Сайт паяльник схемы зарядных устройств автомобильных аккумуляторов. Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора: типы, схемы, особенности сборки

Как выбрать оптимальное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Какие бывают типы зарядных устройств. Как собрать зарядное устройство своими руками. На что обратить внимание при эксплуатации зарядного устройства.

Типы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов

Существует несколько основных типов зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов:

• Трансформаторные — простые и надежные, но тяжелые и громоздкие
• Импульсные — компактные и легкие, но более сложные по конструкции
• Автоматические — самые удобные, но и самые дорогие
• Пуско-зарядные — позволяют запускать двигатель, но громоздкие

При выборе зарядного устройства следует учитывать тип и емкость аккумулятора, а также условия эксплуатации. Для редкого использования подойдет простое трансформаторное ЗУ, а для частой зарядки лучше выбрать автоматическое импульсное.

Схемы зарядных устройств для сборки своими руками

Рассмотрим несколько простых схем зарядных устройств, которые можно собрать самостоятельно:

Трансформаторное ЗУ на диодном мосте

Это самая простая схема, состоящая из понижающего трансформатора, диодного моста и амперметра:

• Трансформатор 220/15-18В мощностью 150-200 Вт
• Диодный мост на 10-15А
• Амперметр на 10-15А
• Тумблер, предохранитель, провода

Плюсы: простота, надежность. Минусы: отсутствие регулировки тока, большие габариты.

Импульсное ЗУ на микросхеме UC3843

Более сложная, но компактная схема:

• Микросхема UC3843
• Силовой MOSFET-транзистор
• Импульсный трансформатор
• Выпрямительные диоды, конденсаторы
• Резисторы для настройки тока

Плюсы: малые габариты, регулировка тока. Минусы: сложность настройки.

На что обратить внимание при сборке зарядного устройства

При самостоятельном изготовлении ЗУ необходимо соблюдать следующие правила:

1. Использовать качественные компоненты с запасом по мощности
2. Обеспечить хорошее охлаждение силовых элементов
3. Тщательно изолировать все соединения
4. Установить предохранители и защиту от перегрузки
5. Проверить работу на макете перед окончательной сборкой

Правильно собранное зарядное устройство прослужит долго и надежно. Однако при отсутствии опыта лучше приобрести готовое заводское ЗУ.

Особенности эксплуатации зарядных устройств

Чтобы зарядное устройство служило долго, а аккумулятор не выходил из строя, необходимо соблюдать следующие правила:

• Выбирать ток зарядки не более 10% от емкости аккумулятора
• Не допускать перезаряда батареи
• Следить за температурой аккумулятора во время зарядки
• Периодически проверять уровень электролита
• Хранить ЗУ в сухом месте, защищенном от пыли

При соблюдении этих простых правил зарядное устройство прослужит долго, а аккумулятор сохранит свою емкость.

Выбор оптимального зарядного устройства

При выборе зарядного устройства для автомобильного аккумулятора следует учитывать несколько ключевых факторов:

1. Тип аккумулятора (свинцово-кислотный, гелевый, AGM)
2. Емкость батареи в ампер-часах
3. Частота использования ЗУ
4. Наличие дополнительных функций (десульфатация, поддержание заряда)
5. Габариты и вес устройства

Для редкого использования подойдет недорогое трансформаторное ЗУ. При частой эксплуатации лучше выбрать автоматическое импульсное устройство с функцией поддержания заряда.

Меры безопасности при работе с зарядными устройствами

Зарядка автомобильного аккумулятора связана с определенными рисками. Необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

• Работать только в хорошо проветриваемом помещении
• Использовать защитные очки и перчатки
• Не допускать искрения вблизи аккумулятора
• Отключать ЗУ от сети перед подключением к аккумулятору
• Не оставлять работающее ЗУ без присмотра

Соблюдение этих простых правил позволит избежать несчастных случаев и повреждения оборудования при зарядке аккумулятора.

Современные технологии в зарядных устройствах

Современные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов оснащаются рядом полезных функций:

• Микропроцессорное управление процессом зарядки
• Автоматический выбор оптимального режима
• Защита от неправильного подключения
• Функция восстановления сульфатированных батарей
• Режим поддержания заряда малым током

Такие устройства позволяют максимально продлить срок службы аккумулятора и упростить процесс его обслуживания. Однако стоимость подобных ЗУ значительно выше базовых моделей.

Зарядное устройство-автомат

Предлагаемый вариант зарядного устройства автоматически отключается от сети переменного тока по окончании зарядки и не содержит шкальных приборов. Контроль включения и протекания зарядного тока осуществляется при помощи двух индикаторных лампочек.

Устройство работает следующим образом (рис. 1). При включении сети переменного тока засвечивается неоновая лампа HL1, Первичная обмотка трансформатора Т1 отсоединена от сети разомкнутыми контактами К1.1. При подключении к выходу устройства аккумулятора благодаря нормально замкнутым контактам К2.1 срабатывает реле К1, подключающее зарядное устройство к сети. Во вторичной цепи начинает протекать зарядный ток, и засвечивается лампа HL2.

По достижении напряжения, которое характерно для заряженного аккумулятора, срабатывает реле К2, которое своими контактами К2.1 разрывает цепь обмотки К1. При этом устройство отключается от сети. Обмотка реле К2 потребляет весьма незначительный ток по сравнению с нормальным разрядным, поэтому аккумулятор может долго находиться в таком состоянии, ожидая отключения.

Если к устройству подключается полностью разряженный аккумулятор, который не способен включить реле К 1, то начало зарядки можно осуществить кнопкой SA2 “Пуск”, включенной параллельно контактам К1.1. Если аккумуляторы предполагается заряжать часто, то удобнее использовать тумблер “Пуск”. При случайном обрыве цепи аккумулятора реле К1 выключается при первом же прохождении пульсирующего напряжения вторичной обмотки трансформатора через нулевое значение, что приводит к отключению устройства от сети.

Из описания работы устройства следует, что свечение лампы HL2 сигнализирует о протекании зарядного тока. По этой причине оказалось возможным исключить шкальный прибор.

В устройстве можно применять трансформаторы с выходным напряжением от 25 до 40 В мощностью около 150 Вт. Вторичная обмотка должна иметь диаметр провода не менее 2 мм. В данной конструкции применен трансформатор ТОС-250 с выходным напряжением 36 В. Использовано реле К2 РЭС-9, паспорт РС4.524.200 или РС4.524.201. Это реле выбирается из условия надежного срабатывания при напряжении 15,8…16,2 В, т. е. по достижении аккумулятором с номинальным напряжением 13,2 В конечного напряжения зарядки. Подбор легче осуществить, включая последовательно с реле К2 от одного до трех диодов Д226 в прямом направлении. Реле К1—любое, срабатывающее при напряжении 8…9 В и позволяющее коммутировать переменный ток силой не менее 2 А при напряжении 220 В, например МКУ-48. Лампа HL1 — любая неоновая, можно даже применить неисправный тиратрон МТХ-90. Лампа HL2 — ЛН-13,6. Чтобы четко различать лампы, колпачок HL2 должен быть другого цвета, например зеленого. Диоды VD1 — VD4 следует выбрать из серии Д242—Д247. Их необходимо установить на дюралюминиевые пластины или иные радиаторы с площадью поверхности около 100 см². Кнопка SA2 — КУ-1, допускающая коммутацию тока не менее 3 А.

Определенные удобства представляет возможность использования зарядного устройства в качестве источника переменного напряжения 36 В. Для этого введен сдвоенный тумблер SA1 ТЗ.

Конденсатор С1 — МБГО, МБГП на напряжение не ниже 600 В. Емкость его зависит от импеданса трансформатора, она подбирается по силе требуемого зарядного тока. В данной конструкции для получения тока силой 5,5 А выбран С1 емкостью 15… 16 мкФ. При необходимости можно ввести форсированный или иной режим зарядки путем коммутации различных конденсаторов.

Описанное зарядное устройство эксплуатируется в течение нескольких лет, зарекомендовав себя как весьма удобное и надежное.

ВРЛ 92.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
VD1-VD4	Диод	Д242А	4	Д242-Д247	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD5, VD6	Диод	Д226	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С1	Конденсатор	16 мкФ 600В	1	МБГО, МБГП	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1	Резистор	200 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
HL1	Лампа	МТХ-90	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
HL2	Лампа	ЛН-13,6	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
FU1	Предохранитель	3 А	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
T1	Трансформатор	ТОС-250	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
K1	Реле	МКУ-48	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
K2	Реле	РЭС-9	1	РС4. 524.200 или РС4.524.201	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
SA1	Тумблер	ТЗ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
SA2	Кнопка	КУ-1	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
						Добавить все

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Зарядное устройство

Сайт паяльник схемы зарядных устройств автомобильных аккумуляторов

Автомобили 10 ноября Схем таких устройств довольно много — одни предпочитают собирать их из подручных элементов, другие же используют готовые блоки, например от компьютеров. Блок питания персонального компьютера можно без особого труда переделать во вполне качественное зарядное для автомобильного аккумулятора.

Буквально за пару часов можно сделать устройство, в котором можно будет проводить замер напряжения питания и тока зарядки. Нужно только добавить в конструкцию приборы для измерения. Именно за компактность и полюбились потребителям зарядные устройства импульсного типа.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО АККУМУЛЯТОРА
• Интернет-магазин электроники — «ТЕХМАРТ»
• Зарядные устройства
• Мастерим простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора по схеме
• Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками
• В помощь автолюбителям
• Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.
• Мощное импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ДЕЛАЕМ ПРОСТОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКБ с авто выключением при полном заряде

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО АККУМУЛЯТОРА

Зарядное устройство ЗУ для аккумулятора необходимо каждому автолюбителю, но стоит оно немало, а регулярные профилактические поездки в автосервис не выход. Обслуживание батареи в СТО требует времени и денег.

Кроме того, на разряженном аккумуляторе до сервиса ещё нужно доехать. Собрать своими руками работоспособное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками сможет каждый, кто умеет пользоваться паяльником. Любой аккумулятор АКБ — накопитель электрической энергии. При подаче на него напряжения энергия накапливается, благодаря химическим изменениям внутри батареи. При подключении потребителя происходит противоположный процесс: обратное химическое изменение создаёт напряжение на клеммах устройства, через нагрузку течёт ток.

Практически любой автомобиль имеет собственный генератор, который при запущенном двигателе обеспечивает электроснабжение бортового оборудования и заряжает аккумулятор, пополняя энергию, потраченную на пуск мотора. Но в некоторых случаях частый или тяжёлый запуск двигателя, короткие поездки и пр. Выход из создавшегося положения один — зарядка внешним зарядным устройством. Чтобы принимать решение о необходимости зарядки, нужно определить, в каком состоянии находится АКБ.

Оптимальный и надёжный метод проверки состояния аккумуляторной батареи — измерение напряжения на ней обычным тестером. При температуре воздуха около 20 градусов зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключённой от нагрузки! Нужно отметить, что напряжение Существует два метода зарядки автомобильной батареи — постоянным напряжением и постоянным током. У каждого свои особенности и недостатки:. Собрать своими руками зарядное устройство для автомобильного аккумулятора реально и не особо сложно.

Для этого нужно иметь начальные знания по электротехнике и уметь держать в руках паяльник. Такая схема самая элементарная и бюджетная. Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы C1-C4.

Этого достаточно для выбора оптимального тока зарядки. К примеру, если необходим ток в 5 А, то понадобится включить тумблеры S4 и S2. Замкнутые S5, S3 и S2 дадут в сумме 11 А. В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около Вт, в том числе и самодельный.

Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22—24 В при токе до 10—15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д или Д Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее см. Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже В.

Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой техники. PA1 — амперметр того же типа с пределом измерения 30 А. Схема проста, если собрать её из исправных деталей, то в налаживании не нуждается. Поэтому ориентироваться в зарядных токах придётся по амперметру.

По этой схеме собрать зарядник для аккумулятора автомобиля своими руками сложнее, но она возможна в повторении и тоже не содержит дефицитных деталей.

Зарядка батареи производится импульсным током, в качестве регулирующего элемента используется тиристор. Помимо ручки плавной регулировки тока, эта конструкция имеет и переключатель режима, при включении которого зарядный ток увеличивается вдвое. Режим зарядки контролируется визуально по стрелочному прибору RA1. Резистор R1 самодельный, выполненный из нихромовой или медной проволоки диаметром не менее 0. Он служит ограничителем тока.

Лампа EL1 — индикаторная. На её месте подойдёт любая малогабаритная индикаторная лампа с напряжением 24—36 В. Понижающий трансформатор можно применить готовый с выходным напряжением по вторичной обмотке 18—24 В при токе до 15 А.

Если подходящего прибора под рукой не оказалось, то можно сделать самому из любого сетевого трансформатора мощностью — Вт. Для этого с трансформатора сматывают все обмотки, кроме сетевой, и наматывают одну вторичную обмотку любым изолированным проводом с сечением 6 мм. Количество витков в обмотке — Его устанавливают на радиатор с площадью рассеивания не менее см.

Силовой монтаж устройства делают проводами минимальной длины и с сечением не менее 4 мм. На месте VD1 будет работать любой выпрямительный диод с обратным напряжением не ниже 20 В и выдерживающий ток не менее мА. Налаживание устройства сводится к калибровке амперметра RA1. Сделать это можно, подключив вместо аккумулятора несколько вольтовых ламп общей мощностью до Вт, контролируя ток по заведомо исправному эталонному амперметру.

Чтобы собрать это простое зарядное устройство своими руками, понадобится обычный блок питания от старого компьютера АТХ и знания по радиотехнике. Но зато и характеристики прибора получатся приличными. С его помощью заряжают батареи током до 10 А, регулируя ток и напряжение заряда.

Единственное условие — БП желателен на контроллере TL Для создания автомобильной зарядки своими руками из блока питания компьютера придётся собрать схему, приведённую на рисунке. Если монтаж выполнен правильно, то доработку закончена. В конструкции возможно использовать любые переменные и постоянные резисторы, кроме токового нижний по схеме номиналом 0. Его рассеиваемая мощность — не менее 10 Вт. Ещё один вариант — два резистора 5WR2J, включённые параллельно.

Такие резисторы есть в импульсных блоках питаниях ПК или телевизоров. Заряжая автомобильный аккумулятор , важно соблюдать ряд правил. Это поможет вам продлить срок службы аккумулятора и сохранить своё здоровье:. Вопрос о создании простого зарядного устройство для аккумулятора своими руками выяснен. Все достаточно просто, осталось запастись необходимым инструментом и можно смело приступать к работе. В первой схеме резистор R4 51 кОм.

В сети встречается варианты с номиналом 51 Ом. Это как понимать? Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев. Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Оценить 4 оценок, среднее: 4,00 из 5. Об авторе: admin. Предыдущий Предыдущий материал: Создание циклона для пылесоса своими руками: чертежи и схемы. Следующий Следующий материал: Диодный мост: назначение и изготовление своими руками. Отзывы и комментарии пидарасы. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.

Комментарий Имя E-mail Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев.

Интернет-магазин электроники — «ТЕХМАРТ»

Войти на сайт Логин:. Сделать стартовой Добавить в закладки. Мы рады приветствовать Вас на нашем сайте! Мы уверены, что у нас Вы найдете много полезной информации для себя, читайте, скачивайте, все абсолютно бесплатно и без паролей. Периодически материал сайта пополняется, поэтому добавьте Komitart в закладки или подпишитесь на новостную рассылку RSS, так будет проще узнавать о публикуемых новинках. Друзья сайта. Купить паяльник.

Регулятор напряжения и тока для зарядного устройства .. лучшие схемы зарядных для автомобильных аккумуляторов на тиристорах — Схемы.

Зарядные устройства

Шок Цены! Жаркий мотосезон — новинки г. Поступил широкий ассортимент цифровых антенн и приставок DVB-T2 ресиверов для просмотра бесплатных цифровых каналов эфирного телевидения! Блоки питания для ноутбуков, планшетов, светодиодных светильников, усилителей, галогенных ламп 12 Вольт, жк телевизоров, игровых компьютеров, бегущих строк, бытовой техники, шуруповертов. Универсальные блоки питания с регулировкой напряжения и тока, блоки питания для светодиодных лент 12 вольт. Последние новинки кронштейнов для телевизоров, микроволновых печей, акустики, проекторов уже в магазине!!! Купить кронштейн для ТВ стало еще выгоднее, просто укажите диагональ Вашего телевизора в поисковую строку сайта и выберете лучший вариант! Доставка товаров Почтой России, позволяет получать заказы наложенным платежом, даже в удаленных уголках нашей страны! Компания Boxberry — удобная и быстрая доставка посылок! Более четырех тысяч интернет-магазинов — ежедневно тысячи покупателей получают в наших пунктах выдачи большие и малые пакеты со своими заказами!

Мастерим простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора по схеме

Зарядка автомобильного аккумулятора от сети осуществляется периодически, при этом применяют специальное зарядное устройство. Для кислотных аккумуляторов с жидким электролитом в ЗУ предусмотрено минимальное количество функций. Для литиевых АКБ требуются приборы с автоматическим ведением процесса зарядки в 2 этапа. ПЗУ — приборы универсальные, с их помощью можно запустить мотор напрямую, без АКБ, или провести зарядку батареи. Потребность в ремонте зарядных устройств появляется, когда они не выполняют функции — не держат заданные параметры или показатели на шкале меняются хаотично.

Они продают аккумуляторы по хорошим ценам.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Главная Контакты. Пароль Регистрация Забыли пароль? Схемы на микроконтроллерах Схемы аналоговые Аrduino проекты Технологии радиолюбителя Авто электроника Схемы авто проводки Программаторы Софт для радиолюбителя Библиотека Ремонт и заправка принтеров Онлайн калькулятор для MC Рекомендуемые статьи. Преобразователь интерфейсов RS в RS на доступных деталях схема.

В помощь автолюбителям

Такой блок питания был создан после того, как сгорел мой лабораторный БП, который прослужил всего пару месяцев. Было решено из подручных средств собрать мощный сетевой ИБП, который при желании можно было использовать в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов. За основу была взята схема полумостового инвертора на драйвере IR По идее, такой инвертор можно собрать из подручного хлама, почти все основные компоненты можно снять из компьютерного блока питания. На входе питания собран простой сетевой фильтр, пленочные конденсаторы 0,1мкФ подобраны с рабочим напряжением Вольт до и после дросселя, сам дроссель выпаян из платы компьютерного блока питания. На кольце намотаны две независимые обмотки проводом 0,9мм, количество витков каждой обмотки — Термистор на входе питания защищает полевые ключи от бросков напряжения во время включения схемы. Диодный мост — можно взять готовый или же собрать из 4-х выпрямительных диодов с обратным напряжением не менее вольт и током 1, А, в моем случае использован готовый диодный мост на Вольт 4А.

Регулятор напряжения и тока для зарядного устройства .. лучшие схемы зарядных для автомобильных аккумуляторов на тиристорах — Схемы.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Вы конечно правы, но именно эта схема была повторена радиолюбителями, в том числе и мною множество раз и зарекомендовала себя с лучшей стороны. Мне повезло и обмотки трансформатора оказались медными, а не алюминиевыми как это бывает с бюджетными бесперебойниками. Транзисторы и диодный мост устанавливают на радиатор, конструкцию также желательно дополнить кулером. 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.

Мощное импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками часть #1

В продаже сегодня можно встретить множество различных зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов. Они различаются между собой как по цене, так и по техническим характеристикам. Но для того, чтобы стать обладателем ЗУ, необязательно идти в магазин и покупать прибор, ведь если у вас есть знания в области электроники, соорудить такое устройство не составит труда. Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, а также инструкция по изготовлению ЗУ представлена в этой статье. Как сказано выше, для того, чтобы сделать зарядное устройство для батареи автомобиля своими руками, вы должны обладать простейшими знаниями в области электротехники.

Технический прогресс преображает наши улицы и дома, меняет стиль общения, регламентирует стиль поведения, и наполняет мир вокруг огромным количеством разнообразной электроники. Повсеместная популяризация интернета сделало невозможным отсутствие хотя бы одного компьютера в каждой семье.

Тиристорное зарядное устройство 12 вольт с электронной защитой. Выпрямительные диоды в зарядных приспособлениях могут быть выведены из строя при случайном замыкании выходных клемм либо неверном включении АКБ. Обычное средство защиты — плавкие предохранители, но для возобновления работоспособности прибора в этом потребуется замена спаленного предохранителя новым, которого как традиционно в нужный момент под рукою нет. Приходится ставить «жучок», чем ещё более снижается защищённость зарядного устройства. Зарядное устройство для аккумуляторов 12 вольт на тиристоре КУЕ.

Самодельные зарядные устройства для аккумуляторов обычно имеют очень простую конструкцию, а дополнительно к тому и повышенную надежность как раз ввиду простоты схемы. Еще один плюс от изготовления зарядки своими руками — относительная дешевизна комплектующих и как результат — невысокая себестоимость прибора. Основная задача подобной техники — поддерживать на требуемом уровне заряд аккумуляторной батареи автомобиля в случае необходимости.

Руководство для дизайнеров по зарядке литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов

Преимущества литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов укрепили их положение в качестве основного источника питания для портативной электроники, несмотря на один недостаток, заключающийся в том, что разработчикам приходится ограничивать время зарядки. скорости, чтобы избежать повреждения ячейки и создания опасности. К счастью, современные литий-ионные аккумуляторы более надежны и могут заряжаться гораздо быстрее с использованием методов «быстрой зарядки».

В этой статье более подробно рассматриваются разработки литий-ионных аккумуляторов, оптимальный электрохимический цикл зарядки и некоторые схемы быстрой зарядки. В статье также объясняются недостатки ускоренной зарядки, что позволяет инженерам сделать осознанный выбор конструкции следующего зарядного устройства.

Концепция литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов проста, но все же потребовалось четыре десятилетия усилий и много долларов на исследования, чтобы разработать технологию, которая теперь надежно питает большинство современных портативных устройств.

Самые ранние аккумуляторы были хрупкими и склонными к перегреву во время зарядки, но при разработке эти недостатки были преодолены. Тем не менее, перезарядка по-прежнему должна следовать точному режиму, который ограничивает зарядные токи, чтобы гарантировать достижение полной емкости без перезарядки с сопутствующим риском необратимого повреждения. Хорошая новость заключается в том, что последние разработки в области материаловедения и электрохимии увеличили подвижность ионов клетки. Большая мобильность позволяет использовать более высокие зарядные токи и ускоряет «постоянно-токовую» часть цикла зарядки.

Эти разработки позволяют заряжать смартфоны, оснащенные литий-ионными аккумуляторами последнего поколения, с 20% до 70% емкости за 20-30 минут. Кратковременное обновление батареи до емкости на три четверти привлекает потребителей, которым не хватает времени, открывая сектор рынка для зарядных устройств, которые могут безопасно поддерживать быструю зарядку. Производители чипов ответили тем, что предложили разработчикам микросхемы, которые обеспечивают различные скорости зарядки для ускорения перезарядки аккумуляторов литий-ионных элементов. Результатом является более быстрая зарядка, но, как всегда, приходится идти на компромисс.

Улучшения портативного питания

Литий-ионные элементы изготовлены на основе интеркаляционных соединений. Соединения представляют собой материалы со слоистой кристаллической структурой, которые позволяют ионам лития мигрировать из слоев или находиться между ними. Во время разрядки литий-ионной батареи ионы перемещаются от отрицательного электрода через электролит к положительному электроду, заставляя электроны двигаться в противоположном направлении по цепи для питания нагрузки. Как только ионы в отрицательном электроде израсходованы, ток прекращается. Зарядка батареи заставляет ионы двигаться обратно через электролит и внедряться в отрицательный электрод, готовый к следующему циклу разрядки (рис. 1).

Рис. 1. В литий-ионном аккумуляторе ионы лития перемещаются от одного промежуточного соединения к другому, в то время как электроны текут по цепи, питая нагрузку. (Источник изображения: Digi-Key). это намного безопаснее. Для отрицательного электрода используется графит (углерод).

Хотя эти материалы удовлетворительны, все не идеально. Каждый раз, когда ионы смещаются, некоторые из них реагируют с электродом, становятся неотъемлемой частью материала и, таким образом, теряются в электрохимической реакции. В результате запас свободных ионов постепенно истощается, а срок службы батареи сокращается. Что еще хуже, каждый цикл зарядки вызывает объемное расширение электродов. Это нагружает кристаллическую структуру и вызывает микроскопические повреждения, которые уменьшают способность электродов аккомодировать свободные ионы. Это накладывает ограничение на количество циклов перезарядки.

Устранение этих недостатков было в центре внимания недавних исследований литий-ионных аккумуляторов, основной целью которых было наполнение электродов большим количеством ионов лития для увеличения плотности энергии, определяемой как энергия на единицу объема или веса. Это облегчает вход и выход ионов из электродов, а также облегчает прохождение ионов через электролит (т. е. повышает подвижность ионов).

Время зарядки (для заданного тока) в конечном счете определяется емкостью аккумулятора. Например, батарея смартфона емкостью 3300 мАч будет заряжаться примерно в два раза дольше, чем батарея емкостью 1600 мАч, если обе заряжаются током 500 мА. Чтобы учесть это, инженеры определяют скорость зарядки в терминах «C», где 1 C равен максимальному току, который батарея может обеспечить в течение одного часа. Например, в случае аккумулятора емкостью 2000 мА·ч C = 2 А. Та же методика применима и к зарядке. Применение тока заряда 1 А к аккумулятору емкостью 2000 мА·ч соответствует скорости 0,5 C.

Из этого следует, что увеличение зарядного тока уменьшит время перезарядки. Это верно, но только до определенной степени. Во-первых, ионы имеют конечную подвижность, поэтому увеличение зарядного тока выше определенного порога не приводит к их более быстрому перемещению. Вместо этого энергия фактически рассеивается в виде тепла, повышая внутреннюю температуру батареи и рискуя необратимым повреждением. Во-вторых, неограниченная зарядка высоким током в конечном итоге приводит к тому, что в отрицательный электрод встраивается такое количество ионов, что электрод распадается, а батарея разрушается.

Последние разработки значительно улучшили подвижность ионов новейших литий-ионных элементов, что позволяет использовать более высокий зарядный ток без опасного повышения внутренней температуры. Но даже в самых современных продуктах по-прежнему существует риск перезарядки, поскольку это является прямым результатом физического строения элемента. Следовательно, производители литий-ионных аккумуляторов предписывают строгий режим зарядки, чтобы защитить свою продукцию от повреждений.

Аккуратно делает

Зарядка литий-ионных аккумуляторов соответствует профилю, разработанному для обеспечения безопасности и длительного срока службы без ущерба для производительности (рис. 2). Если литий-ионный аккумулятор глубоко разряжен (например, ниже 3 В), применяется небольшой «предварительный» заряд около 10% от тока полного заряда. Это предотвращает перегрев элемента до тех пор, пока он не сможет принимать полный ток фазы постоянного тока. На самом деле эта фаза требуется редко, потому что большинство современных мобильных устройств спроектированы так, чтобы выключаться, когда еще остается заряд, потому что глубокая разрядка, как и перезарядка, может повредить элемент.

Рисунок 2: Профиль зарядки литий-ионных аккумуляторов с использованием метода постоянного тока до тех пор, пока напряжение батареи не достигнет 4,1 В, после чего следует «долив» с использованием метода постоянного напряжения. (Источник изображения: Texas Instruments)

Затем батарея обычно заряжается постоянным током 0,5 C или меньше, пока напряжение батареи не достигнет 4,1 или 4,2 В (в зависимости от конкретной электрохимии). Когда напряжение батареи достигает 4,1 или 4,2 В, зарядное устройство переключается на фазу «постоянного напряжения», чтобы исключить перезарядку. Усовершенствованные зарядные устройства обеспечивают плавный переход от постоянного тока к постоянному напряжению, обеспечивая достижение максимальной емкости без риска повреждения аккумулятора.

Поддержание постоянного напряжения постепенно снижает ток, пока он не достигнет около 0,1 C, после чего зарядка прекращается. Если зарядное устройство оставлено подключенным к аккумулятору, периодически применяется «подпитка» для противодействия саморазряду аккумулятора. Подзарядка обычно начинается, когда напряжение холостого хода батареи падает ниже 3,9–4 В, и прекращается, когда снова достигается напряжение полной зарядки от 4,1 до 4,2 В.

Как уже упоминалось, перезарядка значительно сокращает срок службы батареи и потенциально опасна. Как только ионы перестают двигаться, большая часть электрической энергии, подаваемой на батарею, преобразуется в тепловую энергию. Это вызывает перегрев, что может привести к взрыву из-за выделения электролита. В результате производители аккумуляторов выступают за точное управление и подходящие функции безопасности зарядного устройства.

Недостаточный заряд, хотя и не опасен, также может отрицательно сказаться на емкости аккумулятора. Например, недозаряд всего на 1% может снизить емкость аккумулятора примерно на 8% (рис. 3).

Рис. 3: Недостаточный заряд всего на доли процента может привести к значительному снижению емкости литий-ионного аккумулятора. По этой причине важно, чтобы конечное напряжение во время зарядки было точно измерено.

По этим причинам зарядное устройство должно контролировать конечное напряжение в пределах ±50 мВ от 4,1 или 4,2 В и быть в состоянии определить, когда батарея полностью заряжена. Методы обнаружения включают определение момента, когда ток падает до 0,1 C на стадии постоянного напряжения, и, в более простых зарядных устройствах, зарядку только в течение заранее определенного времени и при условии, что батарея полностью заряжена. Многие зарядные устройства также включают средства для определения температуры батареи, поэтому зарядка может быть прекращена при превышении порогового значения. ^[1]

Ускоренная зарядка

Поскольку батареи последнего поколения отличаются повышенной подвижностью ионов, возможна более быстрая зарядка без риска перегрева. На сегодняшний день производители микросхем предоставили широкий спектр интегрированных решений для управления литий-ионными батареями, чтобы упростить конструкцию зарядных устройств. Теперь они также предлагают кремний, который позволяет инженерам разрабатывать продукты, использующие преимущества более быстрой зарядки в фазе постоянного тока. (Обратите внимание, что не существует принятого в отрасли определения «быстрой или быстрой зарядки» для литий-ионных аккумуляторов. Скорее этот термин качественно применяется к любому режиму зарядки, который ускоряет зарядку по сравнению с «типичной» скоростью заряда 0,5 C.)

Компания Maxim Integrated, например, предлагает зарядное устройство MAX8900 на основе импульсного понижающего («понижающего») источника питания. Устройство может выдавать до 1,2 А при напряжении питания от 3,6 до 6,3 В, позволяя разработчику регулировать параметры заряда с помощью внешних компонентов.

Например, разработчик может реализовать быструю зарядку постоянным током, как только напряжение батареи превысит напряжение предварительного кондиционирования и пока напряжение не достигнет 4,2 В. Максимальный ток быстрой зарядки определяется резистором между контактом SETI и землей ( См. рисунок 4).

Рисунок 4: Зарядный ток в фазе постоянного тока зарядки литий-ионного аккумулятора, обеспечиваемый MAX8900 от Maxim Integrated, можно настроить с помощью резистора R _SETI , показанного здесь внизу в центре этой прикладной схемы. ( Схема, нарисованная с помощью Digi-Key Scheme-it , на основе оригинального изображения, предоставленного Maxim Integrated)

Например, для R _SETI = 2,87 кОм, ток быстрой зарядки равен 1,186 А, а для R _SETI = 34 кОм ток равен 0,1 А. На рис. 5 показано, как ток зарядки зависит от R _SETI . Maxim предлагает удобный комплект для разработки MAX8900A, который позволяет разработчику экспериментировать со значениями компонентов, чтобы исследовать их влияние не только на скорость зарядки постоянным током, но и на скорость зарядки в других частях цикла зарядки.

Рисунок 5: Изменение зарядного тока в фазе постоянного тока зарядки литий-ионного аккумулятора, обеспечиваемой MAX8900 с номиналом резистора R _SETI .

В MAX8900 встроены некоторые меры безопасности, чтобы предотвратить опасное повышение температуры батареи во время быстрой зарядки. Они соответствуют спецификациям Японской ассоциации производителей электроники и информационных технологий (JEITA) в отношении безопасной зарядки литий-ионных аккумуляторов. Для литий-ионных аккумуляторов при температуре от 0°С до 15°С ток быстрой зарядки ограничивается 50% от запрограммированного значения, а если температура аккумулятора поднимается выше 60°С, ток полностью отключается до достижения температуры снижается до безопасного уровня. Сам чип защищен термической защитой, которая ограничивает ток заряда до 25% от максимального уровня, если внутренняя температура превышает 85°C.

Компания Maxim не единственная, кто предоставляет разработчикам гибкость в выборе быстрой скорости зарядки. Импульсное зарядное устройство MC32BC3770 от NXP Semiconductors обеспечивает контроль над режимом зарядки, позволяя разработчику не только устанавливать рабочие параметры через интерфейс I ² C, но также устанавливать ток завершения заряда, напряжение регулирования батареи, предварительное — ток заряда, пороговое значение напряжения быстрой зарядки и пороговое напряжение снижения заряда в дополнение к току быстрой зарядки.

Сам ток быстрой зарядки программируется от 100 до 2000 мА, по умолчанию установлено значение 500 мА. В целях безопасности ток быстрой зарядки всегда ограничивается настройкой предела входного тока. MC32BC3770 может работать от входного напряжения до 20 В и имеет один вход для USB и двухканальный выход для питания устройства, если батарея полностью разряжена.

FAN5400 компании Fairchild Semiconductor также позволяет разработчику программировать скорость зарядки и режимы работы микросхемы с помощью I ² Интерфейс С. Устройство представляет собой USB-совместимое зарядное устройство на основе импульсного источника питания, который работает от входного напряжения 6 В (макс.) и обеспечивает зарядный ток до 1,25 А.

Конструкция FAN5400 минимизирует время зарядки при соблюдении требований USB. Разработчик может выбрать как максимальный зарядный ток, так и пороговое значение тока для прекращения зарядки во время фазы постоянного напряжения через хост I ² C. Функции безопасности включают таймер, который отключает питание, если цикл зарядки превышает заданную продолжительность, а ток зарядки ограничивается, если температура чипа превышает 120°C.

Компания Texas Instruments, со своей стороны, предлагает bq25898, импульсное устройство управления зарядом батареи, поддерживающее быструю зарядку с высоким входным напряжением. Устройство может принимать входное напряжение до 12 В и выдавать до 4 А на выходе, что делает его пригодным для зарядки аккумуляторов большей емкости в смартфонах и планшетах последнего поколения.

Подобно решениям NXP Semiconductors и Fairchild, bq25898 настраивается через последовательный интерфейс I ² C, который позволяет разработчику устанавливать зарядный ток и минимальное напряжение системы. Функции безопасности включают контроль температуры батареи, таймер зарядки и защиту от перенапряжения.

Компромисс быстрой зарядки

Разработчик должен знать о компромиссе, связанном с быстрой зарядкой: чем быстрее зарядка, тем ниже емкость, когда батарея переключается на относительно медленную часть постоянного напряжения режим зарядки. Например, зарядка при 0,7°С обеспечивает емкость от 50 до 70% при достижении напряжения 4,1 или 4,2 В, тогда как зарядка при температуре менее 0,2°С может привести к полному заряду батареи, как только напряжение достигнет 4,1 или 4,2 В. В других случаях Другими словами, если потребителю требуется быстрое обновление, скажем, с 25 до 50 процентов, быстрая зарядка идеальна, но если потребитель обычно подключается к сети для полной подзарядки, обычно быстрее сделать это при умеренной скорости заряда 0,5 C, чем скорость быстрой зарядки на 1 C или выше, которая затем требует более длительной и относительно медленной «дозарядки».

Другой компромисс заключается в том, что повышенная внутренняя температура, создаваемая быстрой зарядкой, даже если она может быть ниже «безопасного» порога, установленного производителем конкретного литий-ионного элемента, может вызвать небольшое повреждение, что в конечном итоге приведет к снижению емкость и меньше циклов перезарядки. Тем не менее, с усовершенствованием аккумуляторной технологии, увеличивающей надежность элементов, скорость быстрой зарядки должна быть экстремальной, чтобы сократить срок службы батареи до уровня, меньшего, чем «полезное» существование портативного продукта (определяемое как время между покупкой потребителем продукта и замена на новую модель).

Заключение

В то время как в лаборатории разрабатываются новые аккумуляторные технологии, литий-ионный элемент, похоже, в течение некоторого времени станет основным источником энергии для портативных устройств. Таким образом, технология будет по-прежнему интенсивно развиваться, устраняя ее недостатки. Подвижность ионов входит в число этих недостатков и, вероятно, улучшится даже по сравнению с батареями последнего поколения, что приведет к более быстрой зарядке постоянным током.

Разработчики могут воспользоваться преимуществом более быстрой зарядки, выбрав микросхему управления батареями, которая обеспечивает гибкость в выборе скорости зарядки путем выбора одного или двух внешних компонентов или программирования через интерфейс I ² C. Также стоит учитывать функции безопасности, встроенные в устройства управления батареями, поскольку, хотя современные литий-ионные элементы намного надежнее своих предшественников, быстрая зарядка по-прежнему представляет некоторые потенциальные опасности, которые разработчикам необходимо учитывать при их разработке.

Ссылка:

1. « Разработка доступных систем питания со смешанными сигналами для зарядных устройств аккумуляторов », Терри Кливленд, Скотт Дирборн, Microchip Technology Inc.

 

различными авторами и/или участниками форума на этом веб-сайте, не обязательно отражают мнения, убеждения и точки зрения Digi-Key Electronics или официальную политику Digi-Key Electronics.

S519470 | Antex Electronics Паяльник на батарейках, 12 В, 25 Вт

Посмотреть все Паяльники

---

24 На складе — БЕСПЛАТНАЯ доставка на следующий рабочий день

2 Доступно из Европы для доставки в течение 1 рабочего дня.

Add to Basket

tickAdded

View Basket

Price Each

£32.02

(exc. ​​VAT)

£38.42

(inc. VAT)

Units	Per unit
1 +

RS Артикул:

257-3487

Произв. Part No.:

S519470

Brand:

Antex Electronics

COO (Country of Origin):

GB

Technical Reference

• docPdf57 Page ESD Control Selection Guide

Legislation and Соответствие

COO (страна происхождения):

ГБ

---

Подробная информация о продукте

ANTEX MLXS 25W/12 В DC

25 Вт с низким напряжением Железо
Подключаются к 12 В
ИЛИКОЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ Поставляется с поводком

длиной 4 м с зажимами типа «крокодил».