Как работает импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Какие преимущества у такой схемы. Как собрать зарядное устройство своими руками на основе компьютерного блока питания. На что обратить внимание при выборе компонентов.

Принцип работы импульсного зарядного устройства

Импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора работает по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В отличие от простых зарядных устройств, оно подает на аккумулятор не постоянное напряжение, а короткие импульсы тока высокой частоты.

Основные преимущества такого подхода:

• Более эффективный и быстрый заряд аккумулятора
• Меньший нагрев аккумулятора в процессе зарядки
• Возможность точно контролировать ток и напряжение заряда
• Компактные размеры и высокий КПД устройства

Как работает импульсное зарядное устройство? Ключевые элементы схемы:

• Выпрямитель и фильтр для преобразования переменного тока сети в постоянный
• ШИМ-контроллер (например, микросхема TL494) для генерации импульсов
• Силовые ключи (транзисторы) для коммутации тока
• Трансформатор для гальванической развязки и понижения напряжения
• Выходной выпрямитель и фильтр
• Цепи обратной связи для стабилизации тока и напряжения

Особенности схемы на основе компьютерного блока питания

Одним из популярных вариантов самодельного зарядного устройства является переделка компьютерного блока питания AT или ATX. Такой подход имеет ряд преимуществ:

• Доступность и низкая стоимость исходных компонентов
• Наличие готовой конструкции корпуса с охлаждением
• Использование проверенных схемотехнических решений
• Возможность получить мощное зарядное устройство (10-15 А)

При переделке блока питания в зарядное устройство выполняются следующие основные этапы:

1. Удаление ненужных выходных каналов (+5В, -5В, -12В и др.)
2. Модификация цепи обратной связи для регулировки напряжения
3. Добавление схемы ограничения тока заряда
4. Установка индикации тока и напряжения
5. Монтаж выходных клемм для подключения аккумулятора

Выбор компонентов для зарядного устройства

При сборке зарядного устройства на основе компьютерного БП важно обратить внимание на следующие моменты:

• Мощность и качество исходного блока питания
• Емкость и качество входных электролитических конденсаторов
• Параметры силовых ключей (транзисторов)
• Индуктивность выходного дросселя
• Тип и мощность выходных диодов

Какие компоненты лучше использовать? Рекомендации по выбору:

• Блок питания: мощностью не менее 300 Вт, желательно от известных производителей
• Входные конденсаторы: емкостью 330-470 мкФ, низкоимпедансные
• Силовые транзисторы: MJE13007 или аналоги с током 8-12 А
• Выходной дроссель: индуктивность 100-150 мкГн
• Выходные диоды: Шоттки на ток 15-20 А (MBR1645, 30CPQ150 и т.п.)

Схема с мягкой характеристикой зарядного тока

Рассмотрим простую схему зарядного устройства с мягкой характеристикой тока на основе блока питания AT:

• Максимальное напряжение: 15,8 В
• Максимальный ток: 10 А
• Плавное снижение тока по мере заряда аккумулятора

Основные изменения в схеме блока питания:

1. Удаление каналов +5В, -5В, -12В
2. Замена резистора в цепи обратной связи на 18 кОм
3. Добавление шунта 0,01-0,08 Ом в выходную цепь
4. Установка переменного резистора 10 кОм для регулировки тока
5. Добавление конденсатора 10 нФ в цепь обратной связи

Такая схема обеспечивает плавное снижение зарядного тока по мере заряда аккумулятора, что соответствует характеристике автомобильного генератора.

Схема с жесткой характеристикой зарядного тока

Для более быстрого заряда можно использовать схему с жесткой характеристикой тока на основе блока питания ATX:

• Стабильный максимальный ток в течение большей части заряда
• Резкое снижение тока только в конце заряда
• Улучшенная защита от КЗ и переполюсовки

Особенности данной схемы:

1. Использование шунта в минусовой шине
2. Добавление усилителя напряжения с шунта
3. Применение компаратора с обратной связью
4. Управление микросхемой TL494 через вывод 4

Такая схема позволяет более эффективно и быстро заряжать аккумулятор, но требует более тщательного контроля процесса заряда.

Индикация тока и напряжения заряда

Для удобства использования зарядного устройства рекомендуется добавить индикацию тока и напряжения. Рассмотрим два варианта индикации:

Светодиодная линейка

• Простая схема на транзисторах КТ315
• 8-10 светодиодов для отображения уровня тока
• Недостаток: нелинейность показаний

Люминесцентный индикатор

• Схема на операционных усилителях LM324
• 8 уровней индикации
• Более точные и линейные показания

Выбор варианта индикации зависит от доступности компонентов и желаемой точности отображения.

Особенности настройки зарядного устройства

Правильная настройка зарядного устройства критически важна для его эффективной и безопасной работы. Основные этапы настройки:

1. Проверка выходного напряжения без нагрузки (15,8-16,2 В)
2. Настройка ограничения максимального тока (10-15 А)
3. Калибровка индикатора тока
4. Проверка работы защиты от КЗ и перегрузки
5. Тестирование на реальном аккумуляторе

На что обратить внимание при настройке:

• Все настройки проводить через лампочку 60 Вт для безопасности
• Точно подобрать резистор в цепи обратной связи по напряжению
• Настроить ток заряда на реальном аккумуляторе
• Проверить работу вентилятора охлаждения при разных токах

Правильно настроенное зарядное устройство обеспечит эффективный и безопасный заряд автомобильного аккумулятора.

Эволюция импульсных зарядных устройств для автомобильного аккумулятора на основе AT/ATX.

РадиоКот >Схемы >Питание >Зарядные устройства >

Эволюция импульсных зарядных устройств для автомобильного аккумулятора на основе AT/ATX.

В инструкциях по эксплуатации к первым отечественным автомобилям было написано, что аккумулятор нельзя эксплуатировать летом (начинать заводить автомобиль и двигаться) при заряде менее 50%, и зимой менее 75%. Проанализируем, почему аккумулятор в некоторых случаях не будет успевать полностью заряжаться. Например, на улице зима, вам нужно за день съездить в 3-4 места, на улице -25, двигатель остывает уже через 15 мин, а перерывы межу поездками 1-3 часа. Уже темно и вы пользуетесь фарами, а также подогревом сиденья и стекол. В результате все это дело потребляет не менее 400- 500 ватт. Генератор дает ватт 800 и у вас остается ватт 300 (в теории) на зарядку аккумулятора. 300 ватт при 14 В в бортовой сети автомобиля это примерно 20 А. Так вот полностью разряженный аккумулятор с емкостью, например, в 52 Ач даже в теории полностью может зарядиться не быстрее чем за 3,5 часа (70 Ач химической емкости 3,5 часа * 20 А). А реально ток заряда никогда не достигнет значения 20 А, в первые минуты зарядка будет происходить током 10-15А, а далее 3-5А. В результате аккумулятор не успевает зарядиться по пути до ближайшего места стоянки. Конечно, он не полностью разряжен. Давайте посчитаем, насколько он разряжается стартером в зимнее время. При температуре -25 общее время работы стартера составит от 30 сек до 5 мин, например ваш стартер в общей сложности проработал 3 мин в день. Стартер потребляет при такой температуре двигателя в среднем 250А (при пуске может и 900А), при этом за 3 мин расходуется 360 часа * 250А = 12,5 Ач. Это много или мало? Как отмечалось выше, у аккумулятора есть химическая емкость и полезная. Химическая — это та, что запасается в химической реакции, а полезная, та, что расходуется на нагрузку. Естественно, что часть энергии при разряде в виде тепла теряется на самом аккумуляторе и полезная емкость зависит от нагрузки и температуры. Например, разряжаете аккумулятор в течении 10 часов при +25 градусах — его емкость становится 52 Ач (а химическая около 70), если разряжаете за час в тепле — его емкость падает до 35 Ач, остальные 35, от химической, идут на нагрев самого аккумулятора. Если же разряд идет при -25, то сопротивление электролита возрастает, и на самом аккумуляторе тепла теряется еще больше. Реальная емкость на морозе может составить 60% от номинальной, т.е при стартерном режиме 35*0,6= 21 Ач. Так много ли потраченных 12,5 Ач для работы стартера за день? В этой ситуации самым не приятным является то, что химическая емкость не меняется. И для того чтобы зарядить аккумулятор надо потратить в любой ситуации 70 Ач. Покрутили 3 минуты стартер, потратили 12.5 Ач (60 % емкости), вернуть придется 40 Ач. Если же вы не ездите по 4 часа до гаража, не стоите с работающем двигателем в морозы во многочасовых пробках, то ваш генератор не в состоянии обеспечить полный заряд аккумулятора, поэтому его и необходимо периодически дозаряжать.

Конечное напряжение заряда при температуре 20 градусов Цельсия равно 2.25-2.3 вольта на элемент батареи. Для батареи с номинальным напряжением 12 В (6 элементов) конечное напряжение заряда равно 13.5-13.8 В. Если батарея эксплуатируется при других температурах, то для увеличения ресурса батарей рекомендуется уменьшать конечное напряжение заряда до 2.2-2.25 В/эл при температуре 40 градусов и увеличивать напряжение до 2.35-2.4 В при температуре 0 градусов. Применение такой температурной компенсации зарядного напряжения позволяет увеличить ресурс батареи при 40 градусах Цельсия на 15 %. Но чтобы аккумулятор заряжался нужно выходное напряжение зарядного поднять хотя бы на один вольт выше максимального напряжения заряженного аккумулятора (напряжение примерно 15,8 вольта). Для полного заряда разряженной батареи рекомендуется проводить заряд в течение 24 часов. Если необходим более быстрый (в течение 8-10 часов) заряд батареи в случае циклического режима эксплуатации, конечное напряжение заряда увеличивают до 2.4-2.48 В/эл (при 20 градусах Цельсия) и обязательно ограничивают время заряда в соответствии с остаточным зарядом батареи перед зарядкой. Следует отметить, что потенциал электрохимической поляризации свинца примерно при 65С падает до нуля, и выше этой температуры аккумулятор не может существовать, т.е. его невозможно будет зарядить, так как на «-» будет идти исключительно побочная реакция, при которой будет восстанавливаться только водород, да и сам свинец начнет реагировать с серной кислотой. Подача на аккумулятор при заряде напряжения ЭДС в 2В + потенциал электрохимической поляризации 1,3В (примерно 3, 3В на ячейку) также ведет к полному смещению процесса к побочным реакциям. При эксплуатации для сведения к минимуму побочного газообразования и скорости коррозии положительных пластин подаваемое напряжения на элемент не следует делать выше 2,4В на ячейку. Если точнее, то максимальное напряжение заряда 2.33 В на банку при +25С. Температурный коэффициент 0,002 Вград. Т.е. зимой при -25 это будет составлять на каждую банку плюс 50град.*0.002 Вград = 0.1 В . Батарею из 6 банок летом надо заряжать напряжением не выше, чем 2,33*6=13,98 В, а зимой (2,33+0,1)*6= 14,58В. При этом, ни какого специального ограничения тока иили времени заряда не требуется. Ток будет ограничиваться естественным образом, за счет сопротивления проводников и переходного сопротивления на клеммах. А жестко заданное напряжение не приведет к закипанию аккумулятора и не создаст условий для повышенной коррозии положительных пластин. Фактически это будет эквивалентно заряду аккумулятора генератором в бортовой сети. И теперь самое важное, на что никогда не акцентируется внимание. Все эти напряжения являются максимальными (пиковыми), и справедливы для зарядных устройств с ограничением максимального напряжения, т.е. стабилизированных источников питания. Многие зарядные устройства не ограничивают напряжение, а регулируют мощность, отдаваемую в батарею. Действующее значение напряжение, которое будет показывать вольтметр может быть и меньше указанных 14 В, но аккумулятор будет кипеть и плохо заряжаться. Потому что часть времени подводимое напряжение будет превышать норму в 14 В, и большая часть подводимой мощности уйдет на электролиз воды и разрушение анода электрода, а оставшуюся часть периода напряжение будет ниже 14 В, ток будет равен 0. Вольтметр на зарядном устройстве может показывать и 11 В, но аккумулятор при этом будет кипеть и едва заряжаться. В нашем зарядном устройстве аккумулятор почти не кипит и хорошо заряжается. Огромный плюс зарядных устройств с ограничением пиковых напряжений — это возможность ставить аккумулятор на заряд не отключая клеммы аккумулятора от бортовой сети. При этом электроника не сбрасывается, крепления клемм не снашиваются, а времени на периодический подзаряд уходит минимум (открыл капот, поставил на заряд минут на 10-15). Зарядка автомобильного аккумулятора при постоянном напряжении: при этом методе, в течение всего времени заряда напряжение зарядного устройства остается постоянным. Зарядный ток убывает в ходе заряда по причине повышения внутреннего сопротивления батареи. В первый момент после включения, сила зарядного тока определяется следующими факторами: выходным напряжением источника питания, уровнем заряженности батареи и числом последовательно включенных батарей, а также температурой электролита батарей. Сила зарядного тока в первоначальный момент заряда может достигать (1,0-1,5)С20. Для исправных, но разряженных автомобильных аккумуляторов такие токи не принесут вредных последствий. Несмотря на большие токи в первоначальный момент зарядного процесса, общая длительность полного заряда аккумуляторных батарей приблизительно соответствует режиму при постоянстве тока. Дело в том, что завершающий этап заряда при постоянстве напряжения происходит при достаточно малой силе тока. Однако, заряд по такой методике в ряде случаев предпочтителен, так как он обеспечивает более быстрое доведение батареи до состояния, позволяющего обеспечить пуск двигателя. Кроме того, сообщаемая на первоначальном этапе заряда энергия тратится преимущественно на основной зарядный процесс, то есть на восстановление активной массы электродов. При этом реакция газообразования в аккумуляторе еще не возможна. Итак, зарядка при постоянстве напряжения позволяет ускорять процесс заряда аккумуляторов при подготовке к использованию.

Различных зарядных устройств на основе блока питания гуляет по просторам интернета немало. Вот решил поведать и я об истории развития своей схемы зарядок. Схема создавалась для того, чтобы наш котомобиль в морозы зимой все же продолжал ездить на авто, а собрать мог каждый желающий, мало-мальски радиокот. Основной упор в схемотехнике зарядных устройств -простота переделки. В наш век «китайтизации» электроники и электронной промышленности зачастую проще, дешевле и доступнее взять готовый AT/ATX блок питания и переделать его под любые свои нужды, нежели купить отдельно силовой трансформатор, диоды на мост, тиристор и прочие детали. Сначала поведаю о самом простом (ну уже проще просто не бывает!!!) и надежном зарядном на основе AT блока питания, без индикатора тока (хотя амперметр никто не мешает поставить).

Ну, вот блоков для переделки вы уже поднасобирали, тогда начнем-с пожалуй:

Подходим поближе и отыскиваем блоки АТ

Эх, наконец-то раздобыли. Разбираем и смотрим на плату. Для нашей схемы берем самого распространенного китайца, собранного на TL494. Его моем, чистим, сушим и смазываем кулер.

Надо сказать небольшое отступление. О качестве комплектующих для АТ и АТХ блоков. Хочу сказать о важном элементе схемы — фильтрующий конденсатор 310 вольт в первичной цепи. От него зависит не только такой параметр как пульсации выходного напряжения с частотой сети под большой нагрузкой, но и, что очень важно — нагрев самих выходных ключей. Если емкости не хватает, то им приходится работать до 35% своего времени на большей ширине импульса, чем при нормальной емкости, так как среднее средневыпрямленное напряжение уже не 310 вольт, а 250 — 260 вольт напряжение, за счет пульсаций. Контроллеру приходится отрабатывать такие провалы, увеличивая ширину и время открытого состояния транзистора. Следовательно, им приходится работать на большем токе, чем при достаточной емкости. Больше ток — больше нагрев — меньше кпд. (Он и так небольшой 60 — 75% в зависимости от блока). Проведя некоторые измерения более древних и очень старых АТ блоков питания и более новых АТХ выяснилось — китайцы совсем совесть потеряли. Если раньше ставили конденсаторы — как на нем написано,

так оно и есть. То теперь 50% допуск всегда в минус. Перебрал сотни блоков: Написано 470МКФ, выпаиваешь замеряешь — 300 -330МКФ, даже новый конденсатор — та же история.

Ну, да и ладно, пусть пишут что хотят: Ну, а нам необходимо заменить в АТ блоке, на основе которого мы будем строить зарядку 200МКФ на эти самые 330МКФ, или еще лучше 470МКФ (настоящих 470). Транзисторам легче будет.
С дросселями та же история. АТ дроссель:

АТХ дроссель:

Не домотаны, и кольцо меньше… Следствием уменьшения индуктивности дросселя групповой стабилизации будет акустический свист на малых токах (1-2 ампера). Индуктивность этого дросселя рассчитывается, исходя из режима непрерывности тока через него при минимальных нагрузках. При включении блока, он сразу выходит на мощность не менее 150Вт (зависит от компьютера). Через дроссель протекают определённые токи, не менее какой то величины. Дроссель можно рассчитать на это минимальное значение тока, но тогда, при включении без нагрузки, ток через дроссель станет прерывистым, что повлечёт за собой некоторые неприятности… Схема ШИМ регулирования рассчитана для случая непрерывности тока, по этому, при прерывистом токе, регулирование будет сбиваться, дроссель будет петь, напряжения на выходах будут прыгать, вызывая дополнительные токи перезарядки электролитических конденсаторов… Конечно, в данном случае нам на помощь придет цепь RC коррекции обратной связи (некоторые расчеты ниже), но притуплять скорость реакции на изменение напряжения бесконечно нельзя, В какой-то момент TL494 при КЗ просто не успеет снизить ширину импульса и транзисторы выйдут из строя. Этот процесс достаточно быстрый. Поэтому с этим нужно быть осторожнее. Ну ладно, это было лирическое отступление. Продолжим с зарядным устройством.

Схема с мягкой характеристикой зарядного тока.

Плата стандартного АТ блока. Смотрим на схему, что надо выпаять (а выпаять надо много-много лишнего), а что запаять, чтобы получить самую простую зарядку для аккума. Схема взята стандартная, стандартного блока АТ и номиналы уже установленных элементов могут существенно отличаться от ваших. Менять их на указанные на схеме НЕ НАДО! Выпаиваем только ставшие ненужными защиты от перенапряжения, канал 5 вольт, канал -12 вольт. В общем, согласно схеме, оставляем следующее.

В итоге чтобы получить полноценную, регулируемую зарядку на 10 ампер и 15,8в с управляемым от тока нагрузки вентилятором, надо добавить всего восемь деталек!!! А именно: заменить два электролита, добавить шунт очень приближенного сопротивления 0,01ома -0,08 ома (например, три сантиметра шунта с китайского мультика — работает отлично). Фото исходного шунта (Авторский донор снят с советской Цэшки):

Резистор на 120ом, на 3,9к, и примерно 18к, переменный резистор на 10к, конденсатор на 10 нано и перевернуть обмотку на дросселе по каналу -5 вольта для вентилятора. Только не забудьте, что вентилятор теперь подключать надо так: красный на корпус, а черный на -5:.-12в. Шунт припаиваем в разрыв косички с силового трансформатора. Когда будете настраивать резистор на 3,9к то его сопротивление подберите по току заряда 10 ампер на реальном аккумуляторе. Вы не поверите — это всё! Это просто небывалая простота переделки практически уже металлолома во вполне достойную вещь! Если диоды по каналу +12в у Вас изначально стояли FR302, то надо заменить на более мощные, например выпаять из более современного ATX блока питания. Причем короткого замыкания он не боится — входит в ограничение тока. А вот переполюсовка подключения к аккумулятору приведет к большому ба-баху! Про «НОУ-ХАУ», уникальную защиту от перегрузки и короткого замыкания, в конце статьи. Цветными кружочками и линиями обозначены добавленные дополнительные элементы.

Настройка: Все включения до полной настройки проводить включая в сеть только последовательно с лампочкой накаливания 60 ватт. Проверяем монтаж.
Настройка канала напряжения. Подключаем крокодилами мультиметр в режиме измерения напряжении на диапазоне до 200вольт. Включаем в сеть. Напряжение на выходе должно быть в пределах 16 вольт плюс/минус 4 вольта. Если что-то около 5 вольт, значит забыли заменить резистор в цепи контроля напряжения (1 вывод TL494) на 18к. Если около 23-25в, и постепенно без нагрузки нагреваются выходные ключи, то значит в цепи контроля напряжения (1 вывод TL494) обрыв или сопротивление 18к слишком большое, и блок вышел на полную ширину импульса и все равно не может набрать напряжение, для включения обратной связи. Настраиваем подбором этого резистора на напряжение примерно 15,8 — 16,2 вольта. Если вы выставите 14,4 в то акум через примерно 1 час перестанет у вас заряжаться вообще (проверено многократно на разных аккумуляторах).
Настройка канала тока. Резистор включенный последовательно с регулятором тока временно меняем на подстроечник 22к выставляем его в положение минимального сопротивления. Подключаем крокодилами мультиметр в режиме измерения тока на диапазоне 10 ампер. Включаем в сеть блок через лампочку. Если лампочка вспыхнула и продолжает ярко светиться, значит что-то напутали, проверяем монтаж. Если амперметр показывает ток в пределах от 1 до 4 ампер то все нормально. Выставляем переменный резистор в режим максимального сопротивления, а подстроечным резистором настраиваем ток 15 -16 ампер. Иногда лампочка не дает так настроить, поэтому настройте примерно такой ток. Теперь подключив на выход разряженный аккумулятор и амперметр последовательно, убираем лампочку и включаем в сеть. Подстроечным резистором подстраиваем более точно ток, но уже 10 ампер. Затем подстроечник выпаиваем, меряем и впаиваем постоянный резистор такого же сопротивления. Вентилятор охлаждения должен вращаться с оборотами пропорционально току. Если на максимальном токе или коротком обороты слишком велики (напряжение выше 20 вольт), то необходимо отмотать витков 10 с обмотки минус 5 вольт канала питания вентилятора Напряжение на вентиляторе при подобранных витках должно быть от 6 вольт до 17 вольт. Все, на этом настройка закончена.
В итоге на выходе сборочного стола получаем такое зарядное устройство. И даже с корпусом практически никаких слесарных работ не нужно. Выходные/входные провода выведены сзади через пластмассовые разъемы. Таких зарядных в свое время было сделано десятки, и все работают до сих пор :-).

Далее приспособим сюда индикатор тока на светодиодах или на люминесцентном индикаторе, кому, как нравится. В итоге чтобы получить на выходе такое симпатичное зарядное устройство, надо всего совсем немного доработать нашу схему. На люминесцентном индикаторе:

На светодиодах:

И корпус без покраски, индикатор на КТ315И.

Если всё устраивает, то тогда продолжаю мурлыкать по теме. Для измерения тока с более менее сносной точностью, нужно собрать усилитель напряжения с шунта на LM358 и сам индикатор на двух LM324 или на КТ315-х и всё :-). Приведу схему отдельно усилителя, с простой платой, и отдельно самого индикатора. Крепить внутри лучше и проще. Индикаторов два варианта.

Схема усилителя. Диод D1, резистор R3, конденсатор С3 интегрирующая цепь, так как на входе пульсирующее напряжение отрицательной полярности, а нам надо на выходе получить постоянное напряжение пропорциональное току. Настройка: обязательно проверить 12 вольт, часто попадаются бракованные КРЕН-ки, затем резистором R2 калибруют показания индикатора по мультиметру. Резистором регулировки тока выставляете максимальный ток и резистором настраиваете, чтобы только-только зажегся, последний светодиод. Конденсатор С3 работает как интегратор и задает плавность спадания показаний индикатора.
Фото собранных плат усилителей напряжения с шунта (подстроечные сопротивления еще не запаяны).

Схема индикатора на КТ 315. Конечно, «прошлый век» и все такое, скажите Вы, но, а если их в наличии 3 литровая банка. Куда прикажите девать? Выбросить? А SMD-шные транзисторы надо идти на базар и купить, а места в корпусе все равно много. Сверлить отверстия под 315 тоже не надо. Но все же на ваш выбор, схема не критична к выбору транзисторов, хоть МП10 запаяйте, все равно будет работать.

Количество транзисторов и светодиодов можно уменьшить, например до 6 шт., но когда много, то красивше. Фото собранной линейки, пока еще без впаянных светодиодов.

И более ранняя разводка

Эмитерный повторитель можно и не запаивать, а включить напрямую, работает и без него, только спадают показания быстро, а не плавно по одному светодиоду. Иногда на некоторых экземплярах требовалось включать прямо включенный диод, типа КД522, между выходом усилителя и линейкой. Это было необходимо, когда при нулевом токе светились один — два первых светодиода. Налаживание линейки. Правильно собранный без ошибок индикатор работает сразу. Подключаем на вход переменный резистор — бегунок ко входу, правый конец резистора на +, левый на -. Подаем питание, вращаем резистор и смотрим на светодиоды, должны поочередно вспыхивать и гаснуть. Данный индикатор обладает существенной нелинейностью показаний (сначала завал и посередине бывают горбы), но для зарядного вполне подойдет. Просто при настройке значение каждого светодиода отмаркируете.
В схеме блока на плате надо добавить источник 6…8в для светодиодной линейки. Для люминесцентного индикатора добавлять этот источник не надо.

Фото собранной зарядки по вышеприведенным схемам, но на блоке ATX (разницы с АТ особой нет, отличие что питание TL494 питается от дежурки):

Фото крепления платы усилителя. Припаивается в основную плату выводами: корпус и +22в.

Далее приведу схему индикатора на операционных усилителях. В качестве самого индикатора лучше использовать люминесцентный индикатор (схема проще). Если использовать светодиоды, то надо будет добавить еще 8 резисторов по 2к и подключать катодами на корпус. Принцип работы прост. Схема в настройке не нуждается, кроме подбора резистора в цепи накала.

В данной схеме используется два счетверенных усилителя, для формирования восемь уровней индикации. Операционные усилители, используемые в этой схеме — LM324 (Или LM393 если используете светодиоды. Тогда подключаем их аноды на +, а катоды каждый на свой выход). Это довольно распространенная ИМС и найти ее не составит труда. Резисторы R2:.R10 образуют делитель, задающий пороги срабатывания каждого усилителя. Усилители работают в режиме компараторов.
Фото собранного индикатора тока на люминесцентный индикатор

Крепится к передней стенке с помощью термоклея пистолетом или паяльником.
Вышеприведенная схема имеет мягкую характеристику зарядного тока. Ток снижается плавно на протяжении всего времени заряда (Как в автомобиле).

Теперь рассмотрим схему с жесткой характеристикой зарядного тока.
Здесь ток снижается более круто и только к концу заряда. На протяжении основного времени ток стабильный. Здесь нам потребуется уже АТХ блок питания. Нововведение коснулось и защиты от переполюсовки и короткого замыкания. В данном зарядном шунт установлен по минусовой шине, поэтому необходимо разрезать соединение платы с корпусом блока. Если этого не сделать то при случайном касании плюсовым проводом металлического корпуса блок питания придется ремонтировать (менять джентльменский комплект — предохранитель, мост, пара MJE13007, резисторы 10 ом базовые :-)). Схема содержит усилитель напряжения с шунта, компаратор с обратной связью на конденсаторе ( о конденсаторе и его расчетах ниже) для более плавной работы и для устранения перерегулирования и любая из рассмотренных выше линеек индикаторов, но предпочтительней на LM324. В данном случае управление микросхемой TL494 осуществляем через вывод 4, как имеющий самое маленькое усиление и следовательно саму малую реакцию на изменение напряжения на его входе, а не 3, 1,16. При управлении через 4 вывод вся схема зарядного работает устойчиво, отсутствуют возбуждения, перерегулирования, нет нагрева выходных транзисторов.

Теперь немного теории. Для устойчивой работы замкнутых обратными связями преобразователей, необходимо, чтобы коэффициент усиления разомкнутого контура стал меньше единицы до того, как фазовый угол достигнет значения -180 гр. Кроме того, в области среза должен быть сформирован наклон ЛАХ (логарифмическая амплитудная характеристика) разомкнутой системы -20дБ/Дек, а в области низких частот коэффициент усиления должен быть достаточно большим для того, чтобы снизить погрешность при измерениях входного напряжения и тока нагрузки. Т.е. мы считаем частоту индуктора выходной емкости по формуле для LC. Потом для этой же частоты по формуле RC считаем сопротивление и емкость в цепи обратной связи. А если у нас выходной конденсатор низкого сопротивления, то по этой же формуле еще раз считаем следующий конденсатор и пару для него берем сопротивление из высокого плеча делителя выходного напряжения.

Правда там не сказано, от чего отталкиваться, выбирая соотношение для величины емкости и сопротивления. Т.е. знаем частоту, знаем формулу, но два неизвестных. А вот в этом

есть эмпирическая формула для подбора величины сопротивления в цепи обратной связи ОУ. R = 5800 * Cвых * Fперекрест * Vвых, где Fперекрест — численно принимается 1/10 от частоты работы преобразователя. Правда почему-то в 2й картинке они емкость считают отталкиваясь от 1/3 частоты LC, что вносит несуразицу, т.к. в 1й картинке считалось ровно по частоте LC. Но хотя бы примерный порядок для подбора величин эти данные дают.
Защита от переполюсовки и КЗ выполнена на двух транзисторах и светодиоде. Схема:

Настройка заключается в подборе R3 в зависимости от вашего шунта, и подборе R5 для ограничения максимального выходного тока на уровне 10 ампер. Доработки линеек индикаторов состоят только в установке и подстройке подстроечного сопротивления для диапазона отображения тока 3 — 10 ампер. Настройка канала тока. Резистор R5 временно меняем на подстроечник 10к выставляем его в положение максимального сопротивления. Подключаем мультиметр в режиме измерения тока на диапазоне 10 ампер. Включаем в сеть блок через лампочку. Если лампочка вспыхнула и продолжает ярко светиться, значит что-то напутали, проверяем монтаж. Если амперметр показывает ток в пределах от 0,2 до 1 ампер то все нормально. Выставляем переменный резистор R6 в режим максимального напряжения с бегунка, а подстроечным резистором настраиваем ток 10 ампер. Затем выпаиваем подстроечник, замеряем и впаиваем постоянный резистор такого же сопротивления. Работа и настройка канала напряжения аналогично первой схеме.
Доработки основной платы АТХ блока для схемы управления на LM358.

Доработки схемы линеек:

В схеме с операционными усилителями ставим Р1 и подбираем его или подбираем R2, а Р1 не добавляем, а подключаем напрямую.

Подробней остановимся на защите от переполюсовки и от короткого замыкания. Схема своего рода «НОУ-ХАУ», по простоте и надежности. Плюс в том, что не нужно использовать мощное реле, или тиристор, на котором падение напряжения около двух вольт. Схема как самостоятельное устройство может быть встроена в любое зарядное устройство и блок питания. Выход из режима защиты автоматический, как только устранится короткое замыкание или преполюсовка. При срабатывании светится светодиод «ошибка подключения».

Описание работы: При нормальном режиме напряжение через светодиод и резистор R9 отпирает VT1 и все напряжение со входа поступает на выход. При коротком замыкании или переполюсовке ток импульсно резко возрастает, падение напряжения на полевике и шунте резко увеличивается, что приводит к открыванию VT2, который в свою очередь шунтирует затвор исток. Добавочное отрицательное напряжение по отношению к истоку (падение на шунте) прикрывает VT1. Далее происходит лавинный процесс закрытия VT1. Светодиод засвечивается через открытый VT2. Схема может находиться в данном состоянии сколь угодно долго, до устранения замыкания.
Для зарядки дополнительно и мотоциклетных аккумуляторов можно добавить переключатель подключающий дополнительный подобранный резистор в цепи вывода 1 TL494. Конструкция будет универсальной если поставите переменный резистор. На выходе можно регулировать напряжение до 20 вольт.

Если поставить мост в выходном канале 12в, то тогда можно регулировать напряжение до 35 вольт. Дальнейшие доработки ограничены только фантазией.
Дабы не быть голословным, привожу фотки работы зарядного
Фото работы зарядного устройства. Ток зарядки 10 ампер.

Также разработаны и другие схемные решения. Продолжение следует…

Файлы:
Печатные платы в формате SL 5.0.

Вопросы, как обычно, складываем тут.

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

Импульсное зарядное устройство для авто, схема, описание

К вашему вниманию простая схема импульсного ЗУ для автомобильного акб, компактная, проверенная в работе и со всеми защитами.

Электронный трансформатор немного дорабатываем, чтобы в конечном итоге выход был 14 вольт, то есть если нет 14 вольт, то нужно немного домотать вторичную обмотку. Затем мы добавим (тут по желанию) сетевой фильтр. Сделаем обязательно диодный выпрямитель и схемы защиты от короткого замыкания, переполюсовки и перегрузки. Ну и добавим индикацию.

Я взял китайский электронный трансформатор на 80 ватт. Частота задаётся динистором DB3 в районе 30 кГц. Имеется 2 трансформатора, один ОС, второй (основной) понижающий.

3 обмотки содержит тран-тор ОС, две базовые обмотки ключей и саму обмотку ОС. Были взяты ключи MJE 13005.

Чтобы использовать наше зарядное устройство можно было ещё и в качестве БП, реализуем включение без нагрузки.

Итак, что для этого надо….

1) Выпаять обмотку ОС и вместо неё сделать перемычку.
2) Мотаем 2 витка проводом 0.4 мм на основном трансе и подключаем всё это дело как показано на схеме ниже. Это делать не обязательно, если данное устройство будет работать только как зарядное для аккумуляторов.

Резистор нужно взять мощностью 5-10 ватт и то он всегда будет тёплый, но это нормально.

Такая переделка даёт нам защиту от короткого замыкания и включение системы без нагрузки. Но всё равно при длительном замыкании (больше 10 сек) ключи могут выйти из строя, поэтому мы будем делать отдельную защиту от короткого замыкания.

Сделаем на отдельной плате.

В схеме использован транзистор IRFZ44, можно взять и помощней IRF3205. Ключи можно использовать на ток более 20 ампер, такие как  IRFZ24, IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48 и т.д. Теплоотвод для полевика не требуется. Выбор второго транзистора не критичен, я взял биполярник  MJE13003, но выбор за вами. Шесть резисторов по 0.1 ому, подключены параллельно задают сопротивление шунта, которым подбирается ток защиты. При таком раскладе ток защиты срабатывает при нагрузке в 6 или 7 ампер. Также можно подстроить ток срабатывания переменным резистором.

Выходной ток БП доходит до 7 ампер, довольно прилично. Резисторы для шунта брал на 5 ватт, но подойдут и по 2-3 ватта.

Теперь нужно переделать чтобы выходное напряжение было 14 вольт вместо 10-12.

Это делается просто на вторичную обмотку доматываем всего 3 витка и этим повышаем напряжение на три вольта. Сердечник сам разбирать не обязательно. Провод брал сечением 1 мм и подключаем, вернее припаиваем нашу обмотку одним концом к заводской, а другой конец получается выходом. (то есть последовательно)

Теперь приступим к выпрямителю.

Диоды взял шоттки, выпаял из БП от компьютера. Нужны три одинаковые сборки. Обязательно диоды должны быть импульсные или ультрафасты и не менее 10 ампер. Подойдут и наши типа КД213 и подобные.

Собираем мост, блоки в кучу и включаем в сеть 220, чтобы схема не сгорела (в случаи если что накосячили) её следует подключить через обыкновенную лампочку на 60-100 ватт, которую соединяем последовательно с нашей схемой.

При правильной сборке блок работает сразу, теперь замыкаем выход на нём, при этом загорается светодиод (свидетельствует о коротком замыкании).

Теперь собираем схему индикатора

Сама схема взята от зарядника аккумуляторной отвёртки. Где зелёный огонёк показывает, что идёт заряд, а красный показывает, что есть напряжение на выходе блок питания.

Зелёный индикатор будет затухать постепенно и после 12.4 вольт он окончательно потухнет.

Сетевой фильтр

Но вот и осталось нам только сделать сетевой фильтр, он у нас будет состоять из 2-х плёночных конденсаторов и дросселя.

Коденсаторы подключаются перед дросселем и после.  Дроссель можно взять готовый от ИБП или намотать самому. Берём кольцо и мотаем две отдельные обмотки, по 20 витков проводом 0.5 мм. Конденсаторы по 0,47 мкФ 250 или 400 вольт, лучше взять плёночные.Теперь собираем всё в корпус и наслаждаемся полноценным импульсным зарядным устройством. Если будет желание, можно сделать и регулятор мощности.

В устройстве можно применить и более мощные трансформаторы. Практика показала надёжность данного устройства и его простоту в изготовлении.Автор; АКА Касьян

xn--100—j4dau4ec0ao.xn--p1ai

Импульсная зарядка для литий-ионных аккумуляторов (без микропроцессора)

Всем нам уже все уши прожужжали, что литий-ионные аккумуляторы правильнее всего заряжать постоянным током до напряжения 4.2 В. По достижении данного значения считается, что аккумулятор набрал где-то 70-80% своей максимальной емкости. К слову сказать, этот момент наступает достаточно быстро и чем больше был ток заряда, тем быстрее.

Теперь остается зафиксировать на аккумуляторе это напряжение и подержать его так еще какое-то время. За это время аккумулятор должен набрать еще процентов 20 емкости. Ток заряда при этом будет неуклонно снижаться но, что немаловажно, до нуля так никогда и не дойдет. Окончанием заряда можно считать снижение тока до ~0.05 от номинальной емкости (той, которая указана на этикетке).

Это так называемый двухэтапный режим заряда CC/CV, о котором более подробно мы рассказывали в этой статье.

Описанная логика по своей сути очень правильная и в первом приближении не имеет недостатков: быстрый набор основной емкости, четко заданные критерии перехода к фазе снижения тока и момента окончания зарядки. Но так ли это?

На самом деле, для описанной выше логике работы зарядных устройств порог в 4.2 вольта выбран далеко не случайно. Дело в том, что длительное прикладывание повышенного напряжение к li-ion аккумуляторам ведет к деградации их электродов и электродных масс (электролита) и, как следствие, потери емкости. А так как фаза заряда с фиксированным напряжением и падающим током обычно довольно длительная, то желательно ограничить напряжение сверху на уровне 4.2 (или 4.24В). Что и делается на практике.

Однако, более правильным было бы контролировать напряжение на аккумуляторе не тогда, когда через него протекает большой зарядный ток, а во время холостого хода. Дело в том, что в зависимости от величины внутреннего сопротивления батареи и тока, напряжение на аккумуляторе может запросто достигать 4.3 и даже 4.4 Вольта (если, конечно, нет PCB-модуля, который отрубит акб из-за перенапряжения). Таким образом, зарядное устройство перейдет в режим стабилизации напряжения немного раньше, чем хотелось бы, увеличивая тем самым общее время заряда.

Заряд импульсами тока с паузами между ними

Умная зарядка дейстовала бы следующим образом: сначала отключила бы зарядный ток, выждала бы небольшую паузу, измерила бы напряжение холостого хода на аккумуляторе и на основании этого приняла бы решение о своих дальнейших действиях. Чем ближе напряжение приблизилось к 4.15В (это напряжение полностью заряженного аккумулятора), тем более короткий импульс зарядного тока выдает зарядка. Как только напряжение достигнет заданного порога (4.15 вольта), импульсы тока совсем прекратятся.

Вот как это выглядит на графике:

В таком зарядном устройстве можно оставлять аккумулятор на сколь угодно длительное время, и он будет подзаряжаться по мере необходимости.

Мы только что описали еще один (более правильный) способ зарядки литиевых аккумуляторов — импульсный. Но такие зарядки менее распространены, так как для реализации этого алгоритма требуется микропроцессорное управление, что усложняет и удорожает схему.

Схема зарядника

Но не надо грустить! Оказывается, существует схема импульсного зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов БЕЗ МИКРОПРОЦЕССОРА. Вот она:

Как это ни удивительно эта несложная схема в полной мере реализует весь описанный выше алгоритм заряда при полном отсутствии «мозгов». Схема работает следующим образом.

С момент включения схема начинает заряжать аккумулятор постоянным током. Величина тока зависит от напряжения питания и сопротивления резистора RD.

В момент, когда напряжение на элементе при наличие зарядного тока начинает превышать 4,15 Вольта, компаратор (KA393 или KIA70XX) видит это и закрывает транзистор VT1. Далее следует пауза, за время которой напряжение на элементе снижается до своего истинного значения. Т.к. напряжение холостого хода на аккумуляторе ещё не достигло величины 4,15 В, оно вскоре упадет ниже этого значения. Компаратор, увидив это, вновь откроет зарядный ключ.

Процесс будет повторяться снова и снова, с той лишь разницей, что по мере зарядки аккумулятора импульсы зарядного тока будут всё время сокращаться, а длительность паузы между импульсами, наоборот, увеличиваться. То есть будет увеличиваться скважность импульсов.

Ближе к концу зарядки длительность импульса зарядного тока составляет доли процента от длительности паузы между ними, а напряжение на элементе будет практически равно 4,15 Вольта (конкретное значение выставляется потенциометром R1 при настройке схемы).

Теперь о деталях. Разумеется, можно использовать обычный трансформатор без средней точки. Прекрасно можно обойтись и однополупериодным выпрямителем. А еще проще взять в качестве питания какой-нибудь уже готовый 5-вольтовый зарядник от сотового телефона. Чтобы его не спалить возможно придется еще сильнее ограничить ток заряда, увеличив RD, например, до 0.47 Ом.

Транзисторы что-то типа KTA1273. Силовой полевик указан на схеме, но еще лучше взять PHB108NQ03LT (выпаять из старой материнской платы от компа).

Подстроечник 470 Ом. И не самых маленьких размеров, т.к. он все-таки должен рассеивать какую-то мощность. Брать более 470 ом не советую, т.к. это увеличивает гистерезис срабатывания микросхемы KIA (микросхема может просто вырубить зарядку вместо того, чтобы генерировать импульсы, как задумано).

Схемы можно объединять в последовательные цепочки. Это позволяет заряжать батареи из последовательно соединенных аккумуляторов.

Внимание! В случае одновременного заряда нескольких элементов соединенных последовательно, для каждого аккумулятора должна использоваться своя схема со своим собственным трансформатором питания. Или со своей собственной вторичной обмоткой трансформатора. В любом случае каждый канал должен иметь собственный источник питания, не имеющий гальванической связи с другими источниками. В противном случае некоторые из аккумуляторов окажутся замкнутыми накоротко и произойдет небольшой ба-ба-бах!

Схему можно значительно упростить, выкинув необязательные цепи, а также заменив полевик на обычный биполярный транзистор. Вот, например, парочка вполне рабочих вариантов:

Транзистор можно заменить на наш дубовый КТ837. Питания лучше не делать больше 6 вольт, т.к. чем оно выше, тем сильнее все будет греться. Резистором R1 при сильно разряженном аккумуляторе нужно ограничить ток на уровне 700-800 мА, этого будет вполне достаточно для одного элемента li-ion. При подборе резистора главное не превысить максимальную мощность силового транзистора и способности источника питания.

Если не получилось найти микросхемы KIA70хх, их можно заменить другими детекторами напряжения, например, BD4730. Вот вариант зарядки с этой микросхемой:

Для того, чтобы настроить схему, необходимо отловить момент, когда напряжение на аккумуляторе станет ровно 4.2В и в этот момент выставить на 5-ом выводе микросхемы напряжение 2.99 Вольта (при помощи резистора R6). Если есть регулируемый блок питания, можно выставить на нем ровно 4.2 Вольта и на время настройки подключить его вместо аккумулятора.

Любая из этих схем позволяет заряжать литиевые аккумуляторы любых типоразмеров и емкостей (с учетом коррекции зарядного тока) — от небольших элементов в призматических корпусах до циллиндрических 18650 или гигантских 42120.

electro-shema.ru

Полностью автоматическое зарядное устройство для аккумуляторов

Привет всем, в этой статье я расскажу, как можно сделать простой импульсный стабилизатор, который может быть использован в качестве автомобильной зарядки, источника питания или лабораторного блока питания.Эта схема отлично заточена под зарядку автомобильных аккумуляторов с напряжением 12 вольт, но стабилизатор универсальный, поэтому им можно заряжать любые типы аккумуляторов, как автомобильных, так и всяких других, даже литий-ионных, если они снабжены платой балансировки.Схема зарядного устройства состоит из 2-х частей, блока питания и стабилизатора, начнём пожалуй со стабилизатора.Стабилизатор построен на популярного шим-контроллера TL494, позволит получить выходное напряжение от 2-х до 20 вольт, с возможностью ограничения выходного тока от 1 до 6 ампер, при желании ток можно поднять до 10 ампер.Процесс заряда будет осуществляться методом стабильного тока и напряжения, это наилучший способ для качественной и безопасной зарядки аккумуляторов. По мере заряда аккумулятора ток в цепи будет падать и в конце процесса будет равен 0, следовательно нет опасности перегрева аккумулятора или зарядного устройства, так что процесс не требует человеческого вмешательства.Возможно также использования этого стабилизатора в качестве лабораторного источника питания.

Теперь несколько о самой схеме

Это импульсный стабилизатор с шим-управлением, то есть КПД куда больше, чем у обычных линейных схем. Транзистор работает в ключевом режиме управляясь шим-сигналом, это снижает нагрев силового ключа. Основной транзистор управляется маломощным ключом, такое включение обеспечивает большое усиление по току и разгружает микросхему ШИМ.По сути это аналог составного транзистора. Транзистор нужен с током на менее 10 ампер, возможно также использование составных транзисторов прямой проводимости. Регулировка выходного напряжения осуществляется с помощью переменного резистора R9, для наиболее точной настройки желательно использовать многооборотный резистор, притом очень советую использовать резистор с мощностью 0.5 ватт.Нижним резистором можно установить верхнюю границу выходного напряжения, а подбором соотношения резисторов R1, R3, устанавливается нижняя граница выходного напряжения.Для более быстрой и точной подстройки этот делитель может быть заменён на многооборотный подстроечный резистор сопротивлением от 10 до 20 ком. За ограничение тока отвечает переменный резистор R6, верхнюю границу выходного тока можно изменить подбором резистора R4.

Обратите внимание на чёткое срабатывание функции ограничения, даже при коротком замыкании, ток не более 6.5 ампер. Регулируется довольно плавно, если использовать многооборотный резистор.

Токовый шунт или датчик тока…, тут хотел бы обратить ваше внимание на то, что входные и выходные земли разделяются шунтом, обратите на это внимание при сборке. В качестве шунта можно использовать отрезок нихромовый проволоки с нужным сопротивлением. В моём же варианте было использование snd-шунты, которые можно найти на платах защиты аккумуляторов от ноутбука. Номинальное сопротивление шунта 0.5 ом +- 50%. При токе в 6 ампер такой шунт справляется очень даже не плохо.Силовой дроссель…  Сердечник взят из выходного дросселя групповой стабилизации компьютерного блока питания, обмотка состоит из 30 витков, намотана двойным проводом, диаметр каждого составляет 1 мм. Тут важен один момент, количество нужно будет подобрать в зависимости от рабочей частоты генератора и материалов магнитопровода. Не верно подобранный дроссель приведёт к сильному нагреву силового ключа при больших токах, это легко понять по характерному свисту при токах в 2-3 ампера, если свист присутствует, то нужно увеличить рабочую частоту генератора.Для этих целей сопротивление резистора R2 снижается до 1 ком и последовательно ему подключается многооборотный подстроечный резистор на 10 ком, таким образом частоту генератора можно менять в пределах от 50 до 550 кГц.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

После настройки на нужную частоту, подстроечный резистор выпаивается, измеряется его сопротивление, прибавляется к полученному числу сопротивление дополнительного резистора в 1 ком и сборка заменяется одним постоянным резистором близкого сопротивления. Этим настройка завершена…

Силовой диод VD1 очень советую — шотки, с напряжение не менее 60 вольт и током от 10 ампер. При токах в 3-4 ампера тепловыделения почти не наблюдается, если же собираетесь гонять схему на больших токах, то нужен радиатор. Возможно и применение обычных импульсных диодов с нужным током.В качестве источника питания может быть задействован либо импульсный блок питания, либо сетевой трансформатор дополненный диодным выпрямителем и сглаживающим конденсатором. В обоих случаях постоянное напряжение с источника питания должно быть не менее 16\17 вольт и ток до 10 ампер.

Я использовал обыкновенный трансформатор с диодным мостом. Ну вот вроде и всё, всем спасибо за внимание, печатка находиться в архиве.Архив к статье; скачать…

Автор; АКА Касьян

xn--100—j4dau4ec0ao.xn--p1ai

Схема зарядного устройства для восстановления АКБ реверсивным током

Всем привет, в этой статье поговорим о том, как собрать устройство для зарядки автомобильного аккумулятора реверсивным, ассиметричным током на полевых транзисторах.

Что такое зарядка АКБ реверсивным током, подробно останавливаться не буду, так как этой информации полно в инете. Для данного устройства было перепробовано много различных схем, большинство из них или не работало вообще, или работа остальных, тем или иным способом не устраивала по параметрам.

Поэтому пришлось начинать с нуля и сделать надёжную, работающую схему, что в конце концов и получилось. Вот так выглядит схема для зарядки аккумуляторов реверсивным током.Данная схема очень элементарна, очень надёжна и очень проста в повторении. Что мы видим на этой схеме, два 555-ых таймера включенных здесь в качестве генераторов импульсов. Каждая микросхема управляет своим полевым ключом.

Соответственно один мосфет отвечает за зарядку аккумулятора, второй мосфет за разрядку. Сначала давайте рассмотрим узел, который отвечает у нас за разрядку аккумулятора.555-ый таймер (№2) здесь настроен на частоту около 1Кгц с коэффициентом заполнения около 85%. Питание данной схемы осуществляется непосредственно от самого аккумулятора, именно поэтому в данной схеме очень важно использовать полевые транзисторы. Потому что в них присутствует, так называемый обратный диод, благодаря этому диоду и возможна работа данной схемы.

Вторая микросхема (№1) отвечает за зарядку аккумулятора, соответственно от того, как вы подберёте частота-задающую обвязку данной микросхемы и будет, в конечном итоге, зависеть время заряда и время разряда вашего аккумулятора.

Значит как же эта схема работает в целом…

Как только на выход нашего устройства мы подключаем какой-либо АКБ, соответственно у нас запускается микросхема №2 и начинает на своём выходе генерировать прямоугольные импульсы, в следствии чего у нас открывается транзистор VT2, который в свою очередь разряжает наш аккумулятор на какую-либо нагрузку, в моём случаи это автомобильная лампа на 21 ватт.

Микросхема под №1 у нас не запускается, так как на выходе нашего устройства стоит диод VD1 (сдвоенный диод-шоттки). На вход нашего устройства мы подключаем какой-либо источник питания, будь то зарядное устройство или какой-нибудь блок питания, соответственно у нас запускается микросхема под №1 и начинает также на своём выходе вырабатывать прямоугольные импульсы с той частотой с которой вы ей задали с помощью частота-задающей обвязки.И как только на выходе №1 микросхемы появляется высокий уровень у нас открываются транзисторы VT1 и VT3. Ну и как видно из схемы транзистор VT1 у нас закорачивает 5 вывод микросхемы №2 на землю, тем самым останавливая генерацию прямоугольных импульсов и запирая транзистор VT2, тем самым прекращая разрядку нашего аккумулятора.

И в то же время открытый транзистор VT3 соединяет наш аккумулятор с нашим источником питания, тем самым обеспечивая его зарядку.

Ну и соответственно, как только с выхода микросхемы №1 высокий уровень исчезает два транзистора VT1 и VT3 закрываются, тем самым разъединяя наше зарядное устройство от нашего аккумулятора и в то же время рассоединяя 5 вывод микросхемы №2 с землёй, тем самым восстанавливая генерацию прямоугольных импульсов на выходе.

По деталям…

Обе микросхемы питаются через 12-ти вольтовые стабилизаторы 7812.

Время заряда и время разряда АКБ можно регулировать изменяя номиналы резисторов R2,R3,R4 и частота-задающего конденсатора С3.

Плата получилась довольно компактная, мосфеты и диод установил на небольшой радиатор.

Хотя они работают в ключевом режиме и нагрев минимальный.

Клемники поставил для подключения разрядной лампы и аккумулятора.Вот подключил, загорелась лампочка, то есть пошла разрядка аккумулятора.Цикл разряда и цикл зарядаПоворачивая бегунок подстроечного резистора можно менять скорость заряда и разряда данной схемы.Данную платку можно разместить непосредственно в корпусе зарядного устройства, тем самым добавив ему очень полезную функцию десульфатации.

Печатку в формате .lay можно скачать здесь.

xn--100—j4dau4ec0ao.xn--p1ai

Схема простого зарядного устройства для АКБ

Привет всем, я за свою практику делал множество схем зарядных устройств для самых разных аккумуляторов, но в последнее время заметил, что несмотря на огромную базу схем в интернете, люди хотят видеть простую схему зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов из очень доступных компонентов, поэтому я решил воплотить эту идею в жизнь.

Эта схема была снята из радиожурнала, которая стала очень популярной в последнее время, по сути это тиристорный регулятор напряжения, многие наверное будут осуждать мое решение об использовании именно этой схемы, ведь она не имеет узла контроля тока, защиты и многих других плюшек, которыми снабжены современные зарядные устройства.

Вы конечно правы, но именно эта схема была повторена радиолюбителями, в том числе и мною множество раз и зарекомендовала себя с лучшей стороны.

Итак, о схеме; она отличается от обычных линейных схем, обратите внимание на транзисторы Q1 и Q2, на их базе собран генератор импульсов, то есть аккумулятор по сути заряжается импульсами тока, в этом можно убедиться подключив осциллограф, такой режим работы имеет множество плюсов.

Первый из них заключается в том, что силовой элемент схемы работает не в линейном, а в ключевом режиме, следовательно, нагреваться будет меньше, и ещё импульсная зарядка может быть полезной для консульфатации аккумулятора, а значит такая зарядка в теории может восстанавливать АКБ.

Генератор импульсов собран на маломощной комплементарной паре, можно использовать буквально любые маломощные транзисторы, например наши КТ 361 и КТ 315. Выходной ток может доходить до 10 ампер, следовательно с ее помощью можно эффективно заряжать аккумуляторы с ёмкостью до 100 ампер\часов.

Диодный мост нужен с запасом, советую использовать диоды ампер на 15-20, я ставил готовую сборку на 30 ампер. Сетевой понижающий трансформатор должен обеспечивать выходное напряжение не менее 15 или 16 вольт и соответствующий ток.

Тут важно запомнить — эффективный ток заряда для автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов составляет десятую часть от ёмкости аккумулятора,  например аккумулятор на 60 ампер\часов эффективный ток заряда должен быть в районе 6 ампер и т.д.

В моем варианте был использован готовый трансформатор от источника бесперебойного питания, по мне это хороший вариант. Мне повезло и обмотки трансформатора оказались медными, а не алюминиевыми как это бывает с бюджетными бесперебойниками.

Порывшись в старом хламе мне удалось найти только один тиристор, но к сожалению и тот оказался нерабочим, по идее можно собрать аналог тиристора, но я решил использовать обычный транзистор типа империи MJE13009 и всё прекрасно заработало.

переделал на транзистор

Печатная плата получилась довольно компактной, кстати исходный файл платы доступен для скачивания в конце статьи. Транзисторы и диодный мост устанавливают на радиатор, конструкцию также желательно дополнить кулером.  Индикаторы поставил стрелочные, амперметр на 1 ампер, но после замены шунта он стал отображать ток до 10 ампер, вольтметр на 15 вольт.

Хотел всё это дело собрать в корпусе от блока питания компьютера но на данный момент работаю над несколькими проектами и времени попросту нет, но в дальнейшем обязательно займусь изготовлением корпуса.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Выходное напряжение регулируется от чистого ноля. Процесс зарядки автомобильных аккумуляторов происходит следующим образом, включаем зарядное устройство в сеть и вращением переменного резистора добиваемся на выходе 14 и 14.4 вольт выходного напряжения.

Это напряжение полностью заряженного автомобильного аккумулятора, дальше подключаем зарядку к аккумулятору не забывая соблюдать полярность, то есть плюс к плюсу, а минус к минусу.

По мере заряда аккумуляторной батареи ток будет снижаться и в конце процесса значение будет близким к нулю, этим заряд можно считать завершенным.

Плохо то, что схема лишена защиты от коротких замыканий, может спасти только предохранитель, также отсутствует функция защиты от переполюсовки питания, но все это можно дополнить и позже, было бы желание))).

Плата в формате .lay; скачать…

Автор; АКА КАСЬЯН

xn--100—j4dau4ec0ao.xn--p1ai

Компактное ЗУ для автомобильного аккумулятора

Привычное всем устройство для зарядки АКБ довольно массивное и неподъемное. Поэтому многие стали переходить на устройства импульсного типа.

Импульсное ЗУ выгодно отличается от своего собрата:

— малый вес;
— компактные размеры;
— на выходе – мощный ток;
— низкая цена.

На первый взгляд, маленькая коробочка, подцепленная к батарее, вызывает сомнения в ее работоспособности, обеспечении тока нужной мощности. В действительности она выдает ток до 7 А. К тому же, существует возможность регулирования зарядного тока. Установленный амперметр позволяет производить наблюдения за его силой.

Механизм начинает работу после нажатия кнопки Пуск. Во время замыкания в цепи включается блокинг-генератор, отключающий устройство. Для продолжения работы следует еще раз запустить механизм, выполнив нажатие кнопки Пуск. ЗУ работает при следующих параметрах: электрическом напряжении в 170 В, ток в сети меньше 2 А.

Что представляет собой импульсное ЗУ: его устройство и работа.

Ниже представлена схема устройства, где имеет место следующая маркировка:

— F – электропредохранитель;
— D – емкостно-диодный мост;
— C – конденсатор;
— T – транзисторный ключ;
— с I по VI – электрообмотка;
— R – резистор;
— S1 – пусковая кнопка;
— h2 – лампа контроля.

Устройство зарядное выполнено из двух частей:

1. Высоковольтной цепи, включающей в себя выпрямитель, а также блокинг-генератор.
2. Низковольтной цепи, в которой присутствует вторичный выпрямитель и ШИМ-регулятор.
Переход напряжения происходит через F1 к D1.Выпрямление и сглаживание напряжения осуществляется конденсатором C1 и C2. На блокинг-генератор постоянно подается напряжение в 290 В.

В таком генерирующем устройстве транзисторным ключам T2 и T1 отводится важная миссия попеременного открытия и включения II, IV обратной связи трансформатора. Во время этого происходит загрузка генератора на III преобразователе.

Частоты генерации расположены в пределах от 20 до 30 кГц. За счет R2, R3 обеспечивается работа в плавном режиме: идет ограничение тока. Что касается базы, то ток дополнительно лимитируют R4, R5. D2 и D3 осуществляют выбросы индуктивного характера, а это исключает пробой транзисторов напряжением обратного хода.

Устройство запускается за счет коротких импульсов. Они подаются на I через C3, а также S1.
Для второй половины ЗУ характерно наличие низкого напряжения. С помощью V и VI освобождается переменное напряжение электротрансформатора высокочастотного типа. После чего идет его выпрямление D4, а затем и сглаживание C4 с дальнейшим попаданием на ШИМ-регулятор. Реализация происходит на T3, T4.

Можно назвать это вибратором с возможностью осуществления регулировки симметрии. При этом значение скважности импульсов, которые поступают на затвор T5, напрямую зависит от положения движка R10.

Емкость C6 и C7 определяет частоту генерации ШИМ, находящуюся в границах 5–7 кГц. В конструкции ЗУ включен вентилятор, который будет охлаждать нагревающиеся элементы электросхемы. С помощью h2 будет производиться индицирование работоспособности механизма. Амперметр призван производить контроль зарядного тока.

Детали для сборки конструкции…

Понадобятся радиаторы, которые должны быть больше самих транзисторов, в 3 раза.
Если используется ток до 7 А, то на радиаторы небольших объемов размещают диодную сборку, а также полевой транзистор. Делается это в обязательном порядке, чтобы кулер смог образовать воздушную струю, тем самым избежав перегрева.

На фото представлен трансформатор, собранный своими руками. Величина его наружного диаметра – 3 см. Намотка выполнена на ферритовое кольцо.

Для обмотки использовался провод ПЭЛ-0.31 мм. Выполнено 140 витковых скруток. На I, II, IV ушло по 2 скрутки из цветного провода, например, подойдет кабель от компьютера. Для V, VI сделано по 18 витков.

Небольшие нюансы: одножильный провод не стали использовать для обмотки – с ним неудобно работать, накручивать его. Вместо этого создали провод ручным способом. Взяли провод ПЭЛ-0.18 мм, точнее, 20 жил и собрали в один пучок. После чего раскрутили, а затем стянули, используя шуруповерт. Начинали с обмотки III, после – обматывали, используя фторопластовую ленту.

На роль амперметра подошла головка со старого радио проигрывателя. Вместо шкалы децибелов установили отградуированную вручную шкалу.

В качестве базовой основы использовали пластмассовый корпус, на котором разместили все детали. Их зафиксировали на клей.

Так выглядит печатная плата.

Скачать; печатка

xn--100—j4dau4ec0ao.xn--p1ai