек (R4, диод и S1 не включены … R4 на самом деле не важен и может быть заменен перемычкой.

Как это работает

Ссылаясь на предлагаемую схему регулятора напряжения солнечной панели, мы видим дизайн, в котором используются самые обычные компоненты, но при этом удовлетворяет требованиям, как того требуют наши спецификации.

Одна микросхема LM 338 становится сердцем всей конфигурации и отвечает за выполнение желаемых регуляторов напряжения в одиночку.

Показанная схема регулятора солнечной панели соответствует стандартному режиму конфигурации IC 338.

Вход подается на указанные точки входа ИС, а выход для батареи — на выход ИС. Поток или предустановка используются для точной установки уровня напряжения, который можно рассматривать как безопасное значение для батареи.

Зарядка с контролируемым током

Эта схема контроллера солнечного регулятора также предлагает функцию управления током, которая гарантирует, что аккумулятор всегда получает фиксированный заданный ток зарядки и никогда не перегружается. Модуль можно подключить, как показано на схеме.

Соответствующие указанные позиции могут быть легко подключены даже неспециалистом. Остальные функции выполняются схемой регулятора. Переключатель S1 должен быть переключен в режим инвертора, как только батарея полностью заряжена (как показано на индикаторе).

Расчет зарядного тока для батареи

Зарядный ток может быть выбран путем соответствующего выбора номинала резисторов R3. Это можно сделать, решив формулу: 0,6 / R3 = 1/10 батареи AH. Предварительно установленный VR1 настроен на получение необходимого зарядного напряжения от регулятора.

Солнечный регулятор с использованием IC LM324

Для всех систем солнечных панелей эта единственная схема гарантированно эффективного регулятора на основе IC LM324 предлагает энергосберегающий ответ на зарядку аккумуляторных батарей свинцово-кислотного типа, обычно встречающихся в автомобилях.

Не принимая во внимание цену солнечных элементов, которые, как предполагается, будут перед вами для использования в различных других планах, солнечный регулятор сам по себе стоит ниже 10 долларов.

В отличие от ряда других шунтирующих регуляторов, которые перенаправляют ток через резистор после полной зарядки батареи, эта схема отключает источник питания от батареи, устраняя необходимость в громоздких шунтирующих резисторах.

Как работает схема

Как только напряжение батареи упадет ниже 13.5 вольт (обычно напряжение холостого хода 12-вольтовой батареи), транзисторы Q1, Q2 и Q3 включаются, и зарядный ток проходит через солнечные панели, как задумано.

Активный зеленый светодиод показывает, что аккумулятор заряжается. Когда напряжение на клеммах батареи приближается к напряжению холостого хода солнечной панели, операционный усилитель A1a отключает транзисторы Q1-Q3.

Эта ситуация фиксируется до тех пор, пока напряжение батареи упадет до 13,2 В, после чего запуск процесса зарядки батареи снова восстанавливается.

В отсутствие солнечной панели, когда напряжение батареи продолжает падать с 13,2 В до примерно 11,4 В, что означает, что батарея полностью разряжена, A1b, выход переключается на 0 В, заставляя подключенный КРАСНЫЙ светодиод мигать с частотой, установленной нестабильный мультивибратор A1c.

В этой ситуации мигает с частотой 2 герца. Операционный усилитель A1d дает опорное напряжение 6 В для сохранения порогов переключения на уровнях 11,4 В и 13,2 В.

Предлагаемая схема регулятора LM324 рассчитана на токи до 3 ампер.

Для работы с более значительными токами может быть необходимо увеличить базовые токи Q2, Q3, чтобы гарантировать, что все эти транзисторы могут поддерживать насыщение во время сеансов зарядки.

Солнечный регулятор электроэнергии с использованием микросхемы IC 741

Большинство типичных солнечных панелей обеспечивают без нагрузки около 19 В. Это позволяет получить падение напряжения на выпрямительном диоде на 0,6 В при зарядке свинцово-кислотного аккумулятора на 12 В. Диод предотвращает прохождение тока батареи через солнечную панель в ночное время.

Эта установка может быть отличной до тех пор, пока аккумулятор не будет перезаряжен, поскольку аккумулятор 12 В может легко перезарядиться до уровня выше 1 В 5, если источник зарядки не контролируется.

Падение напряжения, вызванное последовательным проходом BJT, обычно составляет приблизительно 1,2 В, что кажется слишком большим для эффективной работы почти всех солнечных панелей.

В этой простой схеме солнечного регулятора эффективно устранены оба вышеперечисленных недостатка. Здесь энергия от солнечной панели поступает в аккумулятор через реле и выпрямительный диод.

Как работает схема

Когда напряжение аккумулятора достигает 13,8 В, контакты реле щелкают, так что транзистор 2N3055 начинает подзаряжать аккумулятор до оптимального значения 14,2 В.

Этот уровень напряжения полной зарядки можно установить немного ниже, несмотря на то, что большинство свинцово-кислотных аккумуляторов начинают выделять газ при 13,6 В. Это выделение газов значительно увеличивается при перенапряжении.

Контакты реле срабатывают при падении напряжения аккумуляторной батареи ниже 13,8 В. Аккумуляторная батарея не используется для работы схемы.

Фет работает как источник постоянного тока.

Шунтирующий регулятор напряжения

Схему регулятора солнечной панели шунтирующего типа, показанную выше, можно понять по следующим пунктам:

Операционный усилитель TL071 сконфигурирован как компаратор.

Полевой транзистор BF256 вместе с предустановкой P1 на 500 кОм формирует опорный генератор постоянного тока и постоянного напряжения для инвертирующего входа операционного усилителя.

Вывод 3, который является неинвертирующим входом для операционного усилителя, удерживается с переменным источником напряжения в зависимости от уровня напряжения на клеммах батареи, поэтому этот контакт 3 работает как вход измерения избыточного заряда отсека или операционного усилителя.

Предустановка P1 на выводе 2 ИС настраивается таким образом, что потенциал на входе вывода 3 ИС становится выше, чем на выводе 2, как только батарея достигает полного уровня заряда.

Пока уровень заряда батареи ниже значения полного заряда, потенциал на контакте 3 ниже, чем на контакте 2, который удерживает выход операционного усилителя на нулевой логике, а полевой транзистор T2 BUZ100 остается выключенным.

Однако, как только батарея достигает полного уровня заряда, потенциал на выводе 3 теперь превышает значение на выводе 2, что приводит к изменению состояния на выходе операционного усилителя на высокий выход.

Это немедленно включает полевой транзистор T1, который шунтирует напряжение солнечной панели на землю, тем самым предотвращая дальнейшую зарядку аккумулятора.

Пока напряжение солнечной панели шунтируется полевым транзистором T1 через диод D4, эти два устройства могут существенно нагреваться, поскольку вся мощность солнечной панели заземляется этими двумя устройствами.

Диод D3 гарантирует, что после зарядки аккумулятор никогда не разрядится через солнечную панель, особенно в ночное время.

Светодиод D1 показывает, когда аккумулятор полностью заряжен, и отключается, когда он включается.

Список деталей

Основные сведения о системе зарядки

Основы системы зарядки

Говорят, что электрическая система в автомобиле работает от 12 вольт, но это несколько вводит в заблуждение. Система зарядки в большинстве автомобилей обычно вырабатывает напряжение от 13,5 до 14,4 вольт при работающем двигателе. Он должен генерировать большее напряжение, чем номинальное напряжение батареи, чтобы преодолеть внутреннее сопротивление батареи.Это может показаться странным, но ток, необходимый для перезарядки аккумулятора, вообще не будет течь, если выходное напряжение системы зарядки будет таким же, как напряжение аккумулятора. Большая разница потенциалов (напряжений) между напряжением аккумулятора и выходным напряжением генератора обеспечивает более высокую скорость зарядки.

Пока двигатель работает, вся мощности для вспомогательного оборудования передается генератором. Аккумулятор фактически является нагрузкой для системы зарядки.Единственный раз, когда аккумулятор будет обеспечивать питание при работающем двигателе, — это когда превышена текущая мощность генератора переменного тока или когда двигатель работает на очень низких холостых оборотах.


Важное примечание о демонстрациях Flash / графике на этом сайте … Власти посчитали, что Flash-контент на веб-страницах слишком опасен для использования обычным пользователем Интернета, и вскоре вся его поддержка будет устранено (большая часть доступа к Flash была прекращена 1-1-2021). Это означает, что ни один современный браузер по умолчанию не отображает ни одну из этих демонстраций.На данный момент исправление заключается в загрузке расширения Ruffle для вашего браузера. Веб-сайт Ruffle. Пожалуйста, напишите мне ([email protected]), чтобы сообщить, подходит ли вам Ruffle и какой браузер вы используете.

Альтернативой Ruffle является другой браузер Maxthon 4.9.5.1000. Для получения дополнительных сведений о проблеме с Flash и Maxthon (стандартном и переносном) щелкните ЗДЕСЬ.



Основы генератора переменного тока

Базовый генератор переменного тока состоит из двух основных электрических компонентов. Ротор и статор.Ротор — это часть генератора, которая приводится в движение приводным ремнем. На роторе установлена ​​группа катушек электрического поля. Статор — это группа неподвижных катушек, которые выровнены по периметру внутренней части корпуса генератора. Когда ток (подаваемый регулятором напряжения — будет объяснено позже) протекает в катушках ротора, они индуцируют ток в неподвижных катушках. Индуцированный ток (и напряжение) — это переменный ток. Чтобы преобразовать его в постоянный ток, ток пропускается через мостовой выпрямитель.

Статор и ротор в действии:
На следующей диаграмме вы можете увидеть три грубо нарисованных набора роторов и статоров. На крайней левой диаграмме (обозначенной буквой «A») вы можете увидеть, как катушка ротора приближается к катушке статора. Когда катушка ротора приближается к катушке статора, она индуцирует ток в катушках статора. Это вызывает увеличение выходного напряжения. По мере приближения к положению, в котором центры катушек выровнены («B»), наведенный ток отсутствует. Когда катушки удаляются друг от друга («C»), индуцированный ток течет в противоположном направлении, а генерируемое напряжение отрицательное.


Исправление:
Вы должны были заметить, что генерируемое напряжение было переменным током. Вы уже знаете, что система зарядки автомобиля должна вырабатывать постоянный ток для зарядки аккумулятора. Это делается с помощью диодов. На следующей схеме показаны простой трансформатор и мостовой выпрямитель. Трансформатор приводится в действие синусоидой (аналогичной той, которая возникает в каждой обмотке статора). Поскольку трансформатор приводится в действие синусоидой, выходной сигнал трансформатора представляет собой синусоидальную волну (аналогичную показанной на рисунке).Синусоидальная волна подается в мостовой выпрямитель, и на выходе получается импульсная форма волны постоянного тока.

Мостовой выпрямитель:
Следует также понимать, что в генераторе есть 3 разные группы обмоток статора (не показаны на схемах). Выпрямление очень похоже на простой трансформатор, показанный выше, но вместо одной обмотки трансформатора есть 3 обмотки. Он также использует 6 диодов вместо 4.

3 фазы:
На следующей схеме показаны 3 разные фазы из 3 групп обмоток статора.Три фазы переменного тока показаны тремя разными цветами. Следующий набор линий показывает перекрытие выпрямленных сигналов. Нижняя осциллограмма (белая линия) — это то, как на самом деле будет выглядеть выпрямленное напряжение при просмотре на осциллографе. Подключение аккумулятора к генератору еще больше сгладит белую линию.


Схема генератора:
Ниже представлена ​​общая схема, показывающая обмотки статора и мостовой выпрямитель. Вы также видите диодное трио. трио диодов забирает часть выхода и отправляет ее на регулятор напряжения.Выходные диоды — это выпрямители, которые выпрямляют переменный ток и подают питание на ваши электрические аксессуары.


Щетки и контактные кольца:
Чтобы генератор переменного тока вырабатывал электрический ток, в обмотках ротора должен протекать некоторый ток возбуждения. Поскольку ротор вращается, нельзя просто подключить к нему пару проводов (они просто открутятся :-). Для электрического подключения используются контактные кольца и щетки. Контактные кольца закреплены на валу ротора.Щетки закреплены на неподвижной части генератора. Щетки, которые обычно изготавливаются из угля, подпружинены, чтобы поддерживать постоянное давление на контактные кольца по мере износа щеток. На следующей схеме показано общее расположение ротора и связанных с ним частей.


Регулировка напряжения:
Как вы уже знаете из страницы «провода», все провода имеют сопротивление. Вы также знаете, что при протекании тока через резистивный элемент (провод) будет потеря напряжения.Если бы ток, потребляемый системой зарядки, был постоянным, не было бы необходимости в регуляторе напряжения. Если бы не было потерь, инженер-конструктор просто спроектировал бы генератор переменного тока для выработки заданного напряжения. Это не будет работать с автомобильной аудиосистемой, потому что потребляемый ток далеко не постоянный. Это означает, что генератору нужен стабилизатор напряжения. Регулятор напряжения контролирует протекание тока в обмотках ротора. Выходной ток регулятора напряжения обычно составляет от 0 ампер (при небольшом потреблении тока или его отсутствии) до 5 ампер (при максимальном потреблении тока).Регулятор может бесконечно изменять ток, чтобы напряжение точно соответствовало целевому напряжению. Обычно регулятор встроен в генератор. Есть некоторые генераторы высокого тока / специального назначения, которые могут иметь внешние регуляторы. Некоторые внешние регуляторы регулируются с помощью потенциометра.

Потребление тока и расход:
Если у вас есть генератор переменного тока, который может производить ток 120 ампер (макс.), А общий ток, потребляемый электрическими аксессуарами (включая батарею), составляет всего 20 ампер, генератор будет вырабатывать только необходимый ток ( 20 ампер) для поддержания заданного напряжения (которое определяется внутренним регулятором напряжения генератора).Помните, что генератор контролирует напряжение в электрической системе. Если напряжение начинает падать ниже целевого напряжения (примерно 13,8 В в зависимости от конструкции генератора), генератор вырабатывает больший ток для поддержания высокого напряжения. Когда потребность в токе низкая, полная токовая нагрузка генератора переменного тока не используется / не производится (генератор на 120 ампер не вырабатывает постоянно 120 ампер, если нет достаточного потребления тока).

Приглушение света:
Когда вы играете на своей системе на очень большой громкости и свет на вашем автомобиле немного тускнеет, это обычно означает, что ваш генератор не может обеспечить достаточный ток для всех ваших электрических аксессуаров (включая усилители).Если вы играете длинную басовую ноту / тон, и свет становится тусклым и остается тусклым до тех пор, пока нота не закончится, ваш генератор явно не сможет удовлетворить текущие потребности. Если на длинной басовой ноте свет тускнеет всего на долю секунды, но возвращается к своей исходной яркости, пока нота / тон все еще играет, регулятор генератора переменного тока может немного медленнее реагировать на падение напряжения. Поскольку во время звучания баса свет возвращается к своей исходной яркости, генератор может подавать ток, необходимый для питания ваших усилителей и других электрических аксессуаров.


Предупреждение!

Некоторые люди говорят вам, что вы можете проверить свой генератор, отсоединив его от батареи, чтобы увидеть, может ли генератор вырабатывать достаточно тока, чтобы двигатель работал. ПЛОХАЯ ИДЕЯ! Отсоединение аккумулятора подвергнет регулятор напряжения (а также компьютер и аудиооборудование …) значительным скачкам напряжения, которые могут привести к отказу исправного генератора переменного тока. Даже если бы не было повреждающих всплесков, этот тест не показал бы, исправен ли генератор, потому что двигатель легко будет работать со слабым или неисправным генератором.

Простой тест:
. Если вы хотите проверить, вырабатывает ли ваш генератор ток, включите фары, когда вы припаркованы, и двигатель работает на холостом ходу, а фары светят на стену (ночью). Обратите внимание, насколько они яркие. Затем заглушите двигатель. Когда вы выключаете двигатель, свет должен становиться более тусклым. Если свет становится ярче, когда вы заглушаете двигатель, генератор не заряжается в достаточной степени. При выполнении этого теста свет должен быть единственной нагрузкой (выключите стереосистему, кондиционер и другие аксессуары).При большой нагрузке хороший в остальном генератор переменного тока может быть не в состоянии производить достаточное количество тока на холостом ходу.


Основная информация об аккумуляторах

Конструкция батареи:
Стандартная батарея на 12 В (тип, используемый в большинстве автомобилей) состоит из 6 отдельных ячеек. Каждая ячейка рассчитана на выработку ~ 2,1 вольт. Ячейки соединены последовательно, всего около 12,5 вольт. Каждая ячейка в основном состоит из 1 набора свинцовых пластин и 1 набора свинцовых пластин, покрытых диоксидом свинца, погруженных в электролитический раствор серной кислоты.

Уровни электролита:
Уровень электролита должен быть примерно на 1/8 дюйма ниже дна заливных колодцев. Если электролит находится выше дна колодца, он может быть вытеснен при зарядке аккумулятора. Если уровень электролита низкий, доливайте его только дистиллированной водой. Обычная водопроводная вода содержит минералы, которые могут покрывать пластины и уменьшать емкость аккумулятора.

Дистиллированная вода:
Дистиллированная вода — это вода, нагретая до испарения с образованием водяного пара. Затем водяной пар снова конденсируется в жидкую воду. Дистиллированная вода не содержит всех примесей, включая минералы, которые покрывают пластины батареи и, следовательно, уменьшают ее способность производить электрический ток.

Ток пуска:
Ампер пуска — это спецификация, которая сообщает вам, какой ток может выдавать аккумулятор в течение 30 секунд при температуре 32 F и не допускать падения напряжения ни на одной из отдельных ячеек ниже 1.2 вольта (7,2 вольт для автомобильного 6-элементного аккумулятора). Это также может быть известно как MCA или судовые усилители запуска.

Усилитель холодного пуска:
Это тот же тест, что и ампер пуска, но выполняется при 0 F. Спецификация CCA особенно важна, если вы живете в действительно холодном климате. Поскольку химическая реакция, которая вызывает электрический ток в батарее, замедляется при понижении температуры, батарея может производить меньше тока при более низких температурах (особенно ниже нуля). Сравнивая текущую емкость аккумуляторов, убедитесь, что у вас есть стандарты для определения номинальных значений тока.Если вы видите текущий рейтинг без CA или CCA, вы не знаете, как была протестирована батарея, а текущий рейтинг практически бесполезен.

Резервная емкость:
Резервная емкость — это время, в течение которого батарея может вырабатывать 25 ампер при 80 F до того, как напряжение отдельной ячейки упадет ниже 1,75 В (10,5 В для 6-элементной автомобильной батареи).

Глубокий цикл против стандартной батареи:

  1. Обычный свинцово-кислотный аккумулятор будет поврежден, если он полностью разрядится (даже если это будет только один раз).
  2. Аккумулятор глубокого разряда рассчитан на то, чтобы выдерживать многократную разрядку.
  3. Аккумуляторы глубокого разряда имеют больше резервной емкости, но имеют меньший ток запуска для данного размера.
  4. Стандартная батарея будет иметь большую площадь поверхности пластин по сравнению с батареей глубокого разряда того же размера. Эта дополнительная площадь поверхности обеспечивает большую площадь для протекания химической реакции и, следовательно, дает более высокий выходной ток.
  5. Электролитом в глубоком цикле будет немного более концентрированная серная кислота, чем в стандартной батарее.

Гелевые батареи:
Гелевые батареи используют сгущенный (гелеобразный) электролит, который не будет вытекать, как жидкий электролит. Многие из них могут быть установлены практически в любом положении. Эти батареи могут подходить для некоторых применений, но для запуска двигателя следует использовать другие батареи. Гелевые батареи не могут вырабатывать такой же ток в течение длительного времени, как стандартные жидкие электролевые батареи.

Батареи с рекомбинантным газом: батареи
RG имеют только 2 длинные тонкие пластины на элемент.По конструкции они очень похожи на электролитический конденсатор. Пластины разделены стекловолоконным матом, предназначенным для удерживания электролита. Эти длинные тонкие пластины имеют значительную площадь поверхности (по сравнению со стандартными батареями). Эта дополнительная площадь поверхности позволяет батарее производить значительно больший ток, чем стандартные батареи аналогичного физического размера. Optima ® — один из производителей батарей RG. Если вы собираетесь добавить батареи в свою систему, а батареи будут находиться в багажнике или салоне автомобиля, батареи RG не будут выпускать горючий водород или коррозионные газы в автомобиль.

Размер группы:
Размер группы батарей является показателем физических размеров батареи.


Обновление системы зарядки

Информацию о различных обновлениях системы зарядки см. На странице «Обновления системы зарядки».

Как выбрать контроллер заряда солнечной батареи для вашей фотоэлектрической системы

Дуглас Граббс, инженер по приложениям, Morningstar Corporation

В своих основных формах солнечные фотоэлектрические системы — это очень простая задача.Подключите солнечную панель к нагрузке постоянного тока, и она будет работать, пока не сядет солнце. Подключите солнечные панели к инвертору, подключенному к сети, и, пока светит солнце, энергия будет подаваться в сеть. Все довольно просто — пока солнце не перестанет светить.

Сложнее становится накопление энергии для использования, когда солнце не светит или когда сеть не работает. Для хранения электроэнергии для дальнейшей полезной работы требуются батареи, подключенные к солнечной фотоэлектрической системе. После добавления аккумулятора контроллер заряда становится одним из наиболее важных компонентов системы.

Любому, кто отключается от сети или желает использовать гибридную систему, которая может продавать вырабатываемую солнечными батареями электроэнергию в течение дня и хранить эту энергию для использования ночью, во время отключения электричества или в часы пик, будет нуждаться в контроллере заряда солнечной батареи.

Контроллер заряда ProStar PWM от Morningstar

Что делает контроллер заряда солнечной батареи

Думайте о солнечном контроллере заряда как о регуляторе. Он подает питание от фотоэлектрической батареи на нагрузку системы и аккумуляторную батарею.Когда аккумуляторная батарея почти заполнена, контроллер будет снижать зарядный ток, чтобы поддерживать напряжение, необходимое для полной зарядки аккумулятора и поддерживать его на высоком уровне. Имея возможность регулировать напряжение, солнечный контроллер защищает аккумулятор. Ключевое слово — «защищает». Батареи могут быть самой дорогой частью системы, а контроллер солнечного заряда защищает их как от перезаряда, так и от недозаряда.

Вторая роль может быть более сложной для понимания, но работа аккумуляторов в «частичном состоянии заряда» может значительно сократить их срок службы.Длительные периоды частичного заряда приведут к сульфатированию пластин свинцово-кислотных аккумуляторов и значительному сокращению срока службы, а химический состав литиевых аккумуляторов в равной степени уязвим для хронической недозарядки. Фактически, разряд батарей может быстро их убить. Поэтому контроль нагрузки для подключенных электрических нагрузок постоянного тока очень важен. Выключатель низкого напряжения (LVD), включенный в контроллер заряда, защищает батареи от чрезмерной разрядки.

Перезарядка всех типов аккумуляторов может нанести непоправимый ущерб.Избыточная зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов может вызвать чрезмерное выделение газа, которое может фактически «вскипятить» воду, повредив пластины аккумулятора, обнажив их. В худшем случае перегрев и высокое давление могут привести к взрыву при выпуске.

Обычно меньшие контроллеры заряда включают в себя схему управления нагрузкой. На более крупных контроллерах, таких как Morningstar TriStar, отдельные переключатели и реле управления нагрузкой также могут использоваться для управления нагрузкой постоянного тока до 45 или 60 ампер. Наряду с контроллером заряда драйвер реле также обычно используется для включения и выключения реле для управления нагрузкой.Драйвер реле включает четыре отдельных канала для определения приоритета более критических нагрузок, чтобы они работали дольше, чем менее критические нагрузки. Это также полезно для автоматического управления запуском генератора и уведомления о тревоге.

Более совершенные контроллеры заряда солнечной батареи также могут контролировать температуру и регулировать зарядку аккумулятора для соответствующей оптимизации заряда. Это называется температурной компенсацией, при которой заряжается более высокое напряжение при низких температурах и более низкое напряжение при высоких температурах.

Многие контроллеры заряда солнечных батарей включают локальный и удаленный мониторинг данных.Morningstar предлагает варианты последовательной связи, поэтому контроллеры можно контролировать локально или удаленно с помощью совместимого коммуникационного оборудования. Кроме того, возможна связь через Ethernet для локального мониторинга в локальной сети или удаленно через Интернет.

По этим и другим причинам солнечный контроллер можно рассматривать как сердце и мозг системы. Он обеспечивает долговременную работоспособность батареи при любых условиях эксплуатации, а также обеспечивает функции контроля критической нагрузки и мониторинга системы.

Два основных типа контроллера заряда

Хотя контроллеры заряда имеют широкий диапазон цен, номинальных мощностей и функций, все они попадают в одну из двух основных категорий: широтно-импульсная модуляция (PWM) и отслеживание точки максимальной мощности (MPPT).

Типы

PWM относительно просты, в них используется переключатель между фотоэлектрической решеткой и батареей. Переключатель может быстро открываться и закрываться, таким образом, имея возможность пульсировать или «дросселировать» электричество, поступающее от солнечной панели, чтобы уменьшить ток заряда по мере того, как батареи становятся полностью заряженными.Поскольку контроллеры ШИМ работают только с переключателем, напряжение массива во время работы равно напряжению батареи. Это означает, что вам необходимо использовать солнечные панели номинального напряжения с ШИМ-контроллером (36-элементные панели для номинального напряжения 12 В и 72-элементные панели для номинального напряжения 24 В).

Даже при номинальном напряжении, ШИМ-контроллер будет работать ниже максимального напряжения питания (Vmp). Когда на улице холодно или когда напряжение батареи падает, ШИМ-контроллер будет работать значительно ниже Vmp и максимальной мощности (Pmp) солнечной батареи.Чтобы в полной мере использовать максимальную выходную мощность фотоэлектрического массива, вам понадобится контроллер MPPT.

Контроллеры

MPPT сравнительно сложнее. Они могут регулировать (или отслеживать) входное напряжение и ток фотоэлектрической батареи, чтобы найти оптимальное рабочее напряжение, которое будет генерировать наибольшую мощность в данный момент. Ниже приведены графики зависимости тока от напряжения (IV) и тока от мощности (IP) для фотоэлектрической батареи с номинальным напряжением. Постоянно отслеживая и работая на Vmp, контроллер MPPT сможет генерировать больше энергии, чем контроллер PWM во время массовой зарядки.

Контроллеры

MPPT также могут использоваться с фотоэлектрическими массивами с более высоким напряжением, превышающим номинальное напряжение. Это позволяет использовать различные солнечные фотоэлектрические панели, которые могут стоить меньше или быть более оптимальными по размеру. Например, 60-ячеечные модули стоят меньше, чем 36-ячеечные, и имеют более удобный размер для установки, чем более крупные 72-ячеечные модули. Массивы с более высоким напряжением также позволяют использовать меньшее количество параллельных цепочек, что приводит к меньшему количеству предохранителей блока сумматора, меньшему току массива и меньшему падению напряжения, поэтому можно использовать меньшие провода, а это означает, что контроллеры MPPT могут сэкономить деньги за счет сокращения дорогостоящей медной проводки, особенно для более длинных проводов массива. бежит.

Обратите внимание: хотя технология MPPT дороже, она не обязательно лучше. Для системы правильного размера контроллеры MPPT и PWM отлично справятся с поддержанием заряда батарей. Выбор PWM или MPPT действительно зависит от приложения и местоположения.

Контроллер заряда TriStar MPPT от Morningstar

Если нет длинных проводов и используются солнечные модули с номинальным напряжением, ШИМ-контроллер часто является лучшим выбором. То же самое верно и для мест, где также может быть много постоянного и надежного солнечного света — в пустынях или тропиках.В этих местах контроллеры PWM являются правильным инструментом для работы, поскольку некоторая потеря солнечной энергии не является критичной. Любое преимущество использования контроллера MPPT может быть минимальным, поскольку напряжение массива ниже в теплых условиях. Еще одно соображение — размер системы. Контроллеры PWM часто используются в небольших, чувствительных к стоимости системах, где дополнительные затраты на MPPT не окупаются.

В местах с переменным солнечным светом, колебаниями температуры и затенения, в северных или южных широтах со снегопадом зимой MPPT намного более желателен, поскольку он может максимизировать производительность в сложных условиях.Все сводится к правильному инструменту для работы.

На что обратить внимание в контроллере заряда

Важно правильно выбрать контроллер заряда с точки зрения размера и характеристик. Для удаленных систем очень важны надежность и производительность. Более дешевые солнечные контроллеры часто не самые надежные и могут не соответствовать жизненно важным требованиям к зарядке. Низкая производительность или надежность могут в конечном итоге привести к тому, что стоимость контроллера солнечной батареи во много раз превысит стоимость замены батарейного блока, посещения объекта и потери рабочего времени.

Контроллеры заряда солнечных батарей должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать удары, поскольку они справляются с большим количеством тепла и должны управлять им должным образом. Преимущество небольших контроллеров заряда в том, что они безвентиляторные — они избавляются от тепла за счет простого пассивного охлаждения. Исключая вентилятор, они получают три преимущества:

  1. Более высокая надежность — вентиляторы имеют движущиеся части, обычно это единственный компонент с движущимися частями на контроллере заряда. Устраните вентилятор, и вы устраните одну из наиболее частых точек отказа.
  2. Более длительный срок службы — вентиляторы втягивают грязь, пыль и даже насекомых, которые могут забить внутренние части контроллера заряда и сократить срок его службы.
  3. Повышенная эффективность — Вентиляторы требуют электричества для работы, и это электричество поступает от солнечной энергии, протекающей от панелей. Вентиляторы — это «паразитная нагрузка» в системе, отводящая и потребляющая мощность, которую можно было бы использовать в другом месте.

В некоторых более крупных контроллерах (включая все контроллеры Morningstar) также используется пассивное охлаждение без вентиляторов, включая усовершенствованную термомеханическую конструкцию и программное обеспечение.Они предпочтительны в удаленных критически важных установках, где обслуживание нечасто, а замена затруднительна.

Контроллеры заряда меньшего размера часто имеют только предустановленные настройки заряда. Если эти предустановки не обеспечивают достаточного удовлетворения требований к зарядке аккумулятора, можно выбрать контроллер с дополнительными параметрами настроек. Пользовательские настройки могут быть простыми корректировками уставок напряжения, конкретных приложений или условий. Например, система, которая не имеет большого количества циклов, может быть настроена с уменьшенным суточным временем поглощения, которое представляет собой количество времени до того, как батарея перейдет в плавучее состояние.

Контроллеры

Select Morningstar также имеют индивидуальные параметры настройки для ежедневного управления включением / выключением освещения. Этот тип управления автоматически регулирует включение / выключение освещения независимо от времени года, поэтому свет будет включаться, когда темнеет вечером, и / или утром, прежде чем станет светло.

Каким бы ни было ваше приложение, местоположение или бюджет, наиболее важным шагом в управлении инвестициями в солнечную батарею + является трата времени и внимание на выбор подходящего контроллера заряда.За последнюю четверть века компания Morningstar продала более 4 миллионов контроллеров заряда в 100 странах, и пока ни один клиент не сказал нам, что хотел бы сэкономить на этом критически важном компоненте системы.


Дуглас Граббс (Douglas Grubbs) — инженер по приложениям в Morningstar Corporation, который предоставляет приложения для продуктов и техническую поддержку продаж, а также обеспечивает соответствие техническим и электрическим нормам. Он имеет более чем 11-летний опыт работы в фотоэлектрической индустрии. До прихода в Morningstar Дуглас разрабатывал сетевые солнечные фотоэлектрические системы для интеграторов на северо-востоке, а также отвечал за исследования и разработки солнечных фотоэлектрических систем в муниципальном колледже округа Бакс, преподавая курсы начального уровня.Его прошлый опыт включает почти десять лет работы в Федеральной комиссии по связи (FCC) в качестве инженера-электронщика. Дуглас получил степень бакалавра естественных наук в Университете Мэриленда и ранее был сертифицированным специалистом по установке солнечных фотоэлектрических систем, сертифицированным NABCEP.


Заявление об ограничении ответственности: Мы не можем предоставить консультации по конкретным потребностям вашего проекта. Свяжитесь с производителями контроллеров заряда для получения дополнительной информации или помогите друг другу в разделе комментариев ниже.

Зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов

Зарядный ток для каждой батареи разный.Общее практическое правило — использовать ток, эквивалентный 10% емкости батареи. Тем не менее, вы всегда должны сверяться с таблицей данных для вашей батареи, чтобы определить точный требуемый ток зарядки.

Для никель-кадмиевых аккумуляторов емкостью 600 мАч, 700 мАч и 800 мАч ток заряда составляет 60 мА, 70 мА, 80 мА соответственно.

Ковбойские методы

Я видел, как многие ковбои просто подключали аккумулятор к источнику напряжения и ожидали, что он зарядится.

Источник напряжения не заряжает аккумулятор должным образом. Аккумуляторная батарея требует постоянного источника тока для зарядки.

Для зарядки аккумулятора необходимо указать точный уровень тока. Многие таблицы данных часто содержат эту информацию для рассматриваемого аккумулятора.


Источник напряжения к источнику постоянного тока

Изготовить источник постоянного тока из источника напряжения очень просто. Для этого подойдет практически любой трехконтактный стабилизатор положительного напряжения.Большинство людей будут иметь общедоступный стабилизатор напряжения 7805.

Распиновка 7805 такова, что крайний левый контакт является входом, центральный контакт — заземлением, а крайний правый контакт — выходом. Если вам нужна дополнительная информация, обратитесь к статье «Регулятор напряжения 5 В».

Цепь зарядного устройства батареи

На схеме выше видно, что схема отличается от обычной конфигурации регулятора напряжения. Резистор R между центральным контактом и выходным контактом будет иметь постоянное напряжение 5 В.Откуда мне знать, что это будет 5 В? Потому что это регулятор на 5 В!

Однако, что более важно, ток I через резистор R зависит от закона Ома. Этот ток тоже постоянный.

Если бы мы заряжали никель-кадмиевый аккумулятор емкостью 800 мАч, то ток заряда был бы равен C / 10, который составлял бы 80 мА или 0,08 А.

Используя закон Ома, R = V / I, мы можем вычислить номинал резистора ограничения тока.

R = 5 / 0,08 = 62,5 Ом

Затем вы посмотрите на таблицу значений стандартных резисторов, чтобы найти ближайшее максимальное значение.В данном случае это 68 Ом

Хотя теперь у нас есть номинал резистора, мы также должны определить его номинальную мощность. Для этого мы используем формулу Мощность = ток (I) × напряжение (В)

В данном случае мощность = 0,08 × 5 = 0,4 Вт

Следовательно, резистор 0,5 Вт или 0,6 Вт должен работать, однако 1 Вт даже лучше и обеспечивает лучшее рассеивание и запас прочности.


Значения резистора (R)

Емкость аккумулятора C (мАч) R (Ом)
2000 27
1000 56
800 62.5

Это значения резистора ограничения тока, если вы использовали регулятор напряжения 7805.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.