Мощное, автоматическое, зарядное устройство для авто
Сегодня расскажу, как из подручного хлама собрать мощное, зарядное устройство для автомобиля. Основные требования к нему были следующие, сверхвысокая надежность, чтобы без проблем работало при минусовых температурах,
не боялась коротких замыканий, переполюсовки питания и самое важное — оно должно быть автоматическим, и отключаться при полной зарядке аккумулятора. Я думаю и так понятно, что там должна быть еще и крутилка, которая регулирует ток заряда.
Из дополнительных критерий, при необходимости должно помогать аккумулятору во время пуска двигателя, то есть почти что пуско-зарядное, одним словом нужна зарядка со всеми удобствами, чтобы никогда не ломалась, короче зарядка для мужика в гараж.
Я сразу определился, что зарядку буду делать на основе старого, доброго железного трансформатора, который гораздо надежнее всех этих ваших импульсных штуковин.
Дабы не нарушать традиции, схемы управления будет не менее надежной, на тиристорах.
В этой статье мы соберем схему, изучим её работу и проверим в деле, а вот в следующей подумаем о корпусе, монтаже в целом, определимся с выбором трансформатора, одним словом получим законченный прибор.
Когда-то, такие зарядные устройства выпускались серийно, сейчас их позабыли и причина не в том, что они плохие, просто это не совсем выгодно с экономической точки зрения, весь мир давно перешел на импульсную технику.
Для сравнения вот железный сетевой трансформатор где-то на 200 ватт,
а вот импульсной с такой же мощностью,
размеры и вес отличаются в десятки раз, меди в импульсном трансформаторе тоже на порядки меньше.
За основу была взята схема промышленного зарядного устройства Ресурс-1, в советские времена данная зарядка была можно сказать народной,
схему я перерисовал и перевёл на импортную элементную базу, рассматривать будем именно её,
она обладает всеми необходимыми опциями, отключает аккумулятор при полном заряде, не боится переполюсовки и коротких замыканий, обеспечивает плавную регулировку зарядного тока.
Правда исходная схема рассчитана на ток заряда чуть больше 6 ампер, а нам нужна такая ядерная зарядка, которая при необходимости должна выдавать гораздо большие токи.
В исходной схеме я указал компоненты, которые необходимы для получения токов под 10 ампер, но в итоге силовые диоды и тиристоры поставлю 80-и амперные.
Ну а теперь по традиции, давайте рассмотрим принцип работы этой схемы.
На тиристорах и диодах собран регулируемый выпрямитель, а точнее за регулировку отвечают только тиристоры, нашими тиристорами управляет вот этот кусок схемы
представляющий собой релаксационный генератор. Он вырабатывает импульсы с определенной частотой, эту частоту можно регулировать переменным резистором.
Сигнал с генератора через разделительные конденсаторы попадает на выводы управления тиристоров, те открываясь в определенной точке синусоиды, обрезают её, следовательно изменяется и мощность на выходе выпрямителя.
Фактически наша схема представляет собой фазо-импульсный регулятор мощности.
За счёт импульсного режима работой КПД схемы очень высокая, но все же силовые компоненты нуждаются в радиаторе, если собираетесь гонять устройство на больших токах.
Следующий кусок схемы — системы автоматики.
Важно заметить, что если выключатель замкнут, автоматика отключается и вы получаете просто регулятор мощности.
В ручном режиме, когда автоматика отключена, зарядка способна работать без подключенного аккумулятора, в этом режиме мы лишаемся защит, поэтому данный режим советую активировать только в том случае, если есть необходимость проверить на работоспособность например лампочку или же само зарядное устройство.
Регулировка тока в данном режиме также работает, но не так хорошо как с подключенным аккумулятором.
В этом режиме свечение светодиодного индикатора в зависимости от тока будет меняться, в автоматическом же режиме данные светодиод сработает резко, по завершению процесса заряда.
При размыкании выключателя устройство работает в режиме автомат, сработает схема только при подключенном аккумуляторе и будет обладать всеми защитами, и авто выключением.
В этом режиме схема управления будет питаться от самого аккумулятора.
По входу установлен защитный диод,
если вы перепутаете полярность диод попросту не откроется и схема управления не запустится — это защита от обратной полярности.
А защиты от коротких замыканий работает ещё проще, без аккумулятора на выходе попросту нет никакого напряжения и как бы вы ни каратели провода даже искры не увидите, важно также заметить, что схема заведётся если аккум очень дохлый, так как работа системы управления начинается при напряжении от 4-5 вольт.
Рассмотрим работу схемы в режиме автомата.
В этом режиме выключатель должен быть разомкнут,
при подключении аккумуляторной батареи питание поступит на схему автоматики, сразу сработают указанные два транзистора (VT4, VT2), питание через VT4 транзистор, будет подана на схему релаксационного генератора и тот начнёт вырабатывать импульсы управления для тиристоров.
Масса питания для данного генератора будет формировано выпрямительными диоды, начнётся процесс заряда аккумулятора, по мере заряда напряжение на нём будет расти, как только напряжение на АКБ дойдёт до порога, который зависит от типа аккумулятора и выставляется указанным подстроечным резистором R2, пробьёт стабилитрон и откроется VT1- транзистор.
Он сразу же закроет последующей транзистор положительным сигналом, также параллельно засветится светодиодный индикатор, который играет двойную роль, является индикатором окончания заряда, а еще питание по нему поступит на базу ключа VT3 и тот сработает.
Срабатывая через его открытый переход база транзистора VT4 будет зашунтирована на плюс питания и тот надежно закроется, следовательно подача питания на релаксационный генератор прекращается и тиристоры закроются.
Схема прекратит работу, вот и весь принцип. Необходимо также указать, что в некоторых источниках встречается не правильная схема, в которой стабилитрон подключен неправильно,
в случае такого подключения схема работает некорректно, так как стабилитрон будет работать чисто как диод
в общем схема, которая шла с родной зарядкой — правильная, стабилитрон подключается именно катодом к базе транзистора.
О компонентах, в схеме я использовал гораздо более надежные транзисторы средней мощности BD139-140, да, в этом особого смысла не было, но всё же, это лучше чем родные.
Необходимо также указать, что перед пайкой подстроечного резистора на плату,
его нужно выкрутить на середину.
После полной сборки, работу системы автоматики можно проверить без подключения силового узла,
для этого подключаем на место аккумулятора лабораторный блок питания, на котором необходимо выставить около 14.4 вольта, то есть напряжение окончания заряда, но всё зависит от типа вашего аккумулятора.
далее, медленно вращаем подстрочный, многооборотный резистор до того момента,
когда вспыхнет светодиод, этим наладка завершена.
По поводу печатной платы, старался сделать её компактной.
Так как зарядка делалась для себя, я даже не поленился и нанёс шелкографию, также в конце покрыл плату лаком.
Теперь остается подключить силовые тиристоры с диодами ну и конечно же трансформатор. Как сказал ранее в моём варианте будут использованы миниатюрные, но очень мощные тиристоры с током 80 ампер, диоды также 80-амперные.
Учитывая тип выпрямителя и то что на самом деле силовые компоненты терпят токи побольше максимальных значений, а также то, что пуск двигателя длится небольшое время, с хорошим трансформатором такая штука может запустить двигатель авто, но только в том случае, если параллельно установлен аккумулятор и тот не очень дохлый.
А так, ничто не мешает влепить к примеру вот такие тиристоры с диодами
и примерно 3 — киловаттный трансформатор и получив пускач, который любой движок легкового автомобиля запустит даже без аккумулятора, но без аккума запускать двигатель я крайне не советую, так как выходное напряжение пульсирующие и значение этих пульсаций может быть опасным для электроники автомобиля, а аккумулятор всё это сгладит.
Основной, силовой трансформатор должен обеспечить на вторичной обмотке напряжение около 18 вольт, с током выше 7 — 8 ампер.
Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.
Не забываем, что мы работаем с сетевым устройством и соблюдаем правила безопасности, а первый запуск устройства делаем со страховочной сетевой лампой ватт на 40-60, которую необходимо включить на место предохранителя.
Переключаем устройство в автоматический режим и посмотрим до какого напряжения будет заряжен аккумулятор.
Мультиметр будет показывать напряжение на аккумуляторе,
токовые клещи показывают ток заряда,
как видим при достижении на нашем аккумуляторе напряжения около 14 с половиной вольт сработала автоматика
и заряд прекратился, одним словом всё работает отлично.
Ток заряда тоже регулируется, минимальный ток не нулевой, но в случае автомобильной зарядки этого и не нужно. Защита также работает исправно. Вот такая получилась зарядка, на все случаи жизни). Теперь осталось это всё впихнуть в какой-либо корпус, но об этом поговорим в другой раз.
Печатка в формате .lay ; скачать.
Автор; АКА КАСЬЯН
Как вам статья?
Зарядное устройство с автоматическим отключением ЭЛЕКТРОНИКА У3-А-6/12-7,5-УХ Л 3.1
Устройство зарядное с автоматическим отключением (в дальнейшем — устройство УЗ-А) предназначено для заряда 6ти и 12ти-вольтовых стартерных аккумуляторных батарей, установленных на мотоциклах и автомобилях личного пользования.
Перед началом эксплуатации устройства УЗ-А необходимо изучить настоящее руководство, а также правила по уходу и эксплуатации аккумуляторной батареи.
Устройство УЗ-А рассчитано на эксплуатацию в условиях умеренного климата при температуре окружающего воздуха от минус 10 °С до плюс 40 °С и относительной влажности до 98 % при 25 °С.
Данное устройство производит заряд при наличии напряжения на аккумуляторной батарее не менее 4-х вольт.
Технические данные
- Напряжение питающей сети — 220 ± 22 В;
- Частота сети — 50 ± 05 Гц;
- Диапазон установки тока заряда — 0,5 — 7,5 А;
- Автоматическое отключение от аккумуляторной батареи через — 10,5 ± 1 ч;
- Потребляемая мощность, не более -145 Вт;
- Переменное напряжение для питания переносной автомобильной лампы 36 ± 2 В.
На лицевой панели расположены:
- светодиод «СЕТЬ», сигнализирующий о включении устройства в есть;
- индикатор тока для контроля тока заряда;
- ручка регулировки для установки тока заряда;
- светодиод, сигнализирующий об окончании цикла заряда.
На заднюю стенку устройства зарядного вынесен радиатор для охлаждения выпрямителя.
На радиаторе установлены розетка для питания переносной лампы 36 В (электропаяльника и др.) и предохранитель.
В нижней части корпуса, устройства имеется ниша, в которую укладывается сетевой шнур и кабели с контактными зажимами «+» и «-» для подключения зарядного устройства к соответствующим клеммам аккумулятора.
Примечание. Принцип работы схемы устройства зарядного с автоматическим отключением, практически аналогичен работе схемы зарядного устройства автоматического «Электроника» описанного выше.
Рис. 1. Внешний вид устройства зарядного с автоматическим отключением «Электроника».
Проверка работоспособности зарядного устройства
В условиях продажи зарядного устройства в магазине при отсутствии аккумулятора, а также у потребителя для проверки работоспособности зарядного устройства, допускается кратковременно использовать вместо аккумулятора батарейки из сухих элементов общим напряжением не менее 4 В (удобнее всего использовать батарейку на напряжение 4,5 В, допускается использование последовательно включенных элементов по 1,5 В каждый — не менее 3х элементов).
Проверку производить следующим образом:
- Установить ручку регулировки в крайнее левое положение.
- Подключить контактные зажимы зарядного устройства к выводам батареи, соблюдая полярность: зажим «+» устройства к «+» батарейки, а зажим «-» устройства к «-» батарейки.
- Включить зарядное устройство в сеть переменного тока напряжением 220 В, при этом па лицевой панели устройства загорится светодиод «СЕТЬ» и в зависимости от состояния электронной схемы может загореться светодиод.
- Поворотом ручки регулировки по часовой стрелке убедиться в изменении тока (ток будет плавно увеличиваться). Это является критерием работоспособности устройства. Примечание. Во избежание преждевременного выхода проверочной батареи из строя рекомендуется проверку тока проводить не более 5 + 10 секунд и величину тока устанавливать не более 3 5 А.
- После проверки выведите ручку регулировки ( против часовой стрелки до отсутствия показаний зарядного тока. Отключите зарядное устройство от сети и от батарейки.
Требования по технике безопасности
При эксплуатации устройства УЗ-А не допускается:
- замена предохранителя, а также ремонт устройства во включенном состоянии;
- механическое повреждение изоляции сетевого шнура, проводов выходных зажимов, а также попадание на него химически Активной среды (кислот, масел, бензина и т.д.).
В процессе заряда допускается превышение температуры корпуса устройства над температурой окружающей среды не более 60 °С.
Рис. 2. Принципиальная схема устройства зарядного с автоматическим отключением Электроника.
Рис. 3. Монтажная плата устройства зарядного с автоматическим отключением «Электроника».
Рис. 4. Монтажная плата устройства зарядного с автоматическим отключением «Электроника.
Источник: Ходасевич А. Г, Ходасевич Т. И., Зарядные и пуско-зарядные устройства, Выпуск 2.
Зарядное устройство с автоматическим отключением | Полная принципиальная схема с пояснениями
— Реклама —
Это зарядное устройство с автоматическим отключением для последовательно соединенных 4-элементных батарей типа AA автоматически отключается от сети, чтобы прекратить зарядку, когда батареи полностью заряжены.
Его также можно использовать для зарядки частично разряженных аккумуляторов. Схема проста и может быть разделена на преобразователь переменного тока в постоянный, релейный драйвер и секции зарядки.
В секции преобразователя переменного тока в постоянный трансформатор X1 понижает напряжение сети 230 В переменного тока до 9В переменного тока при 750 мА, который выпрямляется двухполупериодным выпрямителем, состоящим из диодов D1–D4, и фильтруется конденсатором C1. Регулятор IC LM317 (IC1) обеспечивает необходимое зарядное напряжение 12 В постоянного тока. Когда вы кратковременно нажимаете переключатель S1, зарядное устройство начинает работать, и загорается светодиод включения питания 1, указывая на то, что зарядное устройство включено. РЛ1. Реле RL1 подключено к коллектору транзистора Т1. Транзистор T1 управляется транзистором pnp T2, который, в свою очередь, управляется транзистором pnp T3. Резистор R4 (10 Ом, 0,5 Вт) включен между эмиттером и базой транзистора Т3.
— Реклама —
Когда ток более 65 мА протекает по линии 12 В, это вызывает падение напряжения около 650 мВ на резисторе R4, чтобы управлять транзистором Т3 и отключать транзистор Т2.
Цепь зарядного устройства с автоматическим отключением
Цепь зарядного устройства с автоматическим отключениемВ секции зарядки регулятор IC1 смещен, чтобы дать около 7,35 В. Предустановка VR1 используется для регулировки напряжения смещения. Диод D6, подключенный между выходом IC1 и батареей, ограничивает выходное напряжение примерно до 6,7 В, которое используется для зарядки батареи.
Нажатие переключателя S1 блокирует реле RL1, и аккумуляторные элементы начинают заряжаться. Когда напряжение на элемент превышает 1,3 В, падение напряжения на резисторе R4 начинает уменьшаться. Когда оно падает ниже 650 мВ, транзистор T3 отключается, чтобы управлять транзистором T2 и, в свою очередь, отключает транзистор T3. В результате реле RL1 обесточивается, отключая зарядное устройство, и красный светодиод LED1 гаснет.
Вы можете определить зарядное напряжение в зависимости от технических характеристик NiCd элемента, предоставленных производителем. Здесь мы установили зарядное напряжение на уровне 7,35 В для четырех элементов по 1,5 В. В настоящее время на рынке доступны элементы емкостью 700 мАч, которые можно заряжать током 70 мА в течение 10 часов. Напряжение холостого хода составляет около 1,3 В.
Точка отключения определяется при полной зарядке четырех элементов (при 70 мА в течение 14 часов). После измерения выходного напряжения добавьте падение напряжения на диоде (около 0,65 В) и смещение LM317 соответственно.
Больше интересных проектов здесь.
12V 1AH-10AH Цепь зарядного устройства (автоматическая подзарядка) — Electronics Projects Circuits
Зарядное устройство 12V для свинцово-кислотных SLA с ограничением тока (WET, MF, AGM и JEL). Схема зарядки аккумуляторов SLA использует двухэтапный процесс для зарядки аккумуляторов. Он автоматически переключается в режим плавающего заряда при постоянном напряжении после быстрой зарядки с ограничением тока.
Плавающий заряд: медленный заряд, плавающий заряд, буферный заряд и т. д., известный как. Благодаря плавающей системе подзарядки в устройствах ИБП аккумуляторы служат годами.
Светодиодное освещение и т. д. отремонтированные аккумуляторы в статье о цепи десульфатора для ремонта аккумуляторов. По этой причине батарея будет постоянно заряжаться. Эта схема, имеющая функцию плавающего заряда, необходима для длительного срока службы батареи, а также может использоваться в качестве резервной системы для модемов или других устройств.
Максимальный зарядный ток цепи зарядки аккумулятора 1А. Светодиод указывает на то, что зарядное устройство находится в режиме быстрой зарядки аккумулятора. Когда светодиод гаснет, аккумулятор заряжен, а зарядное устройство находится в плавающем режиме.
Токоограничивающие резисторы, регулятор и радиатор нагреваются при зарядке разряженной батареи. При зарядном токе 1А стабилизатор LM317 будет рассеивать около 3 Вт. Цепь зарядки должна хорошо вентилироваться, если она установлена в коробке.
12v Схема зарядного устройства
Чертеж печатной платы проверен по схеме, проблем не увидел, но распечатывать и тестировать не стал.
Аккумулятор 12 В состоит из 6 элементов. Для зарядного устройства использовались следующие параметры:
1. Зарядный ток должен примерно в 0,1 раза превышать емкость аккумулятора. Следовательно, аккумулятор емкостью 10 Ач следует заряжать током 1 А (10 x 0,1 = 1). Это помогает продлить срок службы батареи.
2. Напряжение заряда 2,45 В = 14,7 В на элемент
3. Напряжение плавающего заряда 2,275 В = 13,65 В на элемент
Работа цепи зарядного устройства
Управление мощностью зарядного устройства основано на регулируемом регуляторе напряжения LM317. Резисторы R6 120 Ом R8 1,2 кОм и подстроечный резистор P1 используются для регулировки зарядного напряжения. Необходимо отключить IC2 (LM393) при регулировке выходного напряжения.
Как работает ограничение тока? Ограничение тока определяется резисторами R3 и R4.
R = 0,6 В/I макс.
где 0,6 В — напряжение включения транзистора (номинальное) R — значение параллельного соединения резисторов R3 и R4 I макс. текущий лимит.
Для тока 1 А R = 0,6 Ом (0,6 В/1 А), поэтому сопротивление каждого резистора будет 1,2 Ом (1,2//1,2 = 0,6 Ом). При параллельном соединении резисторов значение уменьшается. Для резистора 0,6 Ом мы используем 2 резистора по 1,2 Ом параллельно. Также мощность резистора увеличивается при параллельном соединении. Когда 2 резистора по 0,25 Вт (1/4 Вт) соединены параллельно, общая мощность становится равной 0,50 Вт (1/2 половины Вт). .
Если вы хотите, вы можете использовать один резистор половинной мощности, но, вероятно, в расчетных значениях резистора половинной мощности нет. (Последовательно, страница расчета параллельного резистора)
Транзистор откроется, когда падение напряжения достигнет 0,6 вольт. Когда транзистор включен, напряжение на выводе ADJ стабилизатора падает, и, следовательно, выходное напряжение падает.
Когда выходное напряжение падает, схема «стабилизируется» для поддержания ограничения тока.
Какова функция LM393? LM393 представляет собой двойной компаратор напряжения. Первый компаратор используется для установки напряжения холостого хода, а другой (IC2B) используется для управления светодиодным индикатором заряда.
Компаратор напряжения сравнивает входное напряжение с заданным опорным напряжением. Опорное напряжение устанавливается резисторами R10 и R11. Это опорное напряжение зависит от выходного напряжения регулятора. Однако, когда батарея заряжена ниже предела тока, выходное напряжение будет фиксированным и, таким образом, опорное напряжение также будет фиксированным.
Напряжение — это напряжение на токоограничивающих резисторах (R3 и R4). Это напряжение передается на компаратор через резистор R12. Регулятор напряжения зарядки аккумулятора 14,7В
(около 85 мВ)Ток, необходимый для падения напряжения на выходе регулятора на 85 мВ. Токоограничивающие резисторы составляют ~142 мА.
Это означает, что батарея полностью заряжена. Выход компаратора IC2 упадет. Подстроечные резисторы R7, R2 заставляют параллельно подстроечные резисторы R8 и P2 снижать общее сопротивление и, следовательно, выходное напряжение регулятора, которое будет составлять около 14,35 вольт. На диоде D3 будут потери 0,7В, напряжение подзаряда аккумулятора составит 13,65В.
Светодиод горит во время зарядки аккумулятора. Светодиод гаснет, когда зарядное устройство находится в плавающем режиме.
Источник питания должен иметь минимальный ток 2 А и напряжение 19 В постоянного тока. Можно использовать обычные адаптеры, используемые с большинством ноутбуков.
Регулировка выходного напряжения
Регулировка выходного напряжения выполняется, когда LM393 не подключен к цепи. Подсоедините вольтметр к клеммам зарядки аккумуляторной батареи.
