Схема зарядного устройства: Обзор схем зарядных устройств

Обзор схем зарядных устройств

Соблюдение режима эксплуатации аккумуляторных батарей, и в частности режима зарядки, гарантирует их безотказную работу в течение всего срока службы. Зарядку аккумуляторных батарей производят током, значение которого можно определить по формуле

I=0,1Q

где I — средний зарядный ток, А., а Q — паспортная электрическая емкость аккумуляторной батареи, А-ч.

Зарядный ток, рекомендуемый в инструкции по эксплуатации аккумуляторной батареи, обеспечивает оптимальное протекание электрохимических процессов в ней и нормальную работу в течение длительного времени.

Классическая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и регулятора тока зарядки. В качестве регуляторов тока применяют проволочные реостаты (см. Рис. 1) 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.

Для регулировки зарядного тока можно использовать магазин конденсаторов, включаемых последовательно с первичной (сетевой) обмоткой трансформатора и выполняющих функцию реактивных сопротивлений, гасящих избыточное напряжение сети. Упрощенная схема такого устройства приведена на рис. 2.

В этой схеме тепловая (активная) мощность выделяется лишь на диодах VD1-VD4 выпрямительного моста и трансформаторе, поэтому нагрев устройства незначителен.

Недостатком схемы на Рис. 2 является необходимость обеспечить напряжение на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза большее, чем номинальное напряжение нагрузки (~ 18÷20В).

Схема зарядного устройства, обеспечивающее зарядку 12-вольтовых аккумуляторных батарей током до 15 А, причем ток зарядки можно изменять от 1 до 15 А ступенями через 1 А, приведена на Рис. 3.

Предусмотрена возможность автоматического выключения устройства, когда батарея полностью зарядится. Оно не боится кратковременных 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 аккумулятора, равном напряжению полностью заряженной батареи.

На Рис. 4 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 однопереходном транзисторе VT1. Значение этого тока определяется положением движка переменного резистора R5. Максимальный ток заряда аккумулятора 10А , устанавливается амперметром. Защита устройства обеспечена со стороны сети и нагрузки предохранителями F1 и F2.

Вариант печатной платы зарядного устройства (см. рис. 4), размером 60х75 мм приведен на следующем рисунке:

В схеме на рис. 4 вторичная обмотка трансформатора должна быть рассчитана на ток, втрое больший зарядного тока, и соответственно мощность трансформатора также должна быть втрое больше мощности, потребляемой аккумулятором.

Названное обстоятельство является существенным недостатком зарядных устройств с регулятором тока тринистором (тиристором).

Примечание:

Диоды выпрямительного мостика VD1-VD4 и тиристор VS1 необходимо установить на радиаторы.

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. Схема такого устройства показана на рис. 5.

В схеме на Рис. 5 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).

Вариант печатной платы зарядного устройства на рисенке 5, размером 60х75 мм приведен на рисунке ниже:

Примечание:

Диоды выпрямительного мостика VD5-VD8 необходимо установить на радиаторы.

В зарядном устройстве на рисунке 5 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 однопереходной, 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.

как сделать своими руками, схема

Автор Владимир Остапенко На чтение 18 мин. Просмотров 9.2k. Опубликовано 24.12.2019

Во время эксплуатации автомобиля нередко возникает ситуация, когда аккумуляторную батарею (АКБ) приходится снимать и заряжать стационарным зарядным устройством (ЗУ). Его, конечно же, можно купить, а возможно сделать своими руками. В этой статье рассмотрим несколько обычных зарядных устройств для автомобильного аккумулятора, которые несложно повторить даже начинающему радиотехнику.

Требования к зарядке АКБ

Прежде чем сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, рассмотрим .

1. Зарядный ток не должен превышать рекомендованный производителем батареи. Если зарядный ток не указан (неизвестен), то он не должен превышать 10 % от принятой ёмкости аккумулятора.
2. В конце процесса зарядки ток желательно уменьшить, чтобы .
3. Недопустима перезарядка АКБ. Как только напряжение на клеммах заряжаемой батареи достигнет значения 13,8 ± 0,15 В, зарядку стоит прекратить. Это будет существенно для AGM и гелевых батарей.
4. При пропадании сетевого напряжения не должна происходить разрядка батареи через зарядное устройство. Глубокий разряд для свинцовой АКБ губителен.

Исходя из вышесказанного, определяем требования к зарядному устройству:

1. Должно обеспечивать регулировку зарядного тока.
2. Потребуется наличие встроенных измерительных приборов – амперметра и вольтметра, — позволяющих контролировать ток заряда и .
3. Обязательно наличие цепей, предотвращающих разряд АКБ через зарядное устройство при пропадании сетевого напряжения.

Полезно. Первый и второй пункты могут выполняться оператором вручную, но существуют и автоматические ЗУ, самостоятельно регулирующие ток во время зарядки и отключающие батарею, как только она полностью зарядится. Третий пункт должен выполняться независимо от сложности схемы ЗУ.

Как сделать самодельное зарядное устройство для АКБ

А теперь рассмотрим несколько схем разной сложности, которые отвечают вышеперечисленным требованиям к ЗУ и не особо сложны для повторения.

Простой «зарядник» с гасящими конденсаторами

Это несложное устройство позволяет заряжать аккумуляторы ёмкостью до 100 А·ч произвольным током, который регулируется в интервале 1–10 А с шагом 1 А, что будет достаточно для качественного обслуживания любого автомобильного аккумулятора.

  

Схема простого зарядного устройства с гасящими конденсаторами

В ЗУ встроен понижающий трансформатор Тр1, сетевое напряжение на него подаётся через блок гасящих конденсаторов С1-С4. Каждый из конденсаторов имеет собственный переключатель, включающий его в цепь питания трансформатора. Ёмкости конденсаторов подстроены таким образом, что переключатели S1–S4 имеют вес 1, 2, 4, 8 А соответственно.

Комбинируя положения переключателей, можно выбрать произвольный ток зарядки в диапазоне 1-10 А, с шагом 1 А. К примеру, если необходимо выставить ток 6 А, то нужно замкнуть переключатели S3 и S2. Ток в 5 А обеспечит включение переключателей S3 и S1.

Пониженное трансформатором напряжение подаётся на диодный мост, выпрямляется и выходит на клеммы Х3 и Х4, к которым подключается заряжаемая батарея. Ток зарядки измеряют амперметром PA1, а вольтметр PV1 выдаёт напряжение на клеммах батареи. Цепей защиты от разряда батареи через зарядное устройство в случае пропадания сетевого напряжения в этой схеме ЗУ нет, поскольку их роль исполняет диодный мост.

О деталях. Конденсаторы С1–С4 подбирают неполярные типа МБГО, МБГП, МБЧГ, КБГ-МН, МБМ или МБГЧ с рабочим напряжением не менее 300 В для МБГЧ и КБГ-МН и не более 600 В для приборов остальных типов.

Категорически недопустимо использование электролитических конденсаторов, даже если они рассчитаны на соответствующее напряжение. «Электролит» — полярный прибор, работающий только в цепях постоянного тока. При подключении в цепь переменного тока он просто взорвётся.

Вместо диодов Д242 можно применять любые другие, выдерживающие ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 25 В. Подходят, например, диоды Д214 или германиевые Д305. При любых условиях их нужно поставить на радиаторы. Трансформатор Тр1 обычный сетевой с выходным напряжением 24–26 В, способный обеспечить хотя бы полуторный зарядный ток. Приборы PA1 и PV2 — амперметр с пределом измерения 10–15 А и вольтметр на напряжение 20 В соответственно.

Указанное зарядное устройство можно применять и для зарядки батарей с другим напряжением (например, 6-вольтовых), но здесь необходимо учитывать, что «вес» тумблеров S1–S4 будет другой, и придётся определяться по амперметру.

Прибор для зарядки и тренировки аккумулятора

Это самодельное зарядное устройство заряжает аккумулятор пульсирующим током, причём в паузах между импульсами зарядки батарея разряжается током порядка 0,5 А. Это позволяет не только качественно зарядить батарею, но и успешно , осуществляя тренировку АКБ. Зарядный ток в импульсе может достигать 10 А, регулировка тока плавная.

Электрическая схема зарядного устройства для тренировки батарей

Сетевое напряжение понижается трансформатором Т1 до величины 25 В и подаётся на однополупериодный выпрямитель, собранный на диодах D1 и D2, включенных параллельно для увеличения мощности. Регулировка тока происходит при помощи ключа, встроенного на транзисторе VТ1, включенного в минусовую цепь зарядки. Степень открытия транзистора, а значит, и зарядный ток — регулируется с помощью переменного резистора R1. Питание резистор получает от простейшего параметрического стабилизатора R1, D3.

По окончании каждого положительного полупериода диоды запираются, и до начала следующего — батарея разряжается через балластный резистор R4. Ток разрядки фиксированный и, как было сказано выше, составляет 500 мА. Зарядный ток контролируется при помощи амперметра PA1, а напряжение на батарее вольтметром PV1.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Контролируя зарядный ток, необходимо учитывать, что его часть (около 10 %) течёт через балластный резистор R4. Кроме того, прибор показывает усреднённое значение, тогда как зарядка батареи производится только в половину периода. Поэтому, к примеру, при импульсном зарядном токе в 5 А амперметр с учётом потерь на R4 покажет 1,8 А.

Для предупреждения глубокого разряда батареи через балластный резистор при пропадании сетевого напряжения введён узел защиты, собранный на реле К1. Пока зарядное устройство работает, его обмотка находится под напряжением, а контакты К1.1 и К1.2 (включены параллельно для увеличения мощности) подключают батарею к ЗУ.  При пропадании сетевого напряжения реле отпускает, и его контакты отключают заряжаемый аккумулятор.

О деталях. На месте Т1 может работать любой силовой трансформатор, выдающий 22–25 В при токе в 5 А. Диоды D1 D2 — любые десятиамперные, выдерживающие обратное напряжение не ниже 40 В. Они установлены на общий радиатор. VТ1 — транзистор серии КТ827 с любой буквой. Его тоже нужно поставить на радиатор. Если корпус прибора металлический, то в качестве радиатора может выступать и он.

Стабилитрон D3 — любой маломощный с напряжением стабилизации 7,5–12 В. Резисторы R3 и R4 — С5-16МВ и ПЭВ-15 соответственно. В качестве К1 используется реле переменного тока РПУ-0 на напряжение срабатывания 24 В. Каждая группа его контактов выдерживает ток до 6 А.

 Полезно. При необходимости можно применять реле постоянного тока, но тогда его обмотку придётся подключить к схеме через выпрямительный мост.

Зарядное устройство для АКБ с ШИМ-регулировкой тока

Эта схема способна обеспечить зарядный ток до 6 А и выделяется небольшими габаритами, поскольку использует широтно-импульсный метод регулирования (ШИМ), а управляющий током зарядки транзистор работает в ключевом режиме, что существенно снижает рассеиваемую на нём мощность.

Электросхема зарядного устройства с ШИМ

Задающий генератор блока регулировки тока собран на элементах DD1. 1, DD1.2 микросхемы К561ЛА7, элементы DD1.3, DD1.4 — буферные. Частота генератора — 13 кГц, скважность плавно регулируется с помощью переменного резистора R3. С генератора сигнал поступает на регулирующий элемент — мощный полевой транзистор VT1, работающий в ключевом режиме.

В зависимости от положения движка переменного резистора отношение времени открытия транзистора к его закрытому состоянию меняется, а значит, изменяется и средний ток зарядки батареи, который можно контролировать при помощи амперметра PA1.

Питание микросхема получает от простейшего параметрического стабилизатора, собранного на элементах R1, VD4. Сам стабилизатор подключен к выпрямительному мосту, обеспечивающему напряжение зарядки. Из соображений компактности, диодный мост собран на полупроводниках Шоттки с незначительным падением напряжения. Лампа EL1 — индикаторная.

О деталях. Вторичная обмотка трансформатора Т1 должна обеспечивать ток 6–7 А при напряжении 16–20 В. Если использовать трансформатор, у вторичной обмотки которого есть отвод от середины, то выпрямитель можно собрать по схеме, приведённой ниже, сократив число выпрямительных диодов вдвое.

Двухполупериодный выпрямитель на двух диодах

В мостовом выпрямителе используется диодная сборка VD1.1 VD1.2 и два отдельных диода VD3 и VD4. Все элементы установлены на общий радиатор 160х45 мм через слюдяные прокладки. При необходимости диоды Шоттки можно заменить обычными выпрямительными, но габариты устройства при этом увеличатся, поскольку понадобится радиатор большего размера. При замене необходимо учитывать, что диоды должны выдерживать ток 10 А и обратное напряжение не менее 40 В.

Если зарядный ток не будет превышать 5 А, то транзистор VT1 устанавливать на радиатор не нужно. При большем токе понадобится радиатор — медная или алюминиевая пластина размером 50х50х1 мм.

В качестве амперметра используется индикатор записи магнитофона М476/2, включенный параллельно с шунтом. Шунт представляет собой кусок медного обмоточного провода ПЭВ-2 1,5, намотанный на оправку диаметром 8 мм. Количество витков — 16, сопротивление — около 0,1 Ом.

Зарядное устройство с фазоимпульсной регулировкой

Это мощное зарядное устройство славится тем, что собрано из доступных советских деталей, которые наверняка найдутся у любого радиотехника. Прибор обеспечивает плавную регулировку тока в пределах 0 … 10 А и пригоден для зарядки аккумуляторов ёмкостью до 100 А·ч.

Схема зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов с фазоимпульсной регулировкой

Это обычный тиристорный регулятор напряжения с фазоимпульсным управлением. Роль элемента управления выполняет аналог однопереходного транзистора, сделанный на двух биполярных приборах VT1 и VT2. Изменяя сопротивление переменного резистора R1, мы меняем время задержки открывания тиристора относительно начала полупериода, а значит, и ток зарядки, который контролируется по показаниям амперметра PA1. Для измерения напряжения на клеммах батареи служит прибор PV1. Питается устройство от мостового выпрямителя VD1–VD4, подключенного к понижающему трансформатору Т1.

О деталях. Вместо заданного на схеме тиристора КУ202В можно использовать КУ202 с буквами Г–Е, а также более мощные Т-160 и Т-250. Диоды VD1–VD4 — обычные выпрямительные с обратным напряжением не менее 40 В и выдерживающие ток 10 А. Подойдут, например, Д242, Д243, Д245, КД203, КД210, КД213 и т. п.

Тиристор и выпрямительные диоды необходимо установить на радиаторы с эффективной площадью рассеяния 100 см² каждый. Если используется мощный тиристор серии «Т», то на радиатор его ставить не нужно. В качестве Т1 можно использовать любой силовой трансформатор, обеспечивающий ток 10 А при напряжении 18–22 В. Отлично подойдёт, к примеру ТН-61, имеющий три обмотки по 6,3 В при токе 8 А. Этого вполне достаточно для зарядки батареи ёмкостью до 80 А·ч.

Транзистор КТ361А можно заменить на КТ361б – КТ361Е, КТ502В, КТ3107А, КТ501Ж – КТ501К, КТ502Г. На месте VT2 может работать КТ315А-КТ315Д, КТ3102А, КТ312Б. Вместо диода КД 105Д подойдут КД105Г, КД105В, Д226 (с любым индексом). Измерительный прибор PA1 — амперметр с пределом измерения 10–15 А или микроамперметр с соответствующим шунтом. PV1 — вольтметр с пределом измерения 15–20 В.

Зарядное устройство с регулировкой по высокому напряжению (по первичной обмотке)

Это устройство отличается от предыдущих тем, что тиристорный регулятор зарядного тока расположен в цепи первичной обмотки силового трансформатора. При помощи этого ЗУ можно заряжать батареи током до 6 А. Поскольку коммутируемые токи по напряжению 220 В будут намного меньше, чем по низкому, радиатор регулирующему элементу не нужен. Кроме того, амперметр PA1 не имеет громоздкого шунта, а значит, устройство получается несколько компактнее.

Зарядное устройство с регулировкой по высокому напряжению

В этой схеме используется всё тот же фазоимпульсный метод. Поскольку тиристор не может работать в цепях переменного тока, он включен через диодный мост  VD1–VD4. Управляет тиристором однопереходный транзистор VT1. Задержка его открывания от начала полупериода зависит от положения движка переменного резистора R5. Именно им и регулируется зарядный ток.

В момент открытия тиристор шунтирует диодный мост, и всё сетевое напряжение прикладывается к первичной обмотке T1. При этом со вторичной обмотки снимается напряжение определённой величины (0–20 В, в зависимости от положения движка переменного резистора R5) и, пройдя через выпрямитель VD5–VD8, поступает на клеммы заряжаемого аккумулятора. Узел измерения тока собран на микроамперметре, зашунтированном резистором R1. Резистор R2 служит для калибровки прибора. Лампа HL1 — индикаторная.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Вольтметра это зарядное устройство не имеет, поэтому контролировать напряжение на клеммах заряжаемого аккумулятора придётся внешним вольтметром, к примеру, тестером. Впрочем, ничего не мешает просто встроить вольтметр в прибор.

О деталях. На месте VD1–VD4 могут работать диоды Д231–Д234, Д245, Д247 с любым буквенным индексом, КД202 с буквами К, М, Р. Радиаторы им, как и тиристору, не нужны. Вместо германиевых Д305 в низковольтном выпрямителе можно использовать Д231–Д233 без буквенного индекса или с буквой А. Их придётся установить на радиаторы с площадью поверхности 100 см².

Конденсатор С1 должен иметь по возможности меньший ТКЕ, иначе при прогреве устройства зарядный ток «поплывёт». Подойдут конденсаторы типа К73-17 или К73-24. Трансформатор Т1 должен обеспечивать на вторичной обмотке напряжение 18–22 В при токе нагрузки 6–7 А. Микроамперметр (PA1) можно взять любой с током полного отклонения 100 мкА.

Важно! Все элементы зарядного устройства, включенные в цепь первичной обмотки, во время работы прибора находятся под опасным для жизни напряжением. Перед любой перепайкой или изменением схемы обязательно отключаем конструкцию от сети, а на шток переменного резистора R5 надеваем ручку из изоляционного материала.

Автоматическое зарядное устройство из драйвера для светодиодных лент

Драйвер для питания светодиодных лент, если он достаточно мощный (не менее 100 Вт), — готовое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Единственное, что нас не устраивает — это выходное напряжение. Драйвер выдаёт 12 вольт, конечное напряжение зарядки свинцово-кислотного аккумулятора — 13,8 В. Если учесть падение напряжения на зарядных проводах, то нам нужно заставить выдавать блок питания 14,0–14,4 вольта (зависит от толщины проводов). Этим и займёмся.

Для эксперимента возьмём драйвер мощностью 110 Вт — он сможет развить зарядный ток в 7,6 А — более чем достаточно для любого автомобильного аккумулятора. Взглянем на типовую схему драйвера китайского производства:

Типовая схема драйвера для светодиодной ленты китайского производства

Нас интересует подстроечный резистор P1 (справа вверху на блоке «Выпрямитель 12 В»). Подключаем к выходу устройства вольтметр, само устройство подключаем к сети. Небольшой отвёрткой вращаем ползунок подстроечного резистора (на плате он обозначен «VR»), пытаясь поднять напряжение до 14,0–14,4 В. Скорее всего, сделать это не удастся — слишком велика разница. На нашем блоке напряжение удалось вытянуть лишь до 13,26 В.

Диапазона регулировки подстроечного резистора нам не хватило

Тут есть два варианта:

1. Заменить подстроечный резистор другим, большего номинала.
2. Заменить постоянный резистор R37, стоящий в делителе, другим, меньшего номинала.

Воспользуемся вторым вариантом. Но тут возникает непредвиденная проблема — нумерация элементов на нашем блоке и на схеме не совпадают. «Пляшем» от подстроечного резистора, разбираясь в дорожках, и выясняем, что на нашей плате этот резистор обозначен «R30».

Нас интересует резистор R30

На схеме он имеет номинал 2,2 кОм, но мы рисковать не будем, поскольку схема явно не родная — выпаиваем его и измеряем сопротивление омметром. Результат — 5 кОм.

Номинал нашего R30 составил 5 кОм

Берём переменный резистор того же номинала, впаиваем на место R30, выводим движок на максимальное сопротивление и включаем блок питания в сеть. Постепенно уменьшая сопротивление, устанавливаем необходимую величину выходного напряжения.

Напряжение на выходе составляет 14,5 В

Здесь оно несколько выше нужного, но позже мы подгоним его более точно штатным подстроечным резистором VR.

Важно! Движок переменного резистора крутим очень осторожно, стараясь не поднимать напряжение выше 15 В, поскольку сглаживающие конденсаторы в фильтре драйвера рассчитаны на максимальное напряжение в 16 В.

Выпаиваем переменный резистор, измеряем его сопротивление.

Нам нужен постоянный резистор сопротивлением 4,5 кОм

Такого номинала не существует, устанавливаем ближайший — 4,6 кОм. Снова включаем устройство, штатным подстроечным резистором VR выставляем выходное напряжение 14,0– 14,4 В. Собираем блок — и у нас в руках готовое зарядное устройство со стабилизированным выходным напряжением.

Особая прелесть такого решения состоит в том, что устройство является автоматическим и никогда не перезарядит батарею, даже если мы забудем вовремя снять её с зарядки. Идеальное решение для AGM и гелевых батарей, которые очень боятся перезаряда.

Зарядное устройство из блока питания ПК

Это устройство тоже является автоматическим — оно, как и предыдущая конструкция, не даст перезарядить аккумуляторную батарею, поскольку работает в режиме стабилизации напряжения и по окончании зарядки ток через аккумулятор падает до 0. Доработке будет подвергаться блок питания персонального компьютера, собранный на ШИМ-микросхеме TL494 или её аналогах, список которых приведён в табличке ниже.

Аналоги микросхемы TL494 

Прибор	Описание		Прибор	Описание
GL494	Зарубежный полный аналог		M5T494P	Зарубежный полный аналог
IR9494N			MB3759
MB3759			UA494PC
NE5561			UC494
UPC494			UC494CN
XR494			UPC494C
ECG1729			MB3759
IR3M02			UA494DM
IR9494			IR9494
MB3759			MB3759
UPC494C			1114ЕУ3	Отечественный полный аналог
UA494DC			1114ЕУ4
ECG1729			1114ЕУЗ
HA11794			К1114ЕУ3
IR3M02			КР1114ЕУ4

Итак, разбираем блок, вынимаем из корпуса плату. Из платы выпаиваем все питающие провода, кроме зеленого. Он служит для запуска БП материнской платой. Нам подобное управление не нужно, а потому этот провод мы просто припаиваем к площадкам, к которым раньше припаивались чёрные провода (иначе говоря — замыкаем на минус), чтобы блок питания запускался сразу после подачи на него 220 В.

Зелёный провод управления припаиваем к минусовой шине питания

Теперь к площадкам, к которым подпаивались жёлтые и чёрные провода, припаиваем два толстых провода с «крокодилами» для подключения к аккумулятору. Тот, который подпаивается вместо жёлтых, будет плюсовым, а вместо чёрных — минусовым.

Теперь нужно заставить БП выдавать вместо 12 В нужные для зарядки свинцового аккумулятора 13,8–14 В (14,4 с учётом падения напряжения на проводах под нагрузкой). Делаем это точно так же, как и в предыдущей конструкции, — заменой резистора на прибор другого номинала.

Находим первый вывод микросхемы TL494 или её аналога, ориентируясь по ключу-выемке на корпусе прибора. На фото ниже первый вывод помечен красной, а сам ключ — зелёными стрелками.

Нумерация выводов ведётся от ключа против часовой стрелки

Переворачиваем плату и по дорожке, ведущей от этого вывода, определяем, что к нему подпаяны три резистора. Нас интересует тот, который вторым выводом подключен к шине +12 В. На фото ниже он помечен красным лаком.

Нас интересует этот резистор

Номинал этого резистора нужно изменить (увеличить), но на сколько? Выпаиваем его и замеряем сопротивление. В нашем случае сопротивление составило 38 кОм. Берём переменный резистор примерно вчетверо большего номинала, выставляем движком сопротивление 38 кОм и впаиваем его вместо того, который выпаяли. Плавно увеличивая сопротивление, выставляем выходное напряжение на значение 14,4 В.

Установка выходного напряжения при помощи переменного резистора

Важно! Для каждого блока питания номинал этого резистора будет разный, т. к. схемы и детали в блоках разные, но алгоритм изменения напряжения один для всех. При поднятии напряжения свыше 15 В, может быть сорвана генерация ШИМ. После этого блок придётся перезагружать, предварительно уменьшив сопротивление переменного резистора.

Выпаиваем переменный резистор, измеряем его сопротивление, подбираем постоянный ближайшего номинала, впаиваем. Проверяем наше зарядное устройство, нагрузив его лампочкой от автомобильной фары и контролируя выходное напряжение под нагрузкой. Оно должно остаться практически тем же — 14 В.

Под нагрузкой выходное напряжение «просело» на несколько десятых — это нормально

Как заряжать аккумулятор от самодельного устройства

Зарядка аккумулятора самодельным устройством ничем не отличается от зарядки промышленным прибором.

1. Выводим регулятор тока в «0».
2. Подключаем заряжаемый аккумулятор к клеммам ЗУ.
3. Подаём питание на ЗУ.
4. Устанавливаем необходимый ток зарядки.
5. При напряжении 13,2–13,4 В на клеммах батареи уменьшаем ток вдвое.
6. При напряжении на клеммах 13,8 В выводим регулятор тока в «0», выключаем питание ЗУ, отключаем аккумулятор.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

В двух последних конструкциях контролировать напряжение на батарее не нужно — как только аккумулятор зарядится, ток зарядки станет равным нулю.

Вот в принципе и всё о самодельных зарядных устройствах. Прочитав этот материал, мы без труда сможем подобрать наиболее подходящую схему зарядного устройства и повторить её.

Схемы зарядных устройств для аккумуляторов и батарей

Зарядное устройство для батареи из двух Ni-MH аккумуляторов АА от USB

Несмотря на то, что сейчас есть очень много портативной аппаратуры, питающейся от встроенных аккумуляторов, остается еще и много аппаратуры, рассчитанной на питание от гальванических элементов типо-размера «ААА» или «АА». Это создает определенные трудности эксплуатации, потому …

1 265 0

Простейшее зарядное устройство для двух Ni-Mh пальчиковых аккумуляторов типа AA

Сейчас уже почти вся портативная электроника питается от встроенных аккумуляторов и заряжается от универсальных зарядных устройств с разъемами типа USB.

Но, несмотря на это, большинство портативных радиовещательных приемников по-прежнему питаются от гальванических батарей …

1 189 0

Блок заряда и питания от Li-ion аккумулятора для пульта управления

ИК — пульт дистанционного управления (ИК ПДУ) Lotos модели RM-909E позволяет управлять десятью единицами разных видов бытовой техники, содержит в своей базе сотни групп кодов, которые подходят для нескольких тысяч моделей телевизоров, DVD-проигрывателей и другого мультимедийного оборудования.

0 618 0

Схема устройства питания на основе миниатюрного аккумулятора 3.7В-4.2В от сотового телефона

Еще совсем недавно, да впрочем, и сейчас, есть много аппаратуры, питающейся от гальванических батарей, обычно, это два элемента по 1,5V, то есть 3V. Это и пульты ДУ, и приемники, и игрушки и многое еще чего Конечно, есть альтернатива, — «пальчиковые» аккумуляторы по 1.2V. Но тут две …

4 814 0

Схема зарядного устройства для никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов

Самодельное зарядное устройство для никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов, принципиальная схема. Чтобы аккумулятор служил долго нужно обеспечить его оптимальный режим, как зарядки, так и разрядки. Никель-кадмиевым аккумуляторам присущ так называемый «эффект памяти». Заключающийся в том, что …

1 1743 1

Схема зарядного устройства с таймером для АА и ААА аккумуляторов

Зарядные устройства, продающиеся в магазинах обычно очень просты и обеспечивают быстрый режим заряда, при котором аккумулятор стареет значительно быстрее. Более безопасно заряжать аккумулятор номинальным зарядным током (0,2 от паспортной емкости), но это требует много времени, и это время …

1 1886 2

Зарядные устройства для телефона в автомобиле, две схемы

Схема зарядного устройства показана на рисунке 2, это DC-DC преобразователь, дающий стабильное напряжение +5V при токе до 0,5А, и входном напряжении в пределах 7-18V. Посмотрев на схему, может возникнуть вопрос, — зачем такие сложности, когда, казалось бы, можно обойтись одной «кренкой»? Вопрос …

0 1646 0

Как использовать зарядку от телефона +5В для NiCd и NiMH аккумуляторов

Принципиальная схема приставки к сетевому адаптеру мобильного телефона, что позволяет заряжать NiCd и NiMH аккумуляторы. Стоимость «сухих батареек» сейчас уже достаточно высока, и вполне сравнима со стоимостью аккумуляторов. Но аккумуляторы можно заряжать. В большинстве устройств, питающихся от «сухих элементов» напряжением 1,5V …

1 3165 0

Автоматическое зарядное устройство для кислотно-свинцовых батарей

После преждевременного выхода из строя аккумулятора в одном из многих устройств(вероятно, из-за того, что я забыл сделать подзарядку согласно рекомендуемому графику), я начал искать автоматическое зарядное устройство. SLA-батареи обычно называют гелеевыми элементами, так как электролит представляет …

2 3290 0

Зарядное устройство для ноутбука ASUS М5200

Я владелец малогабаритного ноутбука ASUS М5200. По роду деятельности мне приходится много ездить, и ноутбук постоянно со мной. В поездке пользуюсь ноутбуком эпизодически. К сожалению, штатный аккумулятор ноутбука довольно быстро разряжается, причем это происходит в самый неподходящий …

1 2324 0

1 2  3  4  5  . .. 8 

Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:

Электрическая схема зарядного устройства

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

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

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

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

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

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

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

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

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

T = (E/I) ∙ 1.5

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Смотрите также схемы:

СХЕМА АВТОМОБИЛЬНОГО ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА

     Предлагаю вашему вниманию схему простейшего втомобильного зарядного устройства. Почти с каждым автовладельцем случалось , что сел аккумулятор. В таком случаи на помощь придёт электроника. Конечно можно купить промышленную зарядку, но если вы настоящий радиолюбитель — попробуйте всё-же собрать её сами. Схема ЗУ приведена на рис.1  

     Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов в собранном виде показано на рис.2 , рис.3.  

     Принцип работы ЗУ: Для начала процесса зарядки нужно подключить АБ к ЗУ соблюдая полярность на приборе и на самом аккумуляторе. Затем можно подключать прибор к сети Х1 220В.Конденсатор С1 служит для защиты трансформатора Т1 от скачков энергии в сети. Через понижающий трансформатор напряжение поступает на диод VD1 , амперметр РА1, и через сглаживающий конденсатор на гнёзда Х2.Цепочка R1, VD2 – защита в случае пробоя основного диода VD1, который установлен на радиаторе. Сопротивление R1 –ограничитель по току и напряжению для светодиода HL1, который сигнализирует о процессе зарядки.

     Детали: Х1 – сетевая вилка, FU1-предохранитель на 3А, SA1-микротумблер МТ3(сдвоенный). T1-понижающий трансформатор ТС-160-3 с выходом напряжения на вторичной обмотке 14.8 вольт. Также можно использовать любой другой. VD1- КД213А установленный на радиаторе. VD2- серии Д9Г. HL1- Светодиод красного свечения АЛ307Б. РА1 – Амперметр с приделом измерения 5А (Правильно отшунтированый). С2- конденсатор электролитический полярный 470мк*50в., можно заменить на любой другой с ёмкостью в пределах 500 — 2000 микрофарад. X2- «барашки».

     Налаживание: Правильно собранная схема зарядного устройства работает сразу и в налаживании не нуждается. Материал прислал: Александр Кузьмин. e-mail: [email protected] 

     Форум по зарядным устройствам

   Форум по обсуждению материала СХЕМА АВТОМОБИЛЬНОГО ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА

Схема простого зарядного устройства аккумулятора » Паятель.Ру

Нарушение режима эксплуатации аккумулятора (вследствие неправильной работы реле-регулятора автомобиля, или длительного хранения) почти всегда приводит к сульфатизации пластин. В результате внутреннее сопротивление батареи возрастает, и даже в заряженном виде она не может выдать необходимый пусковой ток. Наиболее простой способ реанимации такой батареи это зарядка в тренировочном режиме, когда за один период сетевого напряжение происходит зарядка аккумулятора током в 5-10 ниже емкости батареи, в течении одного полупериода, и разрядка током в 50-100 раз ниже емкости батареи.

Обычно, после десяти часов такого режима большинство засульфатизированных аккумуляторов приходит в норму.

На рисунке показана схема простейшего устройства, реализующего такой режим. Во время положительного полупериода на базе составного транзистора появляется открывающее напряжение, которое устанавливается резисторами R1 и R2. Транзистор открывается и через него на аккумулятор поступает зарядный ток. Величина этого тока зависит от степени открывания VT1, а значит от положения движка R2. Зарядный ток, протекающий через батарею измеряется амперметром Р1.

С переходом сетевого напряжения через нуль транзистор VT1 закрывается, и в течении отрицательной полуволны сетевого напряжения происходит разрядка аккумулятора через мощный резистор R3.

Вольтметр Р2 служит для наблюдения за напряжением на аккумуляторе. Нельзя допускать чтобы оно было больше 14В.

Если аккумулятор сильно засульфатизирован, его внутреннее сопротивление будет велико, и даже при небольшом токе зарядки на нем будет падать повышенное напряжение (16-17В), этого допускать нельзя, и на первом этапе реанимации нужно резистором R2 установить такой ток, при котором напряжение на аккумуляторе будет не больше 14-14,5В, а затем, через 15-30 минут, постепенно увеличивать ток наблюдая чтобы напряжение не превышало 14 В.

Максимальный ток, который выдает это устройство, до 15 А, при необходимости ускоренной зарядке аккумулятора, можно устанавливать ток 10-12 А. Но при этом нужно следить за тем чтобы электролит не закипал (снять одну из крышечек, и если будет видно активное пузырение, уменьшить ток до такого уровня чтобы его не было).

Диоды Д242 можно заменить любыми другими диодами на ток не ниже 10 А, например КД213, Д243, КД202. Транзистор КТ827 можно заменить на КТ825, но при этом изменить полярность подключения диодов, Р1, Р2 и аккумулятора.

Амперметр Р1 — на ток до 3-5 А, но его шкалу нужно переградуировать, потому что его показания будут в 2,5 раза занижены, то есть если амперметр показывает 3 А, то на самом деле это 7,5 А. Вольтметр любой постоянного тока. Показания вольтметра корректировать не нужно, но они будут реальными только при подключенном аккумуляторе.

В качестве основы для трансформатора используется силовой трансформатор ТС200 (можно и ТС 180) от старых ламповых телевизоров. Нужно удалить все его вторичные обмотки, затем намотать новые, — две обмотки по 40 витков (на разных катушках трансформатора). А затем соединить их так же как соединены сетевые обмотки.

Транзистор и диоды должны быть на радиаторах, особенно транзистор. В качестве радиатора для транзистора можно использовать металлический корпус устройства, но при этом не соединять его с другими цепями, либо изолировать транзистор диэлектрическими прокладками (слюда).

Для диодов в качестве радиатора можно использовать металлический кронштейн площадью не менее 50 см2, который укрепить внутри корпуса на изоляционных стойках, чтобы он не имен контакта с корпусом устройства.

Автоматическое зарядное устройство на 6 А своими руками

Всем любителям самодельных девайсов привет. Хотел бы представить на ваш суд зарядное устройство, которое недавно сделал для своей старенькой BMW (точнее для её аккумулятора 60 А).

Схема автоматического зарядного устройства на 6 А

Плата, спроектированная в первоисточнике, была слишком сложной, поэтому разработал свою, более простую.

Вот некоторые данные по деталям, которые могут быть полезны при повторении ЗУ:

1. Трансформатор 150VA 220 / 18 В
2. Мост диодный 25 A на 1000 В
3. Резисторы: R1 0,69 Ом 50 Вт; R1 2,2 Ом 50 Вт
4. Предохранители: 220 В, 5А; на выходе для защиты аккумуляторной батареи 10 А.

Тиристор BT-151 на радиаторе прикрученном к корпусу, нагревается слабо — до 40 градусов. Мостовой выпрямитель нагревается сильнее. Резистор R1 (собран из двух) такой горячий, что можно сделать из него радиатор на зиму. Тут использовал 50 Вт, потому что 10 Вт были совсем уж горячими. Корпус, к которому привинчены эти резисторы, локально не нагревается более чем до 70 градусов при длительном максимальном токе в 6 А.

Первый переключатель слева включает источник питания — трансформатор, второй — резистор R1 и третий переключатель другой R1 (резисторы R1 могут работать параллельно).

Провода сильноточных цепей имеют поперечное сечение 2,5 мм2, за исключением проводов, идущих к батарее, которые длинной 3 м и имеют поперечное сечение 4 мм2.

Первоначально трансформатор питал галогенное освещение 11,5 В, домотал катушку и все было закреплено лентой, пропитанной эпоксидной смолой. Корпус зарядки от поврежденного дешманского выпрямителя из Китая.

Все поверхности, через которые проходят тепловые потоки, смазаны силиконовой термопастой. Блок должен работать снаружи и в гараже, поэтому попытался по максимуму защитить от влаги, покрасив плату электроизоляционным лаком и используя термоусадочные трубки.

Зарядное устройство прекрасно заряжает, оно на самом деле работает до 14,4 В, а затем снова включается при 13,2 В (так его отрегулировал). Стоимость сборки может быть вообще околонулевой, если имеются основные детали (тиристор и трансформатор).

 

Размер составляет около 95 x 47 мм, прежде всего дал пол ватта всем резисторам. BC177 сменил на BC307. Кроме того, подготовил место и колодки с отверстиями для двух силовых резисторов (R1), первое даже для разных размеров этого резистора (несколько отверстий на выбор). Неизвестно, подходят ли винтовые разъемы для такого уровня токовой нагрузки, но есть смысл снабдить плату разъемами, чтобы не было необходимости паять провода непосредственно к печатной плате. Пусть это будет модуль который легко собирать и разбирать.

Более сложный вариант зарядного устройства для автомобильных 50-60 А аккумуляторов смотрите тут.

Разработка индивидуальной схемы зарядного устройства

Я разработал и опубликовал множество схем зарядного устройства на этом веб-сайте, однако читатели часто путаются при выборе правильной схемы зарядного устройства для своих индивидуальных приложений. И я должен подробно объяснить каждому из читателей, как настроить данную схему зарядного устройства для их конкретных нужд.

Это занимает довольно много времени, так как это то же самое, что я должен время от времени объяснять каждому из читателей.

Это побудило меня опубликовать этот пост, в котором я попытался объяснить стандартную конструкцию зарядного устройства и способы ее настройки несколькими способами в соответствии с индивидуальными предпочтениями с точки зрения напряжения, тока, автоматического отключения или полуавтоматических операций.

Правильная зарядка аккумулятора имеет решающее значение

Три основных параметра, которые необходимы всем аккумуляторам для оптимальной и безопасной зарядки:

1. Постоянное напряжение.
2. Постоянный ток.
3. Автоматическое отключение.

Итак, по сути, это три основные вещи, которые необходимо применить для успешной зарядки аккумулятора, а также убедиться, что это не влияет на срок службы аккумулятора.

Несколько расширенных и дополнительных условий:

Управление температурой.

и Пошаговая зарядка.

Два вышеуказанных критерия особенно рекомендуются для литий-ионных аккумуляторов, в то время как они могут быть не столь важны для свинцово-кислотных аккумуляторов (хотя нет никакого вреда в их реализации для тех же самых)

Давайте разберемся с вышеуказанными условиями поэтапно и посмотрите, как можно настроить требования в соответствии со следующими инструкциями:

Важность постоянного напряжения:

Все батареи рекомендуется заряжать при напряжении, которое может быть примерно на 17-18% выше, чем напряжение батареи, указанное на бумаге. , и этот уровень не должен сильно увеличиваться или колебаться.

Следовательно, для аккумулятора 12 В значение составляет около 14,2 В, и его не следует сильно увеличивать.

Это требование называется требованием постоянного напряжения.

С появлением на сегодняшний день большого количества микросхем стабилизаторов напряжения создание зарядного устройства постоянного напряжения занимает считанные минуты.

Наиболее популярными среди этих микросхем являются LM317 (1,5 ампер), LM338 (5 ампер), LM396 (10 ампер). Все это микросхемы регулируемого регулятора напряжения, которые позволяют пользователю устанавливать любое желаемое постоянное напряжение от 1 до 1.От 25 до 32 В (не для LM396).

Для достижения постоянного напряжения можно использовать микросхему LM338, которая подходит для большинства батарей.

Вот пример схемы, которую можно использовать для зарядки любой батареи от 1,25 до 32 В постоянным напряжением.

Схема зарядного устройства постоянного напряжения

Варьирование потенциометра 5 кОм позволяет установить любое желаемое постоянное напряжение на конденсаторе C2 (Vout), которое можно использовать для зарядки подключенной батареи через эти точки.

Для фиксированного напряжения вы можете заменить R2 на фиксированный резистор, используя эту формулу:

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

Где VREF = 1,25

Поскольку IADJ слишком мал его можно игнорировать

Хотя может потребоваться постоянное напряжение, в местах, где напряжение от входной сети переменного тока не меняется слишком сильно (вполне приемлемо повышение / понижение на 5%), можно полностью исключить указанную выше схему и забыть о ней. коэффициент постоянного напряжения.

Это означает, что мы можем просто использовать трансформатор с правильными номиналами для зарядки аккумулятора, не учитывая условия постоянного напряжения, при условии, что входная сеть достаточно надежна с точки зрения его колебаний.

Сегодня, с появлением устройств SMPS, вышеупомянутая проблема полностью становится несущественной, поскольку все SMPS являются источниками питания постоянного напряжения и обладают высокой надежностью с учетом своих характеристик, поэтому, если доступен SMPS, указанная выше схема LM338 может быть определенно исключена.

Но обычно SMPS поставляется с фиксированным напряжением, поэтому в этом случае его настройка для конкретной батареи может стать проблемой, и вам, возможно, придется выбрать универсальную схему LM338, как описано выше … или если вы все еще хотите Чтобы избежать этого, вы можете просто изменить саму схему SMPS для получения желаемого зарядного напряжения.

В следующем разделе поясняется разработка индивидуальной схемы управления током для конкретного выбранного зарядного устройства.

Добавление постоянного тока

Так же, как и параметр «постоянное напряжение», рекомендуемый зарядный ток для конкретной батареи не должен сильно увеличиваться или колебаться.

Для свинцово-кислотных аккумуляторов скорость зарядки должна составлять примерно 1/10 или 2/10 от напечатанного значения Ач (ампер-часов) аккумулятора.это означает, что если батарея рассчитана, скажем, на 100 Ач, то ее зарядный ток (ампер) рекомендуется на уровне 100/10 = минимум 10 ампер или (100 x 2) / 10 = 200/10 = 20 ампер максимум, это значение должно не увеличивать, желательно для поддержания нормального состояния батареи.

Однако для литий-ионных или липоаккумуляторных батарей критерий совершенно другой, для этих аккумуляторов скорость зарядки может быть такой же высокой, как и их скорость в ампер-часах, что означает, что если спецификация AH литий-ионной батареи составляет 2,2 Ач, то можно заряжать он на том же уровне, что и на 2.2 ампера. Здесь не нужно ничего делить и заниматься какими-либо вычислениями.

Для реализации функции постоянного тока снова становится полезным LM338, и его можно настроить для достижения параметра с высокой степенью точности.

Приведенные ниже схемы показывают, как ИС может быть сконфигурирована для реализации зарядного устройства с регулируемым током.

---

Убедитесь, что ознакомились с этой статьей , которая предоставляет отличную и настраиваемую схему зарядного устройства.

---

Схема зарядного устройства с постоянным и постоянным током

Как обсуждалось в предыдущем разделе, если входная сеть достаточно постоянна, вы можете проигнорировать правую секцию LM338 и просто использовать левую схему ограничителя тока с либо трансформатор, либо SMPS, как показано ниже:

В приведенной выше конструкции напряжение трансформатора может быть рассчитано на уровне напряжения батареи, но после выпрямления оно может быть немного выше указанного напряжения зарядки батареи.

Этой проблемой можно пренебречь, поскольку подключенная функция контроля тока заставит напряжение автоматически понижать избыточное напряжение до безопасного уровня напряжения зарядки аккумулятора.

R1 можно настроить в соответствии с потребностями, следуя инструкциям, представленным ЗДЕСЬ.

Диоды должны иметь соответствующий номинал в зависимости от зарядного тока и предпочтительно должны быть намного выше, чем указанный уровень зарядного тока.

Настройка тока для зарядки аккумулятора

В приведенных выше схемах указанная микросхема LM338 рассчитана на ток не более 5 ампер, что делает ее пригодной только для аккумуляторов до 50 Ач, однако у вас могут быть батареи с гораздо более высоким номиналом в порядка 100, 200 или даже 500 ах.

Для них может потребоваться зарядка с соответствующими более высокими значениями тока, которых может быть недостаточно для одного LM338.

Чтобы исправить это, можно модернизировать или улучшить ИС, добавив больше ИС параллельно, как показано в следующем примере статьи:

Схема зарядного устройства на 25 А

В приведенном выше примере конфигурация выглядит немного сложной из-за включения операционного усилителя. , однако небольшая работа показывает, что на самом деле микросхемы могут быть добавлены напрямую параллельно для увеличения выходного тока при условии, что все микросхемы установлены на общем радиаторе, см. диаграмму ниже:

Любое количество микросхем может быть добавлено в показанный формат для достижения любого желаемого предела тока, однако для получения оптимального отклика от конструкции необходимо обеспечить две вещи:

Все микросхемы должны быть установлены на общем радиаторе, а все резисторы ограничения тока (R1) должны быть фиксируется с точно совпадающим значением, оба параметра необходимы для обеспечения равномерного распределения тепла между ИС и, следовательно, равного распределения тока на выходе для подключенной батареи .

До сих пор мы узнали, как настроить постоянное напряжение и постоянный ток для конкретного приложения зарядного устройства.

Однако без автоматического отключения схема зарядного устройства может быть неполной и совершенно небезопасной.

До сих пор в наших уроках по зарядке аккумулятора мы узнали, как настроить параметр постоянного напряжения при сборке зарядного устройства, в следующих разделах мы попытаемся понять, как реализовать автоматическое отключение полной зарядки для обеспечения безопасной зарядки аккумулятора. подключенный аккумулятор.

Добавление автоматического отключения в зарядное устройство

В этом разделе мы узнаем, как можно добавить автоматическое отключение в зарядное устройство, что является одним из наиболее важных аспектов в таких схемах.

Простой каскад автоматического отключения может быть включен и настроен в выбранную схему зарядного устройства путем включения компаратора операционного усилителя.

Операционный усилитель может быть расположен так, чтобы обнаруживать повышение напряжения батареи во время ее зарядки и отключать зарядное напряжение, как только напряжение достигает полного уровня заряда батареи.

Возможно, вы уже видели эту реализацию в большинстве схем автоматического зарядного устройства, опубликованных на данный момент в этом блоге.

Концепцию можно полностью понять с помощью следующего пояснения и показанной имитации схемы в формате GIF:

ПРИМЕЧАНИЕ. Используйте замыкающий контакт реле для входа зарядки вместо показанного Н. Это гарантирует, что реле не будет дребезжать при отсутствии батареи. Чтобы это работало, также не забудьте поменять местами входные контакты (2 и 3) друг с другом .

В приведенном выше эффекте моделирования мы видим, что операционный усилитель настроен как датчик напряжения батареи для определения порогового значения избыточного заряда и отключения питания батареи, как только это обнаруживается.

Предустановка на выводе (+) ИС настраивается таким образом, что при полном напряжении батареи (здесь 14,2 В) контакт № 3 приобретает более высокий потенциал, чем вывод (-) ИС, который фиксируется опорным сигналом. напряжение 4,7В с стабилитроном.

Вышеупомянутый источник «постоянного напряжения» и «постоянного тока» подключается к цепи, а аккумулятор — через замыкающий контакт реле.

Первоначально напряжение питания и аккумулятор отключены от цепи.

Во-первых, разряженный аккумулятор может быть подключен к цепи, как только это будет сделано, операционный усилитель обнаруживает потенциал, который ниже (10,5 В, как предполагается здесь), чем уровень полного заряда, и из-за этого загорается КРАСНЫЙ светодиод. горит, указывая на то, что уровень заряда аккумулятора ниже полного.

Затем включается входной зарядный источник питания 14,2 В.

Как только это будет сделано, входное напряжение мгновенно опустится до напряжения аккумулятора и достигнет 10.Уровень 5В.

Начинается процедура зарядки, и аккумулятор начинает заряжаться.

По мере увеличения напряжения на клеммах аккумулятора в процессе зарядки, напряжение на контакте (+) также соответственно увеличивается.

И в тот момент, когда напряжение батареи достигает полного входного уровня, то есть уровня 14,3 В, вывод (+) также пропорционально достигает 4,8 В, что чуть выше напряжения на выводе (-).

Это мгновенно заставляет выходной сигнал операционного усилителя повышаться.

Теперь КРАСНЫЙ светодиод погаснет, а зеленый светодиод загорится, указывая на действие переключения, а также на то, что аккумулятор полностью заряжен.

Однако то, что может произойти после этого, не показано в приведенном выше моделировании. Мы узнаем это из следующего объяснения:

Как только реле сработает, напряжение на клеммах батареи быстро упадет и восстановится до некоторого более низкого уровня, поскольку батарея 12 В никогда не будет поддерживать уровень 14 В постоянно и будет пытаться достичь 12.Отметка 8V примерно.

В настоящее время, в связи с этим условием, штифт (+) напряжение будет снова испытывать падение ниже заданного опорного уровня с помощью штифта (-), который будет еще раз подсказка реле отключается, и процесс зарядки будет снова инициирован .

Это переключение реле ВКЛ / ВЫКЛ будет продолжать циклически повторяться, издавая нежелательный «щелкающий» звук из реле.

Чтобы этого избежать, необходимо добавить в схему гистерезис.

Это достигается путем установки резистора высокого номинала на выходе и выводе (+) ИС, как показано ниже:

Добавление гистерезиса

Добавление указанного выше резистора гистерезиса предотвращает колебания реле ВКЛ / ВЫКЛ при пороговые уровни и блокирует реле до определенного периода времени (до тех пор, пока напряжение батареи не упадет ниже допустимого предела этого значения резистора).

Резисторы большего номинала обеспечивают более низкие периоды фиксации, в то время как резисторы меньшего номинала обеспечивают более высокий гистерезис или более длительный период фиксации.

Таким образом, из приведенного выше обсуждения мы можем понять, как правильно сконфигурированная схема автоматического отключения батареи может быть спроектирована и настроена любым любителем для его предпочтительных характеристик зарядки батареи.

Теперь давайте посмотрим, как может выглядеть вся конструкция зарядного устройства, включая постоянное напряжение / ток, установленное вместе с указанной выше конфигурацией отключения:

Итак, вот готовая индивидуальная схема зарядного устройства, которая может быть использована для зарядки любой батареи после настраивая его, как описано в нашем руководстве:

• Операционный усилитель может быть IC 741
• Предустановка = 10k предустановка
• , оба стабилитрона могут быть = 4. 7 В, 1/2 Вт
• стабилитрон = 10 кОм
• Светодиодные и транзисторные резисторы также могут быть = 10 кОм
• Транзистор = BC547
• реле, диод = 1N4007
• реле = выбрать соответствие напряжения батареи.

Как зарядить батарею без каких-либо из вышеперечисленных средств

Если вам интересно, можно ли заряжать батарею, не подключая какие-либо из вышеупомянутых сложных схем и частей? Ответ — да, вы можете безопасно и оптимально заряжать любую батарею, даже если у вас нет ни одной из вышеупомянутых схем и деталей.

Перед тем, как продолжить, важно знать несколько важных вещей, которые требуются батарее для безопасной зарядки, а также то, что делает такие важные параметры «автоматическое отключение», «постоянное напряжение» и «постоянный ток».

Эти функции становятся важными, когда вы хотите, чтобы аккумулятор заряжался максимально эффективно и быстро. В таких случаях вы можете захотеть, чтобы ваше зарядное устройство было оснащено многими расширенными функциями, как предложено выше.

Однако, если вы готовы согласиться с тем, что полный уровень заряда вашей батареи немного ниже оптимального, и если вы готовы предоставить еще несколько часов для завершения зарядки, то, безусловно, вам не потребуются какие-либо рекомендуемые функции. такие как постоянный ток, постоянное напряжение или автоматическое отключение, вы можете забыть обо всем этом.

Обычно аккумулятор не следует заряжать расходными материалами, мощность которых выше, чем номинальные характеристики аккумулятора, указанные в печати, это очень просто.

Это означает, что ваша батарея рассчитана на 12 В / 7 Ач, в идеале вы никогда не должны превышать полную скорость заряда выше 14,4 В, а ток выше 7/10 = 0,7 А. Если эти две скорости поддерживаются правильно, вы можете быть уверены, что ваша батарея в надежных руках и никогда не пострадает ни при каких обстоятельствах.

Поэтому, чтобы обеспечить выполнение вышеуказанных критериев и зарядить аккумулятор без использования сложных цепей, просто убедитесь, что входной источник питания, который вы используете, рассчитан соответствующим образом.

Например, если вы заряжаете аккумулятор 12 В / 7 Ач, выберите трансформатор, который вырабатывает около 14 В после выпрямления и фильтрации, а его ток рассчитан примерно на 0,7 ампера. То же правило применимо и к другим батареям пропорционально.

Основная идея здесь — сохранить параметры зарядки немного ниже максимально допустимого значения. Например, аккумулятор на 12 В может быть рекомендован для зарядки на 20% выше указанного значения, то есть 12 x 20% = 2.4 В выше 12 В = 12 + 2,4 = 14,4 В.

Поэтому мы стараемся поддерживать это значение немного ниже на уровне 14 В, что может не заряжать аккумулятор до оптимальной точки, но будет просто полезно для чего угодно, на самом деле, поддержание значения немного ниже увеличит срок службы аккумулятора, позволяя гораздо больше заряда / циклы разряда в долгосрочной перспективе.

Аналогичным образом, поддержание зарядного тока на уровне 1/10 от напечатанного значения Ач гарантирует, что аккумулятор заряжается с минимальным напряжением и рассеиванием, что продлевает срок службы аккумулятора.

Окончательная установка

Простая установка, показанная выше, может универсально использоваться для безопасной и оптимальной зарядки любой батареи, при условии, что у вас будет достаточно времени для зарядки или пока стрелка амперметра не опустится почти до нуля.

Конденсатор фильтра 1000 мкФ на самом деле не нужен, как показано выше, и его устранение фактически увеличило бы срок службы батареи.

Есть еще сомнения? Не стесняйтесь выражать их в своих комментариях.

Источник: зарядка аккумулятора

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Как разработать трехступенчатую схему зарядки аккумулятора | Custom

Трехступенчатые зарядные устройства обычно называют интеллектуальными зарядными устройствами. Это высококачественные зарядные устройства, которые популярны для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов. Однако в идеале все типы аккумуляторов следует заряжать с помощью трехступенчатых зарядных устройств.Для более дорогих свинцово-кислотных аккумуляторов этот трехэтапный процесс зарядки сохраняет их работоспособность.

Прежде чем переходить к схемам трехступенчатого зарядного устройства, мы должны больше узнать о многоступенчатых зарядных устройствах и причинах их использования.

Что такое многоступенчатые зарядные устройства?

Многоступенчатые зарядные устройства определяют требования к аккумулятору и автоматически переключаются в режим CC-CV, гарантируя оптимальную эффективность и более длительный срок службы аккумулятора.Эти технологии зарядки аккумуляторов обычно используют микропроцессоры для регулируемой зарядки от 2 до 5 ступеней.

Двухступенчатое зарядное устройство для аккумуляторов имеет (очевидно) две ступени: накопительную и плавающую. Вы можете наблюдать эти этапы на общей схеме контроллера зарядного устройства мобильного аккумулятора. Здесь стадия накопления заряда обычно называется стадией повышения мощности, при которой аккумулятор заряжается высокими токами в течение короткого промежутка времени. Стадия плавающего режима, также называемая капельной зарядкой, происходит, когда батарея заряжается со скоростью саморазряда.

Некоторые зарядные устройства имеют стадию восстановления для восстановления разряженных батарей. Как упоминалось ранее, эти зарядные устройства повышают эффективность и продлевают срок службы аккумуляторов. Возможно, вы видели людей, заряжающих свинцово-кислотные (или другие дорогие) батареи от постоянного источника питания. Это похоже на медленную смерть ваших батарей!

Трехэтапный процесс зарядки

Как видно из названия, в этом зарядном устройстве есть три стадии: накопление, абсорбция и поплавок.Обсудим каждый этап.

Зарядная ступень

Около 80% батареи заряжается на основной стадии. Здесь обеспечивается постоянный ток 25% от номинального значения Ач. Например, в случае батареи 100 Ач подается постоянный ток 25 А, и напряжение со временем увеличивается.

Вы можете увеличить ток, подаваемый на аккумулятор, более чем на 25% от его емкости, что сократит время зарядки, но также может сократить срок службы аккумулятора, поэтому не рекомендуется применять ток более высокий, чем указано.Не забудьте ознакомиться с рекомендациями производителей по зарядке, некоторые батареи также указывают 10% емкости.

Стадия абсорбции

На стадии абсорбции заряжаются оставшиеся 20% аккумулятора. Здесь зарядное устройство подает постоянный ток, такой же, как и напряжение поглощения зарядного устройства, которое зависит от вариантов зарядки, и это потребление тока уменьшается до тех пор, пока аккумулятор не будет полностью заряжен.

Однако иногда ток не падает должным образом.В этом случае аккумулятор может постоянно сульфироваться. Постоянное сульфатирование происходит, когда аккумулятор находился в состоянии низкого заряда в течение недель или более, и восстановление аккумулятора в этом случае невозможно.

Float Stage

На плавающей стадии зарядное устройство пытается поддерживать полностью заряженный аккумулятор в том же состоянии в течение неопределенного времени. Здесь снижается напряжение и подается ток менее 1% от емкости батареи. Вы можете оставить зарядку аккумулятора в этом состоянии навсегда, и это не повредит аккумулятору.

Трехступенчатые схемы зарядки аккумулятора

Давайте поговорим об обычном аккумуляторе 12 В, 7 Ач. Его напряжение поглощения составляет от 14,1 В до 14,3 В, а напряжение холостого хода от 13,6 В до 13,8 В. Зная это, нам нужна схема, в которой мы можем регулировать напряжение с течением времени, чтобы было легче контролировать его с помощью потенциометра или мы можем использовать микроконтроллер задачи.

ИС регулятора напряжения LM317 — это первое, что приходит на ум для таких приложений.Вы можете выбрать LM338 или LM350 в соответствии с вашими текущими требованиями к емкости. Нам нужны резисторы на выводе регулировки микросхемы для управления выходным напряжением. Для этого мы используем потенциометры 5 кОм и 2 кОм, поскольку у нас есть фиксированный резистор стока 270 Ом.

Схема портативного зарядного устройства USB

— сборка электронных схем

Соберите эту схему портативного зарядного устройства USB, и у вас всегда будет доступ к зарядному устройству.

Представьте себе прекрасный летний день. Вы собираетесь встретиться с друзьями на пикник в парке.Но парк огромен и полон людей. Поскольку вы не знаете, где именно находятся ваши друзья, вы берете телефон, чтобы позвонить им.

Но как только вы набираете номер, в телефоне умирает батарея…

Аааа!

С этой портативной схемой зарядного устройства USB не о чем беспокоиться. Просто зайдите в ближайший супермаркет и возьмите несколько стандартных аккумуляторов, чтобы зарядить свой телефон на ходу.

Бонус: Загрузите этот проект в виде мини-электронной книги, которая шаг за шагом покажет вам, как построить эту схему.

Схема портативного зарядного устройства USB

Вот принципиальная схема:

Список деталей

Деталь	Значение	Описание
U1	7805	Регулятор напряжения
Светодиод	Стандартный выход	Светоизлучающий диод
R1	330 Ом	Резистор
R2	75 кОм	Резистор
R3	75 кОм	Резистор
R4	51 кОм	Резистор
R5	51 кОм	Резистор
D1	1N4001-4007	Выпрямительный диод
USB	Гнездо типа A	Под пайку
—	6xAA, 6xAAA или 9V	Разъем аккумулятора

Я создал страницу ресурсов, чтобы облегчить вам поиск компонентов. Щелкните здесь, чтобы увидеть, где вы можете получить все необходимое для создания этой схемы.

Как работает схема

Схема основана на микросхеме LM7805. Это регулятор напряжения, который принимает входное напряжение от 7 В до 30 В и выдает 5 В при токе до 1 А.

Чтобы проверить, работает ли зарядное устройство, я включил светодиод и резистор 330 Ом между 5 В и минусом батареи. Схема будет прекрасно работать и без них.

Резисторы с R2 по R5 устанавливают уровни напряжения на линиях передачи данных на определенные значения.Эти напряжения гарантируют, что устройство знает, какой ток использовать для зарядки. Я получил значения этих резисторов из статьи Adafruit, где они открыли зарядное устройство для iPhone, чтобы посмотреть, как оно работает. Эти значения заставят iPhone и многие другие устройства заряжаться до 500 мА.

Выпрямительный диод D1 гарантирует, что вы не повредите цепь, если вы неправильно подключите плюс и минус. Он также снижает напряжение на 1 В, а это значит, что для работы зарядного устройства требуется не менее 8 В.

Этот диод совсем не обязательно. Если вы собираетесь припаять плюсовой и минусовой вывод к плате, я уверен, что вы дважды проверьте соединение перед тестированием. Но при входном напряжении 9 В полезно в любом случае снизить напряжение на регуляторе напряжения, чтобы уменьшить нагрев.

Кроме того, он позволяет использовать розетку постоянного тока для подключения ряда различных входов, не беспокоясь о правильности плюса и минуса.

Регулятор напряжения может перегреться и отключиться даже с этим диодом.Если вы обнаружите, что это происходит часто, вы можете решить эту проблему, добавив прикрепляемый радиатор для TO-220.

Схема зарядного устройства USB работает от 6 батареек AA, 6 батареек AAA или батареи 9 В. Все эти батарейки довольно просто найти в большинстве супермаркетов.

Как построить схему зарядного устройства

Эту схему довольно легко построить. Вам нужно всего 7 компонентов. Идеально подходит для пайки на картон.

Я создал руководство в формате PDF с пошаговыми инструкциями по сборке портативного зарядного устройства USB.

Щелкните здесь, чтобы загрузить руководство в формате PDF.

Модификации

Если вы хотите использовать аккумулятор другого типа, просто переключитесь на другой разъем аккумулятора. Или, что еще лучше, используйте стандартный входной разъем постоянного тока, чтобы вы могли подключить его к стандартным настенным адаптерам постоянного тока. Затем подключите штекеры постоянного тока к батарейным блокам для батарей AA, AAA и 9 В, чтобы иметь полный спектр возможностей зарядки.

Вы также можете использовать зарядные устройства для солнечных батарей в солнечный день.

Вы его построили?

Сообщите мне, как это прошло, в поле для комментариев ниже.Вопросы приветствуются!

Бонус: Загрузите этот проект в виде мини-электронной книги, которая шаг за шагом покажет вам, как построить эту схему.

Схема зарядного устройства для простых гелевых аккумуляторов

Это схема зарядного устройства для гелевых аккумуляторов, использующая LM317. Он может заряжать гелевые батареи любого размера с током зарядки 300 мА, 650 мА и 1,3 А.

Может продлить срок службы гелевой батареи. Поскольку это зарядка с более низким напряжением ( отрегулируйте напряжение 13.4В). Таким образом, нет перегрева.

Пока цепь работает, светодиод показывает зарядку. И напряжение аккумулятора повышается и полный ток по мере настройки. Затем ток уменьшается до нуля. При этом светодиод погаснет.

Что такое гелевый аккумулятор?

Некоторые из вас могут их еще не знать. Давай познакомимся с этим немного.

Это также свинцово-кислотные батареи. Но есть группа необслуживаемых батарей. Внутри есть пластина положительного элемента и пластина отрицательного элемента со свинцовым кальцием или свинцовым серебром (дорого).

Нам не нужно заглядывать внутрь. Просто используйте это достаточно.

Батарея этого типа. Кислота внутри батареи была загущена, чтобы уменьшить проблему утечки кислоты из батареи.

Cr: Фото с Amazon Mighty Max Battery

Схема зарядного устройства гелевых аккумуляторов работает

В приведенной выше схеме мы используем LM317 в качестве регулируемого регулятора положительного напряжения 1,5 А. Он преобразует входное напряжение постоянного тока в стабильное напряжение для зарядки аккумулятора. Который мы настраиваем потенциометром 5K-VR1 на 13.Выход 4 В.

Мы устанавливаем выходной ток с помощью резистора измерения тока (R3) в заземлении или (-) клемме.

R3 ограничивает ток. Вы можете выбрать его, чтобы установить ток зарядки.

• 300 мА = 2,2 Ом, 1 Вт
• 500 мА = 1 Ом, 1 Вт
• 1300 мА = 0,47 Ом, 1 Вт

Когда ток течет через R3. Это приводит к появлению напряжения на базе и эмиттере транзистора Q1. Он предвзят. Таким образом, Q1 проводит ток к светодиоду LED1 и регулятору IC1.

Красный светодиод 1 показывает, что аккумулятор заряжается. Когда напряжение батареи достигнет, ток упадет до нескольких миллиампер. И это снижает напряжение на Q1 и LED1. Когда ток падает примерно на 5%, светодиод гаснет, и ток падает почти до нуля.

См .: Схема автоматического зарядного устройства

Адаптер переменного тока

Мы используем адаптер переменного тока в качестве источника питания. Как и в схеме выше, комплект разъемов 500 мА постоянного тока для зарядного тока 300 мА.Но мой сын ошибочно рисует схему. Мы сожалеем. Сила тока адаптера переменного тока не должна превышать 1500 мА при напряжении от 15 до 18 В.

• Для выхода 300 мА требуется блок разъемов на 500 мА.
• Для выхода 500 мА требуется блок разъемов на 650 мА.
• Для выхода 1300 мА требуется блок вилок на 1500 мА.

Что такое адаптер переменного тока?

Если вы новичок, то можете запутать схему внутри нее.
Если вы не можете купить адаптер переменного тока, используйте нерегулируемый источник питания из имеющихся у вас деталей.Это спасает чем то.

Детали, которые вам понадобятся
IC1 = IC1 = LM317_1.5A Регулируемый стабилизатор положительного напряжения
C1, C2 = 0,1 мкФ 50 В_ Керамические конденсаторы
R1 = 470 Ом _ 0,25 Вт Резистор
R2 = 2,2 кОм _ 0,25 Вт Резистор
VR1 = 5K _ потенциометр
R3 = 1 Ом 1 Вт Резистор

Мало того, что мне нравится сохранять старые идеи схем. Это может быть полезно для вашего. См. Ниже:

Цепь зарядного устройства сухих элементов

Это цепь зарядного устройства сухих элементов.Для этого можно использовать зарядное устройство, чтобы проработать около 12 часов. При подаче на блок питания 9 вольт оборудования, которое фиксирует в цепи, используется аккумулятор размера АА.

При использовании размера C или D сопротивление резистора RX должно снизиться до 68 Ом и не должно приводить к последовательному выходу батареи, в то время как напряжение в батарее ниже 1,6 В.

Схема компаратора с (IC741) управляет выходом затвора от импульсного генератора. Мы используем интегральную схему CMOS 4011, которая подает ток смещения на транзистор, который находится в переднем зарядном устройстве до тех пор, пока напряжение не достигнет 1.6В.

Схема компаратора сигнализирует о том, что светодиодный индикатор мигает, для защиты заряженного аккумулятора от полного заряда.

В следующий раз, если у друзей есть сухие батареи, которые уже должны быть готовы, не отказывайтесь, попробуйте применить новую снова.

Продолжайте читать:
5 Схемы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Схема и ремонт автомобильного зарядного устройства

Очень часто в автомастерских есть зарядные устройства для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов, однако некоторые зарядные устройства время от времени требуют обслуживания из-за неисправности. Вот несколько примеров и принципиальных схем.

1, простая пусковая схема зарядного устройства батареи

Одна из основных пусковых схем зарядного устройства батареи показана на следующей диаграмме. Преобразователь имеет два выхода, центральный провод — земля, а два выхода (~ 11,8 В) — источник питания переменного тока; один из них напрямую подключен к диоду, другой — к переключателю для контроля высокого и низкого зарядного тока. Выпрямитель MB 40A, который может выдерживать максимальный ток 40A. Устройство защиты от перегрузки на 20 А подключается последовательно, чтобы действовать как защита.

MB40 используется только наполовину, что делает это устройство пригодным для обслуживания, мы можем использовать два других диода на стороне земли, если цепь положительного смещения диодов разомкнута. Токовую защиту от перегрузки можно заменить использованием тех же или аналогичных продуктов.

2, Запуск зарядного устройства со световыми индикаторами

Принцип действия зарядного устройства такой же, как и у базового, на выходе имеется защита от перегрузки по току 10А. Отличие состоит в том, что для индикации используются 3 светодиода:
светодиод 3 для включения, D4 — простой выпрямитель, а R6 — для ограничения тока.
Светодиод 2 индикатора зарядки аккумулятора. Во время зарядки или подключения аккумулятора Q2 имеет положительное смещение и включается, поскольку R4 имеет высокое сопротивление, а напряжение базы Q2 низкое. Когда аккумулятор полностью заряжен, Q1 включен, R4 закорочен, следовательно, напряжение Q2 высокое, и он выключен — тогда светодиод 2 выключен.
Светодиод 1 для индикации состояния батареи. Когда напряжение батареи достаточно высокое, D2 будет включен, поэтому светодиод 1 будет включен, в то время как светодиод 2 будет выключен Q1.
D3 и Q1 на самом деле являются оптопарой EL817.R4 = 100М.

Печатная плата с компонентами выглядит следующим образом:
Технические характеристики устройства защиты 17M-K: 250 В, 10 А и температура от 50 до 160 ° C.

3, с использованием зарядного устройства SCR

SCR действует как диод для выпрямления переменного тока, когда он проводится при выключенном транзисторе. Когда батарея полностью заряжена, выходное напряжение достаточно высокое, чтобы включить транзистор и выключить SCR, батарея все еще будет заряжаться.

Схема простого зарядного устройства на 12 В

Схема простого зарядного устройства на 12 В

Простая электрическая схема зарядного устройства на 12 В, разработанная с использованием нескольких легко доступных компонентов, и эта схема подходит для различных типов аккумуляторов, требующих 12 В.Вы можете использовать эту схему для зарядки батареи 12 В SLA или гелевой батареи 12 В и так далее. Эта схема предназначена для обеспечения зарядного тока до 3 ампер, и в этой схеме нет защиты от обратной полярности или защиты от перегрузки по току, поэтому проверьте эту схему перед тем, как приступить к зарядке аккумулятора.

Эта простая принципиальная схема зарядного устройства на 12 В дает вам общее представление о стандартном зарядном устройстве, и вы можете добавить в эту схему дополнительные функции, такие как защита от обратной полярности, установив диод на выходе. (Диодный анод для вывода положительного источника питания и диодный катод как выходной положительный вывод) и установка защиты от перегрузки по току с использованием транзисторов. Следующая схема зарядного устройства представляет собой необработанный прототип, обеспечивающий выходное напряжение аккумулятора 12 В.

Принципиальная схема

Необходимые компоненты

1. Понижающий трансформатор (0–14 В переменного тока / 3 А) — выбор зависит от ваших требований.
2. Модуль мостового выпрямителя BR1010
3. Конденсаторы 0,01 мкФ, 100 мкФ / 25 В каждый
4. Резистор 1 кОм (используйте 0.25 Вт для обычного светодиода)
5. Светодиод

Строительство и работа

Используйте понижающий трансформатор необходимого тока для целевой батареи, здесь мы использовали понижающий трансформатор 0–14 В переменного тока / 3 А, а для выпрямления переменного тока в постоянный мы использовали модуль мостового выпрямителя BR1010, который обеспечивает высокоэффективный источник постоянного тока с высоким номинальным током.

BR1010

Этот модуль мостового выпрямителя будет иметь четыре клеммы, две для входа питания переменного тока, отмеченные знаком, и две клеммы для выхода постоянного тока, отмеченные положительным и отрицательным знаком.

Конденсаторы

C1 и C2 работают как фильтр в этой цепи, тогда светодиод указывает на наличие источника постоянного тока на выходе. Подключите целевой аккумулятор к выходу для зарядки.

Принципиальная схема мобильного зарядного устройства, 100-220 В перем. Тока — схемы DIY

Рынок наводнен дешевым мобильным зарядным устройством . Некоторым из вас может понадобиться схема зарядного устройства такого типа и список компонентов.

В этих мобильных зарядных устройствах используется всего несколько деталей, очень простой дизайн.Но есть и недостаток, они легко повредились.

Некоторые из моих друзей все время спрашивают, как отремонтировать схему мобильного зарядного устройства, поэтому я решил провести небольшой реверс-инжиниринг этих зарядных устройств.

Схема дешевого мобильного зарядного устройства 220В переменного тока

Для начала взглянем на принципиальную схему зарядного устройства. Трансформер получился немного странным, поэтому я тоже решил его нарисовать от руки.

К сожалению, все схемы зарядного устройства не одинаковы, некоторые из них содержат несколько дополнительных конденсаторов или резисторов.

Но даже несмотря на это, вы можете получить четкое представление о схеме мобильного зарядного устройства из приведенной выше схемы.

Конструкция довольно проста, построена на бумажной фенольной печатной плате, легко ремонтируется.

Перечень деталей схемы мобильного зарядного устройства

Наконец, список деталей, вы можете заменить большинство из них ближайшими альтернативами.

1. Q1 — 13001 транзистор
2. Д1 — диод 1Н4007
3. D2 — Стабилитрон 6.2V
4. Д3 — диод 1Н4148
5. D4 — диод Шоттки SB260
6. R1 — 6. 8 Ом — 1/2 Вт
7. R2 — 1 МОм — 1/4 Вт
8. R3 — 6,8 кОм — 1/8 ватта
9. R4 — 330 Ом -1/4 Вт
10. C1 — 2,2 мкФ — 450 В
11. C2 — 4,77 мкФ — 50 В
12. C3- 680pF керамика (681)
13. C4 — 470 мкФ — 10 В

Как я уже говорил, этот тип схемы транзисторного зарядного устройства 13001 может отличаться по конструкции и номеру детали. Но основная схема такая же, у некоторых из них есть маленький светодиод в качестве индикатора.

Детали трансформатора:

• Первичный: около 250 витков эмалированного медного провода от 36 до 40 SWG.
• Вторичный: 6 витков эмалированного медного провода от 26 до 28 SWG.
• Вспомогательная обратная связь: от 8 до 15 витков медного провода от 36 до 40 SWG.

Если трансформатор сломан, вы можете использовать трансформатор от другого сломанного зарядного устройства аналогичного типа.

Работа схемы мобильного зарядного устройства

Давайте обсудим, как работает эта схема, сначала взглянем на картинку ниже.

1. Первый каскад представляет собой однополупериодный выпрямитель, изготовленный из D1 , R1 и C1 .Он выпрямляет и фильтрует входной переменный ток до постоянного высокого напряжения. Таким образом, напряжение между точкой A и позицией B составляет приблизительно 170 вольт для входа переменного тока 120 В и 311 вольт для входа 220 вольт переменного тока.
2. Вторая ступень — это автогенератор обратного хода (кольцевой дроссель, RCC), состоящий из всех частей, показанных внутри красного поля, и первичной + вспомогательной обмотки трансформатора.
3. Так как же колеблется обратный осциллятор? При подключении питания переменного тока база транзистора начинает открываться, поскольку она смещена резистором R2 .Ток через первичную обмотку начинает быстро расти и мгновенно достигает порогового уровня.
4. Но в то же время на вспомогательной обмотке трансформатора начинает расти противоположное (но низкое) напряжение. Это противоположное напряжение начинает заряжать конденсатор C3 отрицательно, намного быстрее, чем зарядка через R2 , тем самым в конечном итоге блокируя ток через первичную обмотку.
5. Поскольку больше нет тока во вспомогательной обмотке, C3 начинает разряжаться через R3 , а ток через R2 снова начинает открывать базу транзистора Q1 .
6. Этот процесс повторяется снова и снова очень быстро. Может быть от 10 000 до 50 000 раз в секунду, в зависимости от различных параметров. В итоге мы получили колебания в цепи.
7. Когда схема колеблется, энергия, запасенная в первичной обмотке, также сбрасывается во вторичную обмотку, когда транзистор находится в выключенном состоянии.
8. Ступень Rectifier 2 отвечает за выпрямление и фильтрацию наведенного тока и напряжения на вторичной обмотке.Выпрямленное и сглаженное напряжение находится между полюсами C и D . Что может достигать 8-9 вольт без нагрузки. Но очень быстро падает при подключении нагрузки.
9. Сопротивление R4 обеспечивает небольшой ток, что предотвращает перезарядку конденсатора.

Поскольку нет механизма обратной связи между стороной низкого напряжения и генератором, напряжение падает между точками C и D при подключении нагрузки.

Заключение

Ну, это, конечно, не самое простое объяснение, но я думаю, достаточно простое, чтобы понять, что происходит внутри схемы мобильного зарядного устройства.

Если у вас есть вопросы или предложения, задавайте их в комментариях.

.