Зарядное устройство для автомобильных и мотоциклетных аккумуляторов

Категория Автоэлектроника

 материалы в категории

Источник: Радио №5, 1993 г., стр.37
Автор: Н.ХУХТИКОВ г. Сергиев Посад Московской обл.

Одна из главных причин сокращения срока службы аккумуляторных батарей- это их эксплуатация или хранение в полузаряженном состоянии.
Находящийся на хранении заряженный аккумулятор через некоторое время в результате саморазрядки переходит в полузаряженное состояние. У новых свинцовых и миниатюрных никель-кадмиевых аккумуляторов саморазрядка равна 0,5…2% их емкости в сутки, а у бывших в эксплуатации — существенно выше. Для увеличения срока службы аккумуляторов следует их постоянно поддерживать в полностью заряженном состоянии, компенсируя саморазрядку сравнительно небольшим током от маломощного зарядного устройства. 

Оптимальным принято считать такой режим зарядки, когда, зарядный ток численно равен 0,1 от номинальной емкости аккумулятора. Тем не менее, сейчас некоторые заводы-изготовители аккумуляторов с целью увеличения срока их службы рекомендуют двадцатичасовой режим зарядки током, численно равным 5% номинальной емкости. Иначе говоря, зарядка аккумулятора током, существенно меньшим оптимального, благоприятно сказывается на сроке его службы, но требует соответственно большего времени. 

Таким образом, в ряде практических случаев сложные и тяжелые зарядные устройства, часто снабженные автоматическим управлением, могут быть заменены простыми, малогабаритными и экономичными. Одно из таких устройств описано ниже.

Его можно использовать для дозарядки автомобильных аккумуляторных батарей емкостью до 100 А-ч, для зарядки в режиме, близком к оптимальному, мотоциклетных батарей, а также (при несложной доработке) в качестве лабораторного блока питания.

Зарядное устройство схема которого представлена на рисунке, выполнено на основе транзисторного двутактного преобразователя напряжения с автотрансформаторной связью и может работать в двух режимах — источника тока и источника напряжения. При выходном токе, меньшем некоторого предельного значения, оно работает как обычно — в режиме источника, напряжения. Бели попытаться увеличить ток нагрузки сверх этого значения, выходное напряжение будет резко уменьшаться — устройство перейдет в режим источника тока. Режим источника тока (обладающего большим внутренним сопротивлением) обеспечен включением балластного конденсатора в первичную цепь преобразователя.

Схема зарядного устройства

   Принципиальная схема зарядного устройства представлена на рис.1. Сетевое напряжение через балластный конденсатор С1 поступает на выпрямительный мост VD1. Конденсатор С2 сглаживает пульсации, а стабилитрон VD2 стабилизирует выпрямленное напряжение. Преобразователь напряжения собран на транзисторах VT1, VT2 и трансформаторе Т1. Диодный мост VD3 выпрямляет напряжение, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора. Конденсатор СЗ — сглаживающий.
   Преобразователь работает на частоте 5…10 кГц. Стабилитрон VD2 одновременно защищает от перегрузки по напряжению транзисторы преобразователя на холостом ходе, а также при замыкании выхода устройства, когда напряжение на выходе моста VD1 повышается. Последнее связано с тем, что при замыкании выходной цепи генерация преобразователя может срываться, при этом ток нагрузки выпрямителя уменьшается, а его выходное напряжение увеличивается. В таких случаях стабилитрон VD2 ограничивает напряжение на выходе моста VD1. 
   Экспериментально снятая нагрузочная характеристика зарядного устройства изображена на рисунке

При увеличении тока нагрузки до 0,35…0,4 А выходное напряжение изменяется незначительно, а при дальнейшем увеличении тока резко уменьшается. Если к выходу устройства подключить недозаряженную батарею аккумуляторов, напряжение на выходе моста VD1 уменьшается, стабилитрон VD2 выходит из режима стабилизации и, поскольку во входной цепи включен конденсатор С1 с большим реактивным сопротивлением, устройство работает в режиме источника тока. 
   Если зарядный ток уменьшился, то устройство плавно переходит в режим источника напряжения. Это дает возможность использовать зарядное устройство в качестве маломощного лабораторного блока питания. При токе нагрузки менее 0,3 А уровень пульсации на рабочей частоте преобразователя не превышает 16мВ,а выходное сопротивление источника уменьшается до нескольких Ом. Зависимость выходного сопротивления от тока нагрузки показана на рис.2. 
   Зарядное устройство легко размещается в коробку размерами 155х80х70 мм. Коробку следует изготовлять из изоляционного материала. 
   Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе типоразмера К40х25х11 из феррита 1500НМ1. Первичная обмотка содержит 2х160 витков провода ПЭВ-2 0,49, вторичная — 72 витка провода ПЭВ-2 0,8. Обмотки изолированы между собой двумя слоями лакоткани. 
   Стабилитрон VD2 установлен на теплоотводе с полезной площадью 25 см². Транзисторы преобразователя в дополнительных теплоотводах не нуждаются, так как работают в ключевом режиме. Конденсатор С1 — бумажный, рассчитанный на номинальное напряжение не менее 400 В. 
   При необходимости использования устройства для зарядки малогабаритных аккумуляторов емкостью до единиц ампер-часов и регенерации гальванических элементов целесообразно обеспечить регулировку тока зарядки. Для этого вместо одного конденсатора С1 следует предусмотреть набор конденсаторов меньшей емкости, коммутируемых переключателем. С достаточной для практики точностью максимальный ток зарядки — ток замыкания выходной цели — пропорционален емкости балластного конденсатора (при 4 мкФ ток равен 0,46 А). 
   Если нужно уменьшить выходное напряжение лабораторного источника питания, достаточно стабилитрон VD2 заменить другим, с меньшим напряжением стабилизации. 
   Налаживание начинают с проверки правильности монтажа. Затем убеждаются в работоспособности устройства при замыкании выходной цепи. Ток замыкания должен быть не менее 0,45…0,46 А. В противном случае следует подобрать резисторы Rl, R2 с целью обеспечения надежного насыщения транзисторов VT1, VT2. Больший ток замыкания соответствует меньшему сопротивлению резисторов. 

Радиодетали почтой

Обсудить на форуме

ЗАРЯДНОЕ ДЛЯ АВТО

06.05. 201910.05.2021 от admin

   Всем посетителям сайта el-shema.ru привет! После того, как перечитал весь форум по зарядным устройствам, решил задаться вопросом: какой лучше зарядник для авто собрать? Надежный, чтоб потом не пришлось еще один собирать, если этот полетит. Собрал одну схему, все хорошо работает — использовал круглый тор от регулятора. С этим ЗУ так же будет работать ТС-ка, например ТС-180-2 или ТС-150-1. Схемку зарядника, которого собирал — выкладываю ниже, а так же саму сборку и описание устройства.

Схема зарядного для авто

Принципиальная схема автоматического зарядного устройства для аккумуляторов с плавным регулированием тока

   Зарядное устройство позволяет в широких пределах плавно регулировать зарядный ток, что дает возможность заряжать аккумуляторные батареи различных типов. ЗУ работает в двух режимах —

ручном и автоматическом. Нужный режим работы устанавливают переключателем SA1.

Ручной режим заряда АКБ

   В ручном режиме работы узел автоматического выключения обесточен контактами переключателя SA1. Второй парой контактов этого переключателя соединена цепь питания фазоимпульсного узла управления тринистором, собранного на транзисторах VT1 и VT2. Плавное регулирование фазы открывания тринистора, а значит зарядного тока выполняется переменным резистором R3.

Автоматический режим

   В автоматическом режиме зарядное самостоятельно выключается по окончании зарядки аккумуляторов. Узел автоматического выключение собран на транзисторах VT3, VT4, стабилитроне VD11 и реле К1. Перед началом зарядки аккумулятора переменным резистором R11 необходимо установить напряжение, при котором устройство должно выключаться после зарядки аккумулятора. Для этого при отключенном аккумуляторе устройство включают в сеть и в автоматическом режиме работы нажимают на кнопку SB1, предварительно установив подвижный контакт переменного резистора R11 в нижнее положение.

Переключатель SA2 устанавливают в положение измерения напряжения «U» и вращением ручки переменного резистора R3 повышают выходное напряжение до величины заряженного аккумулятора. Затем медленно вращают ручку переменного резистора R11 до положения, при котором устройство выключается. После этого подключают АКБ в соответствии с указанной полярностью, включают зарядное устройство нажатием на кнопку SB1 и устанавливают нужный ток зарядки резистором R3.

   Для предотвращения перегрева обмотки реле при повышенном вторичном напряжении в узле автоматического выключения использован резистор R7 и диод VD12, которые образуют отрицательную обратную связь по току, способствующую поддержанию постоянного значения напряжения на обмотке реле. Стабилизация напряжения происходит, если падение напряжения на резисторе R7 достигает 1,2 В. При этом открывается диод VD12 и образуется дополнительная цепь тока через базовую цепь транзистора VT4, который приоткрывается, а транзистор VT3 призакрывается, поддерживая заданное напряжение на реле К1.

Если падение напряжения на резисторе R7 меньше 1,2 В, диод VD12 и транзистор VT4 закрыты, а транзистор VT3 полностью открыт. В этом случае вторичное напряжение полностью прикладывается к обмотке реле.

Настройка автомобильного зарядного

   Налаживание схемы начинают с фазоимпульсного узла управления тиристором. Для плавной регулировки зарядного тока подбирают режим транзистора VT2 резистором R2. Диапазон регулирования зарядного тока устанавливают подбором сопротивления R3. В узле автоматического выключения нужно подобрать R7, чтобы при повышении вторичного напряжения ток через реле не превышал номинального. Резистор R9 подбирают по показаниям стрелочного прибора и последовательно включенного с батареей аккумуляторов амперметра на ток 10 А.

Фотографии собранного зарядника для авто

Регулятор и переключатели режимов

Сама плата с деталями регулятора напряжения трансформатора и здесь же автомат заряда

Вот стоит АКБ на зарядке

Самодельное зарядное для авто — корпус

   Отечественные диоды рекомендуется для надёжности заменить на более мощные импортные, с током от 20А. А как правильно выбрать режим заряда автоаккумулятора можно почитать тут. Схему зарядного устройства собрал и проверил — Берт.

Originally posted 2019-05-06 22:52:10. Republished by Blog Post Promoter

публичных цепей с пометкой «зарядное устройство» — CircuitLab

Теперь показаны схемы 1-7 из 7. Сортировать по недавно измененное имя

	Солнечный эксперимент ОБЩЕСТВЕННЫЙ Схема BigCliveDotCom «Простейшее солнечное освещение с использованием батареи старого телефона» по дхаанам | обновлено 05 мая 2020 г. батарея зарядное устройство вел солнечный
	Регулятор T90a rev2 ОБЩЕСТВЕННЫЙ Это схема регулятора напряжения постоянного тока, которую я построил для зарядки и работы портативной радиостанции Icom T90a от моей машины. парабузлом | обновлено 28 октября 2014 г. автомобильное зарядное устройство зарядное устройство ветчина радиолюбитель портативный хт иком радио т90а
	мобильное зарядное устройство на 9 В ОБЩЕСТВЕННЫЙ Я использую это для зарядки моего Nokia 5230, когда у меня нет питания от плагина. У меня есть батареи 2×9 В, подключенные параллельно, они обеспечивают выход ~ 5 В, что хорошо для большинства телефонов и айподов. Хотя я не проверял. .. от СиндриК | обновлено 28 мая 2013 г. зарядное устройство мобильный телефон
	Емкостное зарядное устройство/десульфатор ОБЩЕСТВЕННЫЙ от Серисман | обновлено 10 апреля 2013 г. зарядное устройство десульфатор
	Автомобиль USB Ipod Iphone ОБЩЕСТВЕННЫЙ Томмазо Микелутти | обновлено 26 марта 2013 г. зарядное устройство iphone-ipod USB регулятор напряжения
	ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕЛЕФОНА 9 В USB (с дополнительной солнечной панелью) ОБЩЕСТВЕННЫЙ от nsteffine | обновлено 03 ноября 2012 г. 9в альтоид зарядное устройство панель телефон солнечный USB
	Разряженные батареи для зарядного устройства USB 5 В ОБЩЕСТВЕННЫЙ Целью этого проекта является эффективное и рентабельное использование разряженных щелочных батарей типа АА. В конечном итоге это расширится до двух цепей для переключения между: A) понижением до 5 В, в то время как… по клаппи | обновлено 22 мая 2012 г. аа батареи зарядное устройство USB

Другие теги

555 7805 переменный ток в постоянный активный фильтр усилитель аналог и анод аттенюатор atx аудио автомобильный отклонение группы запрещенная зона поведенческий точка смещения БЖТ сулит мост-выпрямитель кнопка калькулятор каскадные фильтры каскод катод смос кольпиты компенсация источник постоянного тока токоограничивающий текущее зеркало текущий монитор регулятор тока дак постоянный ток в переменный устройство-моделирование дифференциал дифференциатор цифровой диод делитель эмиттерный повторитель обратная связь фильтр лететь обратно обратноходовой диод частотная область полная волна гитара радиолюбитель высокая частота высокоскоростной высокое напряжение хв гистерезис IC катушка зажигания индукция индуктивный индуктивная нагрузка первоначальные условия инструментальный усилитель интегратор инвертирование jfet Лаплас вел светодиодная матрица сдвиг уровня осветительные приборы липо лм317 тензодатчик логический вентиль НЧ механический микроконтроллер микрофон мосфет двигатель мультивибратор неинвертирующий нелинейный ни выемка Закон Ома операционный усилитель оптический или осциллятор параллельно пассивный пассивный фильтр печатная плата сдвиг фазы фотодиод фоторезистор фототранзистор пьезо растения потенциометр власть источник питания блок питания предусилитель тянуть вниз остановить ШИМ радиоуправляемый релаксационный осциллятор реле резистор-лестница резонанс рф рлк ПЗУ насыщенность триггер Шмитта датчик ряд серводвигатель сигнал свеча зажигания стабильность степпер подведение итогов суперпозиция переключение постоянная времени трансформатор транзистор транслинейный твин-т делитель напряжения регулятор напряжения волновая арифметика проводка хнор xor стабилитрон переключение при нулевом напряжении

---

О CircuitLab

CircuitLab — это встроенный в браузер программный инструмент для создания схем и моделирования цепей, который поможет вам быстро проектировать и анализировать аналоговые и цифровые электронные системы.

• Дом CircuitLab
• Примеры цепей
• Блог
• Форумы
• О нас
• Часто задаваемые вопросы
• Документация
• Вопросы и ответы по электронике
• Учебник по электронике

Цепь зарядного устройства | Details

Поскольку в предыдущем посте я решил использовать аккумулятор 4S LiFePO4, я искал в Интернете ресурсы и примеры проектирования зарядных устройств. Из того, что я собрал из нескольких источников, я придумал, как мне кажется, схему, которая будет работать для зарядки аккумуляторов LiFePO4. Однако, прежде чем я углублюсь в детали схемы, позвольте мне кратко рассказать об основах зарядки LiFePO4.

Большая часть того, что я узнал о зарядке LiFePO4, взято из этой статьи, в которой очень подробно описаны особенности зарядки, но для краткости я приведу ее здесь. LiFePO4 использует то, что называется зарядкой CC/CV или постоянным током/постоянным напряжением. Это означает, что в начале зарядки на аккумулятор подается постоянный ток, а зарядное устройство увеличивает или уменьшает подаваемое напряжение для поддержания постоянного тока. Как только батарея достигает определенного напряжения, 3,65 В в случае батарей LiFePO4, фаза постоянного тока прекращается, и зарядное устройство подает на батарею постоянное напряжение. По мере того, как батарея приближается к полностью заряженной, она потребляет меньше тока, пока не будет полностью заряжена.

Схема постоянного тока была достаточно простой. Популярный стабилизатор LM317 имеет конфигурацию постоянного тока, показанную на рисунке 19 в этом PDF-файле. Основываясь на уравнении на прилагаемой диаграмме в формате PDF, мощность резистора 1,25 Ом приведет к 1 А постоянного тока.

Схема постоянного напряжения была немного сложнее в конструкции. Сложность подачи напряжения на четыре батареи одновременно заключается в том, что напряжение необходимо равномерно распределить на каждую из батарей. Это называется балансировкой ячеек. Без него одна батарея может заряжаться быстрее, чем другие, что приводит к большему падению напряжения на этой конкретной ячейке. По мере того, как аккумуляторная батарея становится более заряженной, отдельные элементы становятся более несбалансированными, что приводит к потере энергии и снижению производительности. Как только я принял это во внимание, я понял, что мне нужно как поддерживать постоянное напряжение на клеммах батареи, так и перенаправлять ток от батареи, когда она завершила зарядку, чтобы другие батареи также могли закончить зарядку.

Имея это в виду, я рассмотрел возможность использования диодов Зенера. Они работают как обычные диоды, пропуская ток только в одном направлении до определенной точки. Однако, в отличие от обычных диодов, они позволяют току течь в обратном направлении при превышении порогового напряжения. Они обычно используются в источниках питания для предотвращения скачков напряжения. Когда возникает всплеск напряжения, превышающий пороговое значение, стабилитрон начинает проводить и действует как короткое замыкание, предотвращая влияние всплеска напряжения на остальную часть схемы. Проблема стабилитронов, как указано в этом посте, заключается в том, что они имеют «мягкое колено» с медленным переходом к проводимости около порогового напряжения. Это приводит к неточности в пороговом напряжении, необходимом для стабилитрона, что делает его слишком непоследовательным для использования в качестве ограничителя напряжения.

К счастью, этот пост описывает альтернативу. TL431 действует как стабилитрон, но имеет гораздо более острую кривую и программируемый порог напряжения. Используя делитель напряжения с потенциометром, можно настроить схему TL431 так, чтобы она проводилась именно при желаемом напряжении.

Выше показана реализованная мною схема. Поскольку TL431 имеет максимальный номинальный ток 100 мА, я решил использовать транзистор PNP в качестве усилителя. Когда пороговое напряжение 3,65 В превышено, TL431 проводит ток, открывая PNP-транзистор и обеспечивая короткое замыкание для направления тока вокруг элемента батареи. Полное зарядное устройство состоит из четырех последовательно соединенных цепей, причем сторона высокого напряжения подключена к цепи постоянного тока, описанной выше.

После того, как я убедился, что эта схема работает и правильно заряжает батарею, я хотел бы вернуться к некоторым вещам и добавить к этой схеме. Первая — это схема обнаружения пониженного напряжения. Литиевые перезаряжаемые батареи становятся бесполезными, если они полностью разряжены. Этот полный разряд можно предотвратить, отключив питание батарей до того, как они достигнут абсолютного минимального напряжения элемента. Это ~2В в случае элементов LiFePO4. Схема, подобная той, что используется для определения максимального напряжения, может использоваться для проверки минимального напряжения и отключения элементов, что предотвращает необратимое повреждение аккумуляторной батареи.

Я также хотел бы добавить вывод для общего напряжения аккумуляторной батареи, чтобы микроконтроллер мог измерять и определять состояние заряда аккумуляторной батареи. Это потребует использования делителя напряжения для обеспечения разделенного понижающего напряжения в пределах диапазона измерения стандартных микроконтроллеров.