схема на тиристоре, с регулятором тока

Содержание

1. Принцип работы и основные компоненты
2. Принципиальные схемы зарядных устройств
3. Простое зарядное устройство для АКБ автомобиля на 12В
4. Зарядное на тиристоре ку202н
5. ЗУ для автомобильного аккумулятора на tl494
6. Схема с автоматическим отключением
7. Схема мощного ЗУ с регулировкой тока
8. Технология сборки
9. Часто задаваемые вопросы

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора — необходимое устройство в любом автохозяйстве. Его можно купить в магазине. А можно сделать самостоятельно.

Принцип работы и основные компоненты

Свинцово-кислотные аккумуляторы заряжают постоянным (выпрямленным) напряжением, стабильным по уровню. Чтобы получить ток, втекающий в батарею, зарядное напряжение должно быть выше напряжения АКБ. Ток заряда в таком режиме зависит от разницы напряжений источника и батареи.

Полностью разряженная АКБ автомобиля выдает напряжение 10,5 вольт (ниже разряжать нельзя), полностью заряженная — 12,6 вольт. В процессе уровень на выходе ЗУ остается постоянным, на клеммах батареи плавно повышается. Поэтому в начале зарядки ток будет максимальным, по окончании – минимальным. Снижение уровня тока служит признаком окончания процесса. Также для автоматического завершения зарядки можно использовать достижение напряжения на АКБ значения 12,5..12,6 вольт.

Процесс зарядки свинцово-кислотной батареи стабильным напряжением.

Стандартная схема построения зарядника содержит:

1. Сетевой трансформатор;
2. Выпрямитель;
3. Регулятор тока (напряжения) — стабилизированный или нет.

Общая схема построения зарядников для автомобильных АКБ.

Очень желательны приборы, индицирующие ток и напряжение. Дополнительно ЗУ может оснащаться:

• схемой ограничения тока;
• электрическими защитами;
• индикацией или автоматическим отключением по окончании зарядки.

Эти функции являются сервисными и повышают удобство работы с ЗУ.

Принципиальные схемы зарядных устройств

Зарядное устройство для автомобильной батареи можно выполнить на разной элементной базе. Все зависит от наличия комплектующих и квалификации мастера.

Простое зарядное устройство для АКБ автомобиля на 12В

Для регулирования тока и напряжения можно применить обычный потенциометр. Вращением его движка можно подстраивать ток в зарядной цепи.

ЗУ с регулирующим потенциометром.

На практике такая схема не используется по двум причинам:

• через потенциометр идет полный ток нагрузки, элемент такой мощности найти трудно;
• ток нагрузки идет через подвижный контакт движка переменного резистора, это значительно снижает надежность работы устройства.

Зато по этой схеме легко понять принцип работы простых зарядников.

Схема простого ЗУ.

На практике реализуется другая схема зарядного устройства для сборки своими руками. Здесь потенциометр включен в цепь базы транзистора, и ток через него небольшой. Зарядный же ток идет через коллектор-эмиттер транзистора, а полупроводниковый элемент подобной мощности найти гораздо проще. Но в этом и состоит главный недостаток схемы. Сквозной ток идет через регулирующий элемент, вся излишняя мощность рассеивается на нем. Потребуется радиатор значительной площади.

Зарядное на тиристоре ку202н

Популярна схема самодельного зарядного устройства, где аккумулятор заряжается выпрямленным напряжением, а ток регулируется вручную посредством тиристора (подходит отечественный КУ202Н или зарубежные аналоги).

Схема зарядного устройства на тиристоре.

Сетевое напряжение понижается трансформатором Т1 и выпрямляется мостом VD1..VD4. На однопереходном транзисторе VT2 собран генератор импульсов. Его частота задается цепью из конденсатора C1 и управляемого резистора на VT1. Его сопротивление регулирует потенциометр R5. В начале каждого полупериода генератор запускается через цепь R1VD1, и начинает выдавать импульсы с заданной частотой. Первый импульс открывает тиристор, остальные (следующие до конца полупериода) не имеют значения. Чем раньше открывается ключ на VS1, тем большая часть синусоиды попадает в нагрузку, тем выше усредненное напряжение на аккумуляторе и средний ток, втекающий в него.

Принцип фазоимпульсного регулирования.

Амперметр служит для контроля этого тока. Недостаток схемы в том, что напряжение не стабилизировано, и будет изменяться вслед за изменением напряжения сети 220 вольт (оно может меняться в пределах ±5%). Вслед за напряжением будет меняться ток заряда, потому процесс требует периодического контроля и, при необходимости, подстройки. Кроме того, напряжение на АКБ не измерить обычным вольтметром или мультиметром – они рассчитаны на измерение постоянного напряжения, а зарядник выдает резко отличающуюся от постоянки форму. Погрешность будет очень высокой, поэтому для контроля придется отключать аккумулятор и замерять его напряжение.

Схема ЗУ без однопереходного транзистора.

Если однопереходного транзистора нет, схему можно собрать без него. Она немного усложнится. Но вместо регулируемого сопротивления на транзисторе для задания частоты генерации возможно применить обычный потенциометр.

Зарядное устройство на симисторе.

Существуют различные варианты данной схемы. Например, регулируемое устройство на симисторе. Здесь силовым ключом служит мощный симистор, а тиристор задействован в схеме формирования открывающих импульсов.

Видео версия: Зарядное с десульфатацией на одном тиристоре.

ЗУ для автомобильного аккумулятора на tl494

Зарядник можно построить на микросхеме TL494. Эта микросхема используется не совсем стандартно – обычно на ней строят полностью импульсные источники питания с выпрямлением сетевого напряжения и «нарезанием» из полученной постоянки высокочастотных импульсов (как в компьютерных БП). Здесь же присутствует и сетевой трансформатор, и выпрямитель вторичного напряжения. Импульсным является только регулируемый стабилизатор. Его достоинство в том, что регулирующий элемент (транзистор) открывается на определенные промежутки времени, через него не течет сквозной ток (равный току нагрузки), поэтому размеры теплоотвода можно значительно уменьшить.

Схема ЗУ на TL494.

Микросхема генерирует импульсы, частота которых задается цепью R4C3, а ширина зависит от разницы между уровнями на входах 1 и 2. Импульсы управляют транзистором VT1, который, открываясь, подпитывает энергией дроссель L1. Запасенная энергия расходуется в нагрузку. Чем больше нагрузка, тем быстрее расходуется запас, тем быстрее падает напряжение на выходе, что приводит к увеличению длительности импульсов с выхода 8 микросхемы. К этому же приводит вращение потенциометра R9 — так регулируется выходное напряжение.

Ток заряда регулируется разницей напряжений между АКБ и выходом ЗУ, но микросхема TL494 позволяет выполнить дополнительное ограничение тока. Для этого используется второй усилитель ошибки. Ток ограничителя устанавливается потенциометром R3, а фактический ток замеряется, как падение напряжения на шунте R11. Если ток выше заданного, длительность импульсов уменьшается, напряжение на выходе снижается до достижения необходимого тока. Такой режим полезен при зарядке сильно разряженных батарей, а также позволяет осуществить режим зарядки стабилизированным током. В совокупности с широким диапазоном регулировки напряжения, возможность ограничения тока делает ЗУ универсальным и позволяет заряжать аккумуляторы, сделанные по различным технологиям. Также ограничитель осуществляет защиту силовых элементов от сверхтока.

Номиналы деталей указаны на схеме. Дроссель лучше изготовить на сердечнике из альсифера.

При настройке подбирают число витков так, чтобы свист обмотки наблюдался только при среднем токе нагрузки, а при его увеличении исчезал. Если свист исчезает рано (уже при небольших токах) и выходной транзистор греется, количество витков надо увеличить. Ориентироваться надо на 20..100 витков провода диаметром 2 мм. Также при сборке в электросхему надо добавить вольтметр и амперметр (можно цифровой или стрелочный) – пользоваться будет намного удобнее. Напряжение на выходе сглаживается конденсатором C6, его форма близка к постоянному.

Рекомендуем: Как из БП компьютера сделать зарядное устройство

Схема с автоматическим отключением

Удобно, чтобы батарея отключалась по окончании процесса пополнения энергии. Один из вариантов схемы такой автоматики приведен на рисунке.

Схема автоматического отключения.

Принцип действия основан на контроле напряжения заряжаемой батареи. Как только оно достигнет номинального уровня (он подстраивается потенциометром), транзистор откроется, сработает реле и отключит напряжение с АКБ. При этом загорится светодиод, сигнализирующий об окончании зарядки. Реле можно применить любое с напряжением срабатывания 12 вольт и током контактов не менее 15 ADC.

Достоинство схемы в том, что ее можно собрать на отдельной плате и использовать совместно с любым готовым зарядником. Недостатком является необходимость измерять напряжение непосредственно на клемме аккумулятора, поэтому цепь измерения (выделена красной линией) надо выполнять отдельным проводом с зажимом и подключать непосредственно к плюсовому выводу АКБ.

От этого недостатка свободны схемы с контролем зарядного тока, отключающие ЗУ при снижении тока ниже установленного предела. Для измерения тока в заряднике должно быть установлено измерительное сопротивление (шунт).

Схема мощного ЗУ с регулировкой тока

Схема мощного зарядного устройства.

Заслуживает внимания еще одна схема ЗУ, обеспечивающая ток не менее 10 А. Ее особенности:

• схема управления собрана по стороне 220 вольт;
• первичная обмотка трансформатора служит одновременно индуктивностью, накапливающей энергию, а затем отдающей ее в нагрузку через вторичные обмотки.

Принцип регулирования – фазоимпульсный, ключом служит симистор VS1. Ток устанавливается потенциометром R1 и регулируется от нуля до 10 А. Первичная обмотка трансформатора должна иметь достаточную индуктивность. Для его изготовления можно применить ЛАТР-2. Его обмотка будет служить первичкой. Сверху надо обустроить изоляцию (достаточно 3 слоя лакоткани), а поверх намотать вторичную обмотку проводом сечением 3 кв.мм 40+40 витков. Резистор R6 служит нагрузкой выпрямителя и создает импульсы разряда батареи. Считается, что такой режим продлевает период эксплуатации АКБ. Вместо него можно установить автомобильную лампу накаливания на 12 вольт мощностью 10 ватт.

Читайте также

Схема и сборка самодельного блока питания с регулировкой напряжения и тока

 

Технология сборки

Большинство электронных компонентов лучше собрать на печатной плате. В домашних условиях плату можно изготовить методом ЛУТ или фотоспособом. Разработать рисунок можно в бесплатных программах, например LayOut или условно-бесплатной Eagle. А можно нарисовать дедовским способом на бумаге и нанести рисунок лаком на поверхность фольги. Плата травится в растворе хлорного железа или в следующем составе:

1. 100 мл аптечной перекиси водорода.
2. 30 г лимонной кислоты.
3. Две чайные ложки поваренной соли.

Силовые элементы монтируются на радиаторы достаточной площади. Устанавливать их надо на теплопроводящую пасту. Если теплоотводящая поверхность элемента не соединена с общим выводом, на теплоотвод деталь крепят через изолирующую прокладку – слюдяную или из упругого материала. Радиатором может служить металлическая стенка корпуса. Также можно сделать теплоотвод частью конструкции. Можно организовать обдув радиаторов – тогда их площадь можно значительно уменьшить. Для этого понадобится вентилятор на 12 вольт, который можно подключить к выходу диодного моста.

Корпус подбирается готовым или изготавливается самостоятельно. На передней панели крепятся:

• измерительные приборы;
• органы регулирования напряжения и тока;
• индикаторы включенного состояния.

Для подключения проводов, отходящих к аккумулятору, клеммы и разъемы лучше не использовать. Токи через них идут большие, поэтому потенциальный источник дополнительного переходного сопротивления нежелателен. Провода лучше подпаять к плате и вывести через отверстия в передней панели. Сечение проводников должно достаточным – не менее 2 кв.мм, а лучше 4 кв.мм. С другой стороны проводов надо припаять зажимы «крокодил».

Зарядное устройство в самодельном корпусе.

Это не полный обзор схем зарядок для автомобильного аккумулятора – их существует великое множество. По представленным конструкциям можно понять принципы построения ЗУ, требования к ним, разобраться в несложной схемотехнике. Отработав на практике сборку этих зарядных устройств, впоследствии можно перейти к более серьезным схемам, в том числе с использованием микроконтроллеров.

Похожая статья: Самодельное зарядное устройство для литий ионных аккумуляторов

Часто задаваемые вопросы

Каковы должны быть пределы регулировки по напряжению

Изменением уровня напряжения изменяют зарядный ток. Если предстоит зарядка автомобильных свинцово-кислотных батарей, то можно выбрать нижний предел регулировки, равный нижнему напряжению разряженной батареи – 10,5 вольт. Верхний предел надо установить по верхнему уровню 12,5 вольт плюс 1,5..2 вольта. На практике неплохо иметь запас по лимитам регулирования. Пределы от 10 до 16 вольт обеспечиат полный диапазон практически используемых зарядных токов.

Где можно взять трансформатор для автомобильного зарядного

Трансформатор можно подобрать промышленного изготовления. Ориентироваться надо на выходное напряжение и ток. Первый параметр должен составлять 12-14 (или 18..24 в зависимости от схемотехники) вольт, второй – от 4 до 10 ампер. Характеристики нескольких подходящих трансформаторов приведены в таблице.

Тип промышленного трансформатора	Выходное напряжение, В	Наибольший ток, А
ТТП-100	12	7,5
ТТП-150	12	12
ТН8-127/220-50	2х6,3 (обмотки соединяются последовательно)	4,8
ТН28-127/220-50	2х6,3 (обмотки соединяются последовательно)	4,8

Если есть трансформатор подходящей габаритной мощности, но вторичная обмотка не подходит по току или напряжению, ее можно смотать и намотать новую. Габаритная мощность определяется по сечению железа по формуле P=0,8..0,88*S²*/14000, где:

1. P – габаритная мощность, ВА.
2. 0,8..0,88 – коэффициент, учитывающий материал стали (если он неизвестен, выбирается значение 0,8).
3. S — площадь сечения сердечника в квадратных сантиметрах.

Площадь сечения для тороидального сердечника вычисляется как (D-d)*h/2 (см.рис), для других типов – a*b.

Площадь сечения для разных типов сердечников

Для тока 4..10 А габаритная мощность должна быть не менее, соответственно, 50..120 ВА. Если железо подходит, вторичная обмотка перематывается медным проводом. Его сечение выбирается по упрощенной формуле d=0,72√I, где:

• d – диаметр провода в мм;
• I – потребный ток в амперах.

Число витков выбирается по формуле N=(50/S)*V (где V – требуемое выходное напряжение в вольтах) или подбирается экспериментально. Также для расчета можно воспользоваться различными программами-калькуляторами, в том числе размещенными на веб-сервисах.

Можно ли с помощью самодельных ЗУ заряжать АКБ без снятия с автомобиля

Этого делать не стоит. При зарядке на аккумулятор подается напряжение, уровнем и формой отличающееся от напряжения бортсети машины. Есть риск повреждения автомобильной электроники. Клеммы от АКБ надо отключить. Сам аккумулятор при этом можно не демонтировать, но это не очень удобно, да и длины проводов от ЗУ может не хватить.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: схема, фото

Простое и проверенное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: схема, фото и подробное описание изготовления.

Приветствую! Если Вы автолюбитель, то рано или поздно наступает такой момент — нужно выезжать, а единственный автомобильный аккумулятор сел. Поэтому желательно иметь в гараже, хотя бы простенькое зарядное устройство для аккумулятора.

Тем более, что для сборки простейшего зарядного устройства, нужен минимум компонентов, самым главным и основным с которых будет мощный трансформатор. Самую простую схему зарядного можно увидеть ниже.

По сути, это всего лишь трансформатор с подключенным к нему диодным мостом и амперметром. Также имеются два предохранителя, один в цепи 220В, второй в цепи на выходе, обратите внимание, они имеют разные номиналы.

Учитывая, что сама схема не содержит никаких защит, не стоит пренебрегать установкой предохранителей!

Есть некоторые нюансы, которые касаются трансформатора — он должен быть достаточно мощным, 100Вт и более, а также иметь выходное напряжение около 12-15В. Определить мощность трансформатора косвенно можно по его габаритам и весу, а также диаметру проволоки обмоток.

Использовать также можно и самодельный трансформатор, например, если взять сердечник трансформатора от микроволновки, удалить штатную высоковольтную обмотку и вместо неё намотать толстым проводом свою, на нужное напряжение. Из заводских подойдёт, например, ТС160, данный трансформатор устанавливался в ламповые телевизоры «Рассвет» и «Рекорд», именно его и будет использовать автор. Фото трансформатора ниже.

На трансформаторе имеются две накальные обмотки, каждая из которых рассчитана на напряжение 6,55В и максимальный ток 7,5А. Последовательное соединение этих обмоток даст напряжение 13,1В с тем же током 7,5А — именно то, что нужно. Использовать можно и более маломощные трансформаторы, с током 1-3А, но в этом случае процесс заряда будет длиться непозволительно много времени — несколько суток.

Так как мощный трансформатор будет отдавать большой ток на зарядку аккумулятора, то и диодный мост должен быть рассчитан на соответствующую мощность. Подойдут, например, диоды Д242А, максимальный ток которых составляет 10А. Для сборки из них диодного моста потребуется 4 диода. Все соединения со вторичной обмотки трансформатора и после диодного моста должны быть выполнены качественно и с использованием проводов большого сечения — на них не будет потерь в процессе зарядки и они не будут нагреваться.

Диодный мост можно взять и готовый, например, подойдёт КВРС5010, представленный ниже. Преимущество такого варианта в том, что диодные сборки обычно уже предусматривают отверстия для удобного крепления на радиатор, а в процессе работы диодный мост может сильно нагреваться, поэтому радиатор просто необходим.

Ещё одна составляющая зарядного устройства — амперметр. Процесс заряда прекрасно будет идти и без него, тем не менее, амперметр необходим для контроля протекающего тока, а соответственно и индикации степени заряда аккумулятора.

Работает это следующим образом: в самом начале при подключении полностью разряженный аккумулятор будет потреблять самый большой ток, ограничиваемый лишь мощностью трансформатора и диодного моста. По мере заряда ток будет падать и к концу составит 0,5 — 1А, при данных показаниях аккумулятор следует снимать с заряда, ведь перезаряд грозит закипанием аккумулятора. Наиболее практичным и удобным будет стрелочный амперметр, таких ещё много сохранилось с советских времён. Если под рукой есть простая стрелочная головка, сделать из неё амперметр очень просто — нужно лишь добавить шунт, предварительно его рассчитав.

Для удобного подключения аккумулятора на выход зарядного устанавливаются крокодилы. Не стоит проверять работу устройства «на искру», замыкая между собой крокодилы — это приведёт к сгоранию предохранителей, или выходу из строя диодного моста.

При подключении аккумулятора также обязательно необходимо следить за соблюдением полюсов — учитывая, что зарядное не содержит никаких защит, переполюсовка может привести к повреждению аккумулятора.

Все детали, в частности трансформатор и диодный мост можно расположить внутри крепкого корпуса, а на переднюю панель вывести амперметр. Таким образом, получилось максимально простое зарядное устройство, собрать которое можно за пару часов из очень доступных компонентов — самым дорогим является трансформатор, но и то, его можно найти на свалке в составе выброшенного телевизора. Удачной сборки!

Руководство по созданию зарядных устройств для аккумуляторов

В этом руководстве мы рассмотрим схемы зарядки герметичных свинцово-кислотных (SLA), никель-кадмиевых (NiCd), никель-металлогидридных (NiMH) и литий-полимерных (LiPo) аккумуляторов. Мы предоставим схемы и инструкции по их сборке.

Но прежде чем мы начнем, знайте, что важно правильно заряжать аккумуляторы. Использование неправильного напряжения или силы тока или неправильного типа цепи зарядки аккумулятора может привести к возгоранию или даже взрыву аккумулятора. Соблюдайте осторожность при использовании самодельных схем зарядки аккумуляторов и не оставляйте заряжающиеся аккумуляторы без присмотра.

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы

Герметичные свинцово-кислотные (SLA) аккумуляторы отлично подходят, если у вас есть место. Их большой размер позволяет им долго сохранять заряд на полке. Аккумуляторы SLA обычно заряжаются от источника постоянного напряжения. Зарядное устройство настроено на определенное напряжение, которое остается неизменным на протяжении всего цикла зарядки. Это позволяет батарее изначально потреблять большой ток, который затем снижается по мере зарядки. Начальный ток должен быть ограничен, чтобы предотвратить повреждение и перегрев.

На боковой стороне батареи SLA обычно есть этикетка со списком напряжений, которые следует использовать для зарядки:

На изображении выше приведены характеристики напряжения и тока для зарядки батареи в режиме «ожидания» или «циклического использования». Использование в режиме ожидания относится к батареям, которые проводят большую часть времени на зарядном устройстве в режиме поддерживающей зарядки. Циклическое использование относится к батареям, которые часто используются и часто заряжаются.

Начальный зарядный ток показан для режима ожидания и циклического использования. Ток заряда не должен превышать указанного значения (в данном случае 2,1 А). Зарядное напряжение отличается для режимов ожидания и циклического использования.

В зарядном устройстве SLA цикличность должна контролироваться на этой частоте; аккумулятор будет перезаряжаться, как только он достигнет емкости. Зарядку можно производить с помощью настольного блока питания с ограничением тока. Просто установите значение напряжения, которое вы будете использовать, и установите ограничение тока на значение, указанное на аккумуляторе.

Ниже показана схема зарядного устройства для аккумуляторов SLA, которое автоматически переключает скорость, когда аккумулятор полностью заряжен:

Никель-кадмиевые и никель-металлогидридные

Никель-кадмиевые (NiCd) батареи были популярны в течение последних нескольких десятилетий, но постепенно их заменяют никель-металлогидридными (NiMH) батареями. Причина в том, что батареи NiMH имеют меньшую память заряда по сравнению с батареями NiCd.

Никель-кадмиевые и никель-металлогидридные аккумуляторы имеют аналогичные требования к зарядке. Оба типа предлагают возможность заряжать столько, сколько вам нужно последовательно. Оба могут заряжаться постоянным током.

Это схема сборки зарядного устройства на дискретных транзисторах, которое можно использовать для зарядки NiCd и NiMH аккумуляторов:

Эта схема предназначена для зарядки 12-вольтовой батареи при токе 50 мА, но ее можно легко масштабировать до более высоких напряжений и токов с помощью подходящих компонентов.

Диоды D1 и D2 и резистор R2 обеспечивают постоянное напряжение 1,2 В на базе Q1, так как напряжение база-эмиттер всегда составляет 0,6 В. Правильно подобрав R1, мы имеем программируемый источник постоянного тока. Чтобы рассчитать значение R1, которое будет обеспечивать определенный ток, используйте эту формулу:

R = V / I

В этом случае V равно 0,6 В, а ток заряда будет равен 50 мА, поэтому:

R = 0,6 В / 50 мА

R1 = 12 Ом

На приведенной ниже схеме показан регулируемый стабилизатор напряжения LM317, настроенный на постоянный ток. источник. Это зарядное устройство может заряжать как никель-кадмиевые, так и никель-металлогидридные аккумуляторы:

Схема предназначена для зарядки аккумулятора 12 В при токе 50 мА.

LM317 подает опорное напряжение 1,25 В между Vadj и Vout. Чтобы рассчитать значение R3 для получения определенного зарядного тока, используйте эту формулу:

R = V / I

Таким образом, с V при 1,25 В и I при 50 мА,

R = 1,25 В / 50 мА

R3 = 25 Ом , ноутбуки и блоки питания, потому что они могут иметь высокое напряжение и большую емкость для своего размера.

Аккумуляторы LiPo требуют осторожной и контролируемой зарядки. Батареи LiPo нельзя заряжать последовательно. Правильный цикл зарядки LiPo состоит из четырех последовательных этапов зарядки:

После подключения полностью разряженной батареи LiPo к зарядному устройству первым этапом является предварительная зарядка. На этом этапе зарядный ток устанавливается равным 10% от максимального зарядного тока. На следующем этапе к батарее подается постоянный ток, в то время как напряжение резко возрастает. В конечном итоге напряжение выравнивается на третьем этапе, когда к аккумулятору прикладывается постоянное напряжение. На заключительном этапе ток начинает падать. Когда ток заряда становится равным 10% от максимального тока заряда, зарядка прекращается:

Аккумуляторы LiPo можно заряжать с помощью модуля зарядки литиевых аккумуляторов TP4056. Модуль может питаться от 5В, подаваемого по кабелю micro USB, или через контакты на печатной плате.

Когда аккумулятор полностью заряжен, загорается зеленый светодиод. Аккумулятор подключается к контактам B+ и B-. Есть также контакты OUT, которые можно использовать для включения зарядного устройства в другую цепь. Модуль также контролирует и предотвращает переразряд.

Хотя сделать зарядное устройство не так уж сложно, всегда помните о необходимости соблюдать осторожность. Аккумуляторы, которые не заряжены должным образом, могут загореться или взорваться. Тем не менее, создание зарядных устройств, описанных выше, может быть чрезвычайно полезным в самых разных проектах по созданию электроники своими руками.

Спасибо за чтение и не стесняйтесь оставлять комментарии ниже, если у вас есть вопросы о чем-либо!

Цепь зарядки аккумулятора (Полное руководство)

Ваш телефон, смарт-часы или даже Airpods используют аккумуляторы. Часто вы просто берете эти устройства и подключаете их к зарядным устройствам. Но задумывались ли вы когда-нибудь, используете ли вы правильную схему зарядки аккумулятора? Лучший тип должен сохранять срок службы батареи во время ее зарядки.

Одним из преимуществ жизни в быстро меняющемся мире является то, что всегда есть что-то новое или переделанное, чтобы облегчить нашу жизнь. Одним из таких преимуществ является возможность использования зарядного устройства для аккумуляторов. Но мы также можем обнаружить, что аккумулятор вашего устройства слишком быстро разряжается из-за перезарядки или использования неправильной схемы зарядки аккумулятора.

Вам не нужно быть компьютерщиком, чтобы понять, как все это работает и можно ли улучшить процесс зарядки аккумулятора. Итак, в этой статье мы объясним, как работает правильная схема зарядки аккумулятора. Вы лучше поймете, что работает для конкретных устройств и приложений.

Содержание

• Основы зарядки батареи
• Почему постоянный ток важен в цепи зарядки батареи
• Роль постоянного напряжения в цепи зарядки батареи
• Почему важно автоматическое отключение
• Зарядка аккумулятора без цепей
• Заключение

Основы зарядки аккумулятора

При выборе правильной схемы аккумулятора для любого устройства необходимо проверить три аспекта. Вы должны проверить постоянный ток, постоянное напряжение и автоматическое отключение. Каждый элемент или параметр имеет решающее значение, поскольку он играет роль в продлении срока службы батареи.

Два других аспекта могут быть удобными, хотя они в основном работают для улучшенных условий зарядки аккумулятора и являются необязательными. Они имеют ступенчатую зарядку и управление температурой и идеально подходят для литий-ионных аккумуляторов.

Для оптимальной зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов они не требуются. Но вы все равно можете попробовать их для последнего типа, чтобы увидеть, улучшат ли они условия зарядки и результаты. Обратите внимание, что для других типов батарей требуются определенные зарядные токи и напряжения за раз.

Почему важен постоянный ток в цепи зарядки батареи

Постоянный ток в цепи батареи важен по следующим причинам:

1. Скорость заряда

должен быть постоянный ток. Кроме того, ток не должен сильно колебаться или увеличиваться, чтобы сохранить батарею и устройство. Существуют различные значения зарядного тока для различных типов аккумуляторов.

Литий-ионные аккумуляторы имеют особую скорость зарядки, в то время как свинцово-кислотные аккумуляторы имеют другую скорость. Скорость зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов должна составлять примерно одну десятую от ампер-часа (Ач), указанного на аккумуляторе.

Например, если напечатано 100 ампер-часов, его зарядный ток составляет одну десятую от того, что составляет 10. Вы можете попытаться удвоить это число, сделав его 20, но это максимальное значение, которое вы можете использовать для поддержания срок службы батареи и обеспечить его применимую норму.

С другой стороны, литий-ионный аккумулятор не нуждается в этом делении. Его скорость зарядки может быть такой же, как номинал в ампер-часах (Ач). Так, если у аккумулятора номинал 2,4 Ач, то скорость зарядки тоже может быть 2,4, не опасаясь повредить аккумулятор.

2. Гибкость

Вы можете настроить постоянный ток в соответствии с ампер-часами батареи. Если весь ток, который вам нужен для зарядки аккумулятора, составляет четыре ампера, он может заряжать аккумулятор только на 40 Ач.

Однако, если у вас есть аккумулятор большей емкости, улучшите доступную ИС с помощью других ИС, расположенных параллельно. Это увеличивает их выходную мощность и позволяет заряжать более крупные батареи имеющимся током заряда.

3. Время зарядки

При выборе силы тока для зарядки любого аккумулятора необходимо учитывать время зарядки. В то время как зарядный ток должен составлять одну десятую от печатной емкости батареи, вы должны долго ждать, чтобы получить полную батарею.

Например, если вам нужно зарядить аккумулятор емкостью 20 Ач, ток зарядки должен быть 2 ампера. Вы можете изменять ток и поддерживать его в диапазоне от 2 до 5 ампер, чтобы компенсировать некоторые потери во время зарядки.

Предположим, вы используете зарядный ток 5 А для аккумулятора емкостью 20 Ач. Разделите емкость аккумулятора на ток зарядки, чтобы получить количество часов, которое потребуется для его полной зарядки. В этом случае для батареи такого размера потребуется около 4 часов.

Однако необходимо также учитывать потери, которые могут возникнуть при зарядке, обычно около 40%. Чтобы получить реальное время зарядки, разделите 40 на 100 и умножьте результат на емкость аккумулятора, что означает 40/100 x 20 = 8. Прибавьте этот результат к 20, и вы получите 28.

Затем разделите это число на емкость аккумулятора. зарядный ток мы рассчитали ранее, что составляет 5 ампер, а у вас получится 5,6. Вам нужно будет зарядить 20 Ач в течение почти 6 часов. Это может быть слишком долго, чтобы ждать зарядки аккумулятора такой емкости.

Роль постоянного напряжения в цепи зарядки аккумулятора

Требование постоянного напряжения — это напряжение, при котором вы должны заряжать аккумулятор. Производители аккумуляторов имеют определенные значения напряжения зарядки аккумуляторов, аналогичные постоянному току. Напряжение должно быть около 17% и не должно сильно увеличиваться или уменьшаться. Другими словами, оно должно оставаться как можно более постоянным, чтобы сохранить батарею.

Например, вам потребуется зарядить аккумулятор на 12 В при постоянном напряжении 14,2 В. Как уже упоминалось, это напряжение должно оставаться как можно более стабильным, чтобы сохранить срок службы и целостность батареи. Хотя это может показаться сложным, вы можете использовать микросхему стабилизатора напряжения, чтобы получить стабильное напряжение.

1. Использование подходящего ИС-регулятора напряжения

Существуют различные ИС-регуляторы напряжения, из которых LM338 является наиболее популярным из-за его надежности. Вы также найдете LM317 и LM396, позволяющие установить желаемое постоянное напряжение. Вы можете установить его в диапазоне от 1,25 В до 32 В, но LM396 может быть не таким гибким.

Использование трансформатора с правильным номиналом может устранить проблему регулярной проверки состояния постоянного напряжения. Тем не менее, основной вход должен быть стабильным и надежным в отношении колебаний, чтобы это работало.

2. Использование устройств SMPS

Устройства SMPS помогут вам поддерживать постоянное напряжение, хотя они затрудняют настройку напряжения при необходимости. Таким образом, хотя вы можете отказаться от схемы LM338 и выбрать устройство SMPS, вы можете не получить необходимой универсальности и гибкости. Это особенно верно, если у вас есть аккумуляторы для тяжелых условий эксплуатации.

Почему важно автоматическое отключение

Зарядка аккумулятора имеет решающее значение для продления срока службы соответствующего устройства, но это еще не все. Если вы перезаряжаете аккумулятор, независимо от его типа, вы сокращаете срок его службы и преждевременно повреждаете его. Поэтому за ним следует следить, хотя это не всегда возможно.

Здесь схема автоматического зарядного устройства становится жизненно важной. В любой цепи зарядки аккумулятора автоматическое отключение контролирует зарядное напряжение и отключает его, когда аккумулятор полностью заряжен. Это продлевает срок службы батареи сверх того, что могло бы быть, если бы она постоянно перезаряжалась.

Большинство новых моделей зарядных цепей используют эту функцию автоматического отключения для сохранения батарей. Хотя многие схемы зарядки аккумуляторов с постоянным напряжением и постоянным током обычно могут остановить заряд, они не так эффективны, как схемы автоматического отключения. Вот почему они являются предпочтительными схемами в новых устройствах.

Зарядка аккумулятора без схем

Нет ничего странного в том, что вы чувствуете себя подавленным или легкомысленным, читая об этой сложной схеме. Мы понимаем, если вы не полностью понимаете все это. Это также приемлемо, если вам интересно, можно ли заряжать аккумулятор без зарядной цепи.

К счастью, есть способ зарядить батарею без использования какой-либо из вышеперечисленных схем. Но хотя схемы зарядки, обсуждаемые в этой статье, кажутся сложными, они также являются параметрами, которые требуются каждой батарее для безопасной и эффективной зарядки.

Однако вы можете пропустить эффективность и полную емкость зарядки для более простых методов зарядки. В таком случае ваша батарея может заряжаться ниже оптимального уровня и даже заряжаться дольше. Это может повлиять на срок службы и емкость батареи с течением времени.

Проверьте скорость зарядки

Никогда не заряжайте аккумулятор с помощью зарядного устройства с более высоким номиналом, чем номинал аккумулятора. Таким образом, если ваша батарея имеет номинал 12 В/7 Ач, скорость заряда не должна превышать 14,4 В, а ток заряда должен оставаться на уровне 0,7 ампер, что составляет одну десятую от напечатанного ампер-часа.

Другими словами, внимательно следите за рекомендуемыми параметрами, чтобы обеспечить полную и эффективную зарядку в зависимости от напряжения батареи. Лучше всего поддерживать параметры зарядки немного ниже максимального значения, поскольку это может повысить эффективность и срок службы батареи.

Тем не менее, если вы можете использовать схему зарядки аккумулятора, не стесняйтесь использовать ее. Вы можете быть уверены в сохранности аккумулятора, полной зарядке и эффективной зарядке. Поскольку перезарядка и плохая зарядка являются проклятием для зарядки аккумуляторов, использование усовершенствованной схемы имеет решающее значение.

Заключение

Использование правильной схемы зарядки аккумулятора имеет решающее значение, если вы хотите, чтобы любой аккумулятор работал долго. Не имеет значения приложение или использование батареи; действуют те же параметры. Вы должны учитывать постоянный ток, постоянное напряжение и доступное автоматическое отключение.

Хотя эти параметры относятся к разным цепям, вы также можете использовать их как отдельные цепи зарядки аккумулятора. Схема автоматического отключения сегодня наиболее популярна из-за ее способности предотвращать перезарядку при сохранении эффективности.