Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Импульсные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов: принцип работы, виды и схемы — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работают импульсные зарядные устройства для автоаккумуляторов. Какие виды ИЗУ существуют. Как выбрать подходящее зарядное устройство. Можно ли сделать ИЗУ своими руками.

Содержание

Принцип работы импульсных зарядных устройств

Импульсные зарядные устройства (ИЗУ) для автомобильных аккумуляторов работают по принципу генерации высокочастотных импульсов. Это позволяет повысить выходное напряжение, поступающее из электросети. В конструкции ИЗУ предусмотрена система фильтров, регулирующих величину напряжения до уровня, необходимого для зарядки конкретного аккумулятора.

Ключевые особенности работы ИЗУ:

Генерация высокочастотных импульсов
Повышение входного напряжения
Фильтрация и стабилизация выходного напряжения
Автоматическая регулировка параметров зарядки
Переход в режим хранения при полном заряде батареи

Виды импульсных зарядных устройств

На рынке представлены следующие основные виды ИЗУ для автомобильных аккумуляторов:

1. Ручные зарядные устройства

Преимущества:

Низкая стоимость
Простота конструкции

Недостатки:

Требуют постоянного контроля процесса зарядки
Высокий риск перезаряда аккумулятора

2. Полуавтоматические зарядные устройства

Преимущества:

Частичная автоматизация процесса зарядки
Сниженный риск перезаряда

Недостатки:

Необходимость контроля времени зарядки
Ограниченный функционал

3. Автоматические зарядные устройства

Преимущества:

Полная автоматизация процесса зарядки
Защита от перезаряда и других нештатных ситуаций
Возможность выбора оптимального режима зарядки

Недостатки:

Более высокая стоимость
Сложность ремонта при выходе из строя

Особенности выбора импульсного зарядного устройства

При выборе ИЗУ для автомобильного аккумулятора следует учитывать следующие факторы:

Тип и емкость аккумулятора
Номинальное напряжение АКБ (6В, 12В, 24В)
Максимальный ток зарядки
Наличие функции автоматического отключения
Возможность выбора режимов зарядки
Наличие защитных функций
Портативность и габариты устройства

Важно подобрать зарядное устройство, способное обеспечить ток зарядки, равный примерно 10% от емкости аккумулятора. Например, для АКБ емкостью 60 Ач оптимальный ток зарядки составит около 6А.

Схемы импульсных зарядных устройств

Рассмотрим основные элементы типовой схемы импульсного зарядного устройства:

1. Входной выпрямитель

Преобразует переменное напряжение сети в постоянное. Обычно используется диодный мост.

2. Высокочастотный преобразователь

Состоит из генератора импульсов и силовых ключей (чаще всего MOSFET-транзисторов). Преобразует постоянное напряжение в высокочастотные импульсы.

3. Импульсный трансформатор

Повышает или понижает напряжение до необходимого уровня. Обычно используются ферритовые сердечники для уменьшения габаритов.

4. Выходной выпрямитель

Преобразует высокочастотные импульсы в постоянное напряжение. Используются быстродействующие диоды Шоттки.

5. Фильтр

Сглаживает пульсации выходного напряжения. Обычно состоит из индуктивности и конденсаторов.

6. Схема управления

Контролирует процесс зарядки, регулирует ток и напряжение, обеспечивает защитные функции. Часто реализуется на специализированных микросхемах.

Преимущества и недостатки импульсных зарядных устройств

Импульсные зарядные устройства имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными трансформаторными:

Преимущества ИЗУ:

Компактность и малый вес
Высокий КПД (до 90% и выше)
Автоматическая регулировка параметров зарядки
Возможность быстрой зарядки аккумулятора
Наличие защитных функций
Универсальность применения

Недостатки ИЗУ:

Более высокая стоимость по сравнению с трансформаторными ЗУ
Сложность ремонта в случае выхода из строя
Возможность создания помех для электронных устройств
Чувствительность к перепадам напряжения в сети

Самостоятельное изготовление импульсного зарядного устройства

Для тех, кто имеет навыки в электронике, возможно самостоятельное изготовление ИЗУ. Однако следует учитывать, что это требует определенных знаний и опыта.

Основные этапы создания ИЗУ своими руками:

Разработка или выбор готовой схемы
Подбор компонентов
Изготовление печатной платы
Монтаж компонентов
Настройка и тестирование устройства

При самостоятельном изготовлении ИЗУ особое внимание следует уделить вопросам безопасности и защиты от короткого замыкания, перегрузки и неправильного подключения.

Заключение

Импульсные зарядные устройства представляют собой современное и эффективное решение для зарядки автомобильных аккумуляторов. Они обеспечивают высокую скорость зарядки, имеют компактные размеры и обладают рядом защитных функций. При выборе ИЗУ важно учитывать характеристики аккумулятора и особенности эксплуатации автомобиля.

Несмотря на возможность самостоятельного изготовления ИЗУ, для большинства автовладельцев оптимальным решением будет приобретение готового устройства от проверенного производителя. Это обеспечит надежность, безопасность и эффективность процесса зарядки аккумулятора.

Импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора: схема, инструкция

Широкую популярность получили импульсные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. 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.

Основные характеристики зарядников

Всего существует два типа зарядных устройств для аккумуляторных батарей:

Трансформаторные – у них очень большой вес и габариты. Причина – используется трансформатор – у него внушительные обмотки и сердечки из электротехнической стали, у которой большой вес.
Импульсные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. Отзывы о таких устройствах более положительные – габариты у приборов небольшие, вес тоже маленький.

Именно за компактность и полюбились потребителям зарядные устройства импульсного типа. Но кроме этого, у них более высокий КПД в сравнении с трансформаторными. В продаже можно встретить только такого типа импульсные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. Схемы у них в целом похожи, отличаются они только используемыми элементами.

Элементы конструкции зарядника

При помощи зарядного устройства восстанавливается работоспособность аккумуляторной батареи. В конструкции используется исключительно современная элементная база. В состав входят такие блоки:

Импульсный трансформатор.
Блок выпрямителя.
Блок стабилизатора.
Приборы для измерения тока зарядки и (или) напряжения.
Основной блок, позволяющий осуществлять контроль процесса зарядки.

Все эти элементы имеют маленькие габариты. Импульсный трансформатор небольшой, наматываются его обмотки на ферритовых сердечниках.

Самые простые конструкции импульсных зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов Hyundai или других марок машин можно выполнить всего на одном транзисторе. Главное – сделать схему управления этим транзистором. Все компоненты можно приобрести в магазине радиодеталей или же снять с блоков питания ПК, телевизоров, мониторов.

Особенности работы

По принципу работы все схемы импульсных зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов можно разделить на такие подгруппы:

Зарядка аккумулятора напряжением, ток при этом имеет постоянное значение.
Напряжение остается неизменным, но ток при зарядке постепенно уменьшается.
Комбинированный метод – объединение двух первых.

Самый «правильный» способ – это изменять ток, а не напряжение. Он подходит для большей части аккумуляторных батарей. Но это в теории, так как зарядники могут осуществлять контролирование силы тока только в том случае, если напряжение на выходе будет иметь постоянное значение.

Особенности режимов зарядки

Если ток остается постоянным, а меняется напряжение, то вы получите массу неприятностей – пластины внутри аккумуляторной батареи будут осыпаться, что приведет к выходу ее из строя. В этом случае восстановить АКБ не получится, придется только покупать новую.

Наиболее щадящим режимом оказывается комбинированный, при котором сначала происходит зарядка при помощи постоянного тока. Под конец процесса происходит изменение тока и стабилизация напряжения. С помощью этого возможность закипания аккумуляторной батареи сводится к минимуму, газов тоже меньше выделяется.

Как подобрать зарядное?

Чтобы АКБ прослужила как можно дольше, необходимо правильно выбрать импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. В инструкциях к ним указываются все параметры: ток зарядки, напряжение, даже схемы в некоторых приводятся.

Обязательно учитывайте, что зарядник должен вырабатывать ток, равный 10 % от суммарной емкости аккумуляторной батареи. Также вам потребуется учесть такие факторы:

Обязательно учитывайте у продавца, сможет ли конкретная модель зарядника полностью восстановить работоспособность аккумулятора. Проблема в том, что не все устройства способны делать это. Если в вашей машине стоит аккумулятор на 100 А*ч, а вы покупаете зарядник с максимальным током 6 А, то его явно будет недостаточно.
Исходя из первого пункта, внимательно смотрите, какой максимальный ток может выдать устройство. Не лишним будет обратить внимание и на напряжение – некоторые устройства могут выдавать не 12, а 24 Вольта.

Желательно, чтобы в заряднике присутствовала функция автоматического отключения при достижении полного заряда аккумулятора. С помощью такой функции вы избавите себя от лишних проблем – не нужно будет контролировать зарядку. Как только достигнет зарядка максимума, устройство само отключится.

Несколько советов для работы с зарядниками

Обязательно во время эксплуатации подобного рода приборов могут возникнуть проблемы. Чтобы этого не произошло, нужно придерживаться простых рекомендаций. Главное – добиться того, чтобы в банках аккумуляторной батареи было достаточное количество электролита.

Если его мало, то долейте дистиллированной воды. Заливать чистый электролит не рекомендуется. Обязательно также учитывайте такие параметры:

Величину напряжения зарядки. Максимальное значение не должно превышать 14,4 В.
Величину силы тока – эту характеристику можно без особого труда регулировать на импульсных зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов «Орион» и аналогичных. Для этого на передней панели устанавливается амперметр и переменный резистор.
Длительность зарядки аккумуляторной батареи. При отсутствии индикаторов сложно понять, когда аккумуляторная батарея заряжена, а когда разряжена. Подключите амперметр между зарядным устройством и аккумулятором – если его показания не изменяются и крайне малы, то это свидетельствует о том, что зарядка полностью восстановилась.

Какой бы зарядник вы ни использовали, старайтесь не переборщить – больше суток не держите аккумулятор. В противном случае может произойти замыкание и закипание электролита.

Самодельные устройства

За основу можно взять схему импульсного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов «Аида» или аналогичных. Очень часто в самоделках применяют схему IR2153. Ее отличие от всех остальных, которые используются для изготовления зарядников, в том, что устанавливается не два конденсатора, а один — электролитический. Но у такой схему есть один недостаток – с ее помощью можно сделать только маломощные устройства. Но эта проблема решается установкой более мощных элементов.

Во всех конструкциях применяются транзисторные ключи, например 8N50. Корпус у этих приборов изолирован. Диодные мосты для самодельных зарядников лучше всего использовать те, которые устанавливаются в блоках питания персональных компьютеров. В том случае если готовой мостовой сборки нет, можно сделать ее из четырех полупроводниковых диодов. Желательно, чтобы величина обратного тока у них была выше 10 ампер. Но это для случаев, когда зарядное будет использоваться с аккумуляторными батареями емкостью не более 70-8-0 А*ч.

Цепь питания зарядного устройства

В импульсных зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов Bosch и аналогичных обязательно используется в схеме цепи питания резистор для гашения тока. Если вы решили самостоятельно изготовить зарядник, то потребуется устанавливать резистор сопротивлением около 18 кОм. Далее по схеме находится выпрямительный блок однополупериодного типа. В нем применяется всего один полупроводниковый диод, после которого устанавливается электролитический конденсатор.

Он необходим для того, чтобы отсекать переменную составляющую тока. Желательно использовать керамические или пленочные элементы. По законам Кирхгофа составляются схемы замещения. В режиме переменного тока конденсатор заменяется в ней отрезком проводника. А при работе схемы на постоянном токе – разрывом. Следовательно, в выпрямленном токе после диода будут две составляющие: основная – постоянный ток, а также остатки переменного, их нужно убрать.

Импульсный трансформатор

В конструкции импульсного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов «Кото» используется специальной конструкции трансформатор. Для самоделок можно воспользоваться готовым – снять из блока питания персонального компьютера. В них применяются трансформаторы, которые идеально подходят для реализации схем зарядных устройств – они могут создать высокий уровень тока.

Также они позволяют обеспечить сразу несколько значений напряжений на выходе зарядника. Диоды, которые устанавливаются после трансформатора, должны быть именно импульсными, другие работать в схеме попросту не смогут. Они быстро выйдут из строя при попытке выпрямить высокочастотный ток. В качестве фильтрующего элемента желательно установить несколько электролитических конденсаторов и ВЧ-дроссель. Рекомендуется применить термистор сопротивлением 5 Ом, чтобы обеспечить снижение уровня бросков.

Кстати, термистор тоже можно найти в старом БП от компьютера. Обратите внимание на емкость электролитического конденсатора – ее нужно подбирать исходя из значения мощности всего устройства. На каждый 1 Ватт мощности требуется 1 мкФ. Рабочее напряжение не менее 400 В. Можно применить четыре элемента по 100 мкФ каждый, включенных параллельно. При таком соединении емкости суммируются.

Схемы импульсных зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов: принцип действия

Принцип действия

Действие такого зарядного устройства основано на генерации высокой частоты, повышающей выходное напряжение, поступающее по сети. В устройстве содержится система фильтров, регулирующих величину напряжения.

Аккумулятор получает величину, необходимую для его зарядки. При полной батарее, зарядное устройство переходит в режим хранения, что способствует сохранению величины заряда.

Особенности

Предлагаемые в продаже зарядники делятся на несколько видов:

Ручные. Отличаются небольшой ценой. Но требуют пристального внимания в процессе зарядки.
Полуавтоматические. Отличаются от ручных, тем, что необходимо следить только за временем зарядки батареи.
Автоматические. Процесс зарядки полностью автоматизирован. Водителю нужно лишь подключить батарею к заряднику. Главное условие – соблюдение полярности.

Время зарядки зависит от степени разряженности батареи и вида зарядного устройства. Оно может быть до 20 часов.

Специальный режим зарядки

Интересно ИЗУ тем, что обладают особым режимом зарядки в экстренных ситуациях. Если аккумулятор полностью разряжен, а автомобиль необходим, то можно использовать BOOST.

Такой режим позволяет запустить аккумулятор даже в том случае, если батарея была в минусе. Этот метод можно использовать в крайних случаях, поскольку он приводит к быстрому износу батареи.

Преимущества и недостатки

ИЗУ имеют ряд преимуществ. Малые габариты позволяют взять его с собой в поездку и воспользоваться в критической ситуации. Несложное устройство, особенно у автоматов. Использовать его может даже начинающий автолюбитель.

Преимуществом, опять же, автомата является автономный процесс зарядки. Человеческое участие в нём не требуется. Наличие защитных функций. В продвинутых вариантах есть и подсказки, если действия совершаются не верно.

Как недостатки таких устройств можно отметить достаточно высокую стоимость и сложность в починке. В остальном ИЗУ интересен и привлекателен для всех категорий автомобилистов.

Виды зарядных устройств

Срок эксплуатации аккумуляторной батареи не более 6 лет. При условии качественного его обслуживания и надлежащей эксплуатации. Соблюдение правил эксплуатации особенно актуально в зимних условиях. Даже в случае нормальной работы аккумулятор требует периодической проверки и подзарядки.

Для подзарядки батареи можно использовать трансформаторные или импульсные зарядники.

Недостатком трансформаторной зарядки является большой вес. Но они отличаются надежностью.

Исходя из ситуации можно использовать зарядное устройство, когда нужно зарядить аккумулятор или проверить его работоспособность.

В экстренной ситуации можно использовать пусковое устройство для батареи. Их главное отличие — портативность. Применять их можно тогда, когда нет возможности дать аккумулятору полноценную зарядку. Пуско-зарядное включает в себя функции и зарядки, но для работы такого устройства требуется подключение к сети.

Выбирая зарядное устройство, ориентироваться необходимо прежде всего на аккумуляторную батарею. Номинал АКБ может располагаться в диапазоне от 6 вольт. Наиболее востребованный вариант 12 вольт, но есть вариант с 24 вольт.

Универсальным решением будет импульсный автомат. Такой вид зарядника самостоятельно выбирает нужный режим работы и отслеживает уровень зарядки.

В ситуации, когда есть нужда в зарядном устройстве, а его нет или оно не работает, зарядку можно изготовить самостоятельно.

Самодельные зарядки для АКБ

Для изготовления зарядника необходим паяльник и небольшие навыки и знания в области электротехники. С помощью варианта, рассчитанного на 6 и 12 В можно зарядить большинство АКБ с ёмкостью в диапазоне от 10 до 120 А/ч.

Для такого устройства понадобится выпрямитель и понижающий трансформатор Т1. Выпрямительные диоды VD2-VD5 позволяют отрегулировать ток зарядника. Для измерения нужен амперметр с диапазоном 30А.

Можно использовать и подручный материал. Например, компьютерный блок питания. Дополнительной составляющей будет ШИМ-контроллёр TL494. Таким устройством можно зарядить батарею до 10 А.

Настройка блока автоматической регулировки и защиты АЗУ

При безошибочной сборке платы и исправности всех радиоэлементов, схема заработает сразу. Останется только установить порог напряжения резистором R5, при достижении которого зарядка аккумулятора будет переведена в режим зарядки малым током.

Регулировку можно выполнить непосредственно при зарядке аккумулятора. Но все, же лучше подстраховаться и перед установкой в корпус, схему автоматического регулирования и защиты АЗУ проверить и настроить. Для этого понадобится блок питания постоянного тока, у которого есть возможность регулировать выходное напряжение в пределах от 10 до 20 В, рассчитанного на выходной ток величиной 0,5-1 А. Из измерительных приборов понадобится любой вольтметр, стрелочный тестер или мультиметр рассчитанный на измерение постоянного напряжения, с пределом измерения от 0 до 20 В.

Проверка стабилизатора напряжения

После монтажа всех деталей на печатную плату нужно подать от блока питания питающее напряжение величиной 12-15 В на общий провод (минус) и вывод 17 микросхемы DA1 (плюс). Изменяя напряжение на выходе блока питания от 12 до 20 В, нужно с помощью вольтметра убедиться, что величина напряжения на выходе 2 микросхемы стабилизатора напряжения DA1 равна 9 В. Если напряжение отличается или изменяется, то DA1 неисправна.

Микросхемы серии К142ЕН и аналоги имеют защиту от короткого замыкания по выходу и если закоротить ее выход на общий провод, то микросхема войдет в режим защиты и из строя не выйдет. Если проверка показала, что напряжение на выходе микросхемы равно 0, то это не всегда означает о ее неисправности. Вполне возможно наличие КЗ между дорожками печатной платы или неисправен один из радиоэлементов остальной части схемы. Для проверки микросхемы достаточно отсоединить от платы ее вывод 2 и если на нем появится 9 В, значит, микросхема исправна, и необходимо найти и устранить КЗ.

Проверка системы защиты от перенапряжения

Описание принципа работы схемы решил начать с более простой части схемы, к которой не предъявляются строгие нормы по напряжению срабатывания.

Функцию отключения АЗУ от электросети в случае отсоединения аккумулятора выполняет часть схемы, собранная на операционном дифференциальном усилителе А1.2 (далее ОУ).

Принцип работы операционного дифференциального усилителя

Без знания принципа работы ОУ разобраться в работе схемы сложно, поэтому приведу краткое описание. ОУ имеет два входа и один выход. Один из входов, который обозначается на схеме знаком «+», называется неинвертирующим, а второй вход, который обозначается знаком «–» или кружком, называется инвертирующим. Слово дифференциальный ОУ означает, что напряжение на выходе усилителя зависит от разности напряжений на его входах. В данной схеме операционный усилитель включен без обратной связи, в режиме компаратора – сравнения входных напряжений.

Таким образом, если напряжение на одном из входов будет неизменным, а на втором изменятся, то в момент перехода через точку равенства напряжений на входах, напряжение на выходе усилителя скачкообразно изменится.

Проверка схемы защиты от перенапряжения

Вернемся к схеме. Неинвертирующий вход усилителя А1.2 (вывод 6) подключен к делителю напряжения, собранного на резисторах R13 и R14. Этот делитель подключен к стабилизированному напряжению 9 В и поэтому напряжение в точке соединения резисторов, никогда не изменяется и составляет 6,75 В. Второй вход ОУ (вывод 7) подключен ко второму делителю напряжения, собранному на резисторах R11 и R12. Этот делитель напряжения подключен к шине, по которой идет зарядный ток, и напряжение на нем меняется в зависимости от величины тока и степени заряда аккумулятора. Поэтому и величина напряжения на выводе 7 тоже будет, соответственно изменятся. Сопротивления делителя подобраны таким образом, что при изменении напряжения зарядки аккумулятора от 9 до 19 В напряжение на выводе 7 будет меньше, чем на выводе 6 и напряжение на выходе ОУ (вывод

будет больше 0,8 В и близко к напряжению питания ОУ. Транзистор будет открыт, на обмотку реле Р2 будет поступать напряжение и оно замкнет контакты К2.1. Напряжение на выходе также закроет диод VD11 и резистор R15 в работе схемы участвовать не будет.

Как только напряжение зарядки превысит 19 В (это может случится только в случае, если от выхода АЗУ будет отключен аккумулятор), напряжение на выводе 7 станет больше, чем на выводе 6. В этом случае на выходе ОУ напряжение скачкообразно уменьшится до нуля. Транзистор закроется, реле обесточится и контакты К2.1 разомкнутся. Подача питающего напряжения на ОЗУ будет прекращена. В момент, когда напряжение на выходе ОУ станет равно нулю, откроется диод VD11 и, таким образом, параллельно к R14 делителя подключится R15. Напряжение на 6 выводе мгновенно уменьшится, что исключит ложные срабатывания в момент равенства напряжений на входах ОУ из-за пульсаций и помех. Изменяя величину R15 можно менять гистерезис компаратора, то есть напряжение, при котором схема вернется в исходное состояние.

При подключения аккумулятора к ОЗУ напряжения на выводе 6 опять установится равным 6,75 В, а на выводе 7 будет меньше и схема начнет работать в штатном режиме.

Для проверки работы схемы достаточно изменять напряжение на блоке питания от 12 до 20 В и подключив вольтметр вместо реле Р2 наблюдать его показания. При напряжении меньше 19 В, вольтметр должен показывать напряжение, величиной 17-18 В (часть напряжения упадет на транзисторе), а при большем – ноль. Желательно все же подключить к схеме обмотку реле, тогда будет проверена не только работа схемы, но и его работоспособность, а по щелчкам реле можно будет контролировать работу автоматики без вольтметра.

Если схема не работает, то нужно проверить напряжения на входах 6 и 7, выходе ОУ. При отличии напряжений от указанных выше, нужно проверить номиналы резисторов соответствующих делителей. Если резисторы делителей и диод VD11 исправны, то, следовательно, неисправен ОУ.

Для проверки цепи R15, D11 достаточно отключить одни из выводов этих элементов, схема будет работать, только без гистерезиса, то есть включаться и отключаться при одном и том же подаваемом с блока питания напряжении. Транзистор VT12 легко проверить, отсоединив один из выводов R16 и контролируя напряжение на выходе ОУ. Если на выходе ОУ напряжение изменяется правильно, а реле все время включено, значит, имеет место пробой между коллектором и эмиттером транзистора.

Проверка схемы отключения аккумулятора при полной его зарядке

Принцип работы ОУ А1.1 ничем не отличается от работы А1.2, за исключением возможности изменять порог отключения напряжения с помощью подстроечного резистора R5.

Делитель для опорного напряжения собран на резисторах R7, R8 и напряжение на выводе 4 ОУ должно быть 4,5 В. Напряжение на выводе 3 А1.1, как Вы уже поняли, должно быть равно напряжению 4,5 в случае, когда напряжение на аккумуляторе достигнет величины 15,6 В для случая тока зарядки 0,3 А. Для больших токов, напряжение будет большим и его нужно подбирать экспериментально. Более подробно этот вопрос рассмотрен в статье сайта «Как заряжать аккумулятор».

Для проверки работы А1.1, питающее напряжение, поданное с блока питания плавно увеличивается и уменьшается в пределах 12-18 В. При достижении напряжения 15,6 В должно отключиться реле Р1 и контактами К1.1 переключить АЗУ в режим зарядки малым током через конденсатор С4. При снижении уровня напряжения ниже 12,54 В реле должно включится и переключить АЗУ в режим зарядки током заданной величины.

Напряжение порога включения 12,54 В можно регулировать изменением номинала резистора R9, но в этом нет необходимости.

С помощью переключателя S2 имеется возможность отключать автоматический режим работы, включив реле Р1 напрямую.

Схема зарядки для экстренных случаев

Если аккумулятор не заряжается после морозной ночи, а необходимость в автомобиле велика, помочь в ситуации могут источник постоянного напряжения и сопротивление ограничения тока.

Основной элемент — зарядное устройство ноутбука. Плюсом будет внутренний вход, а минусом внешний контур штекера. Ограничителем может выступать лампа из салона машины.

Воспользоваться можно и блоком питания компьютера. Если есть не нужный рабочий блок, то он может послужить для создания вполне надежного зарядника. Минусом такой зарядки будет её длительность.

После использования любого зарядного устройства обязательна проверка напряжения в АКБ. Для этого используется тестер.

Принцип работы ШИМ

Сигнал, промодулированный по ширине импульса, формируется двумя способами:

аналоговым;
цифровым.

При аналоговом способе создания ШИМ-сигнала несущая в виде пилообразного или треугольного сигнала подается на инвертирующий вход компаратора, а информационный – на неинвертирующий. Если мгновенный уровень несущей выше модулирующего сигнала, то на выходе компаратора ноль, если ниже – единица. На выходе получается дискретный сигнал с частотой, соответствующей частоте несущего треугольника или пилы, и длиной импульса, пропорциональной уровню модулирующего напряжения.

В качестве примера приведена модуляция по ширине импульса треугольного сигнала линейно-возрастающим. Длительность выходных импульсов пропорциональна уровню выходного сигнала.

Аналоговые ШИМ-контроллеры выпускаются и в виде готовых микросхем, внутри которых установлен компаратор и схема генерации несущей. Имеются входы для подключения внешних частотозадающих элементов и подачи информационного сигнала. С выхода снимается сигнал, управляющий мощными внешними ключами. Также имеются входы для обратной связи – они нужны для поддержания установленных параметров регулирования. Такова, например, микросхема TL494. Для случаев, когда мощность потребителя относительно невелика, выпускаются ШИМ-контроллеры со встроенными ключами. На ток до 3 ампер рассчитан внутренний ключ микросхемы LM2596.

Цифровой способ осуществляется применением специализированных микросхем или микропроцессоров. Длина импульса регулируется внутренней программой. Во многих микроконтроллерах, включая популярные PIC и AVR, «на борту» имеется встроенный модуль для аппаратной реализации ШИМ, для получения PWM-сигнала надо активировать модуль и задать параметры его работы. Если такой модуль отсутствует, то ШИМ можно организовать чисто программным методом, это несложно. Этот способ дает более широкие возможности и предоставляет больше свободы за счёт гибкого использования выходов, но задействует большее количество ресурсов контроллера.

Модели ИЗУ

Выбор ИЗУ должен основываться на характеристиках аккумулятора, который предполагается заряжать. Выбрать устройство можно из предлагаемых отечественными и зарубежными производителями.

Voin VL 156 (6-12) импульсный автомат с несколькими режимами зарядки и удобным дисплеем. Хорош наличием нескольких уровней защиты.

Master Watt. Полуавтоматическое компактное импульсное устройство. Его можно применять для зарядки любых типов аккумуляторов. Поскольку это полуавтомат, то над процессом зарядки необходим периодический контроль.

KeePower Medium. Компактный «умный» автомат. Реализована возможность определения скорости зарядки в устройстве.

Также может использовать для подзарядки любых видов аккумуляторных батарей. Отличительной чертой такого ИЗУ является функция диагностики возможных неисправностей АКБ.

Зарядка автомобильного аккумулятора в домашних условиях

Часто в водительской практике возникает ситуация, когда, поставив машину возле дома вечером, утром обнаруживается, что АКБ разряжен. Что можно сделать в такой ситуации, когда под рукой нет паяльника, никаких деталей, а завестись надо?

Обычно на аккумуляторе осталась небольшая емкость, его просто необходимо немного «подтянуть», чтобы заряда хватило для запуска двигателя. В этом случае может помочь блок питания от какой-нибудь бытовой или оргтехники, например, ноутбука.

Зарядка от блока питания ноутбука

Напряжение, которое производит блок питания ноутбука обычно 19 Вольт, ток до 10 Ампер. Этого хватает, чтобы зарядить АКБ. Но напрямую подключать блок питания к аккумулятору НЕЛЬЗЯ. Необходимо последовательно в цепь заряда включить ограничивающее сопротивление. В качестве него можно взять автомобильную электролампочку, лучше для освещения салона. Ее можно приобрести на ближайшей автозаправке.

Обычно средний контакт разъема положительный. К нему подключается лампочка. Ко второму выводу лампочки подключается + АКБ.

Отрицательная клемма подключается к отрицательному выводу блока питания. На блоке питания обычно имеется шильдочка, показывающая полярность разъема. Пары часов зарядки таким методом достаточно, чтобы запустить двигатель.

Схема простого зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.

Рис.1

Заряд от бытовой сети

Более экстремальный метод зарядки – непосредственно от бытовой сети. Его применяют только в критической ситуации, используя максимальные меры электробезопасности. Для этого понадобится осветительная лампа (не энергосберегающая).

Можно вместо нее использовать электроплитку. Также необходимо приобрести выпрямительный диод. Такой диод можно «позаимствовать» из неисправной энергосберегающей лампы. На это время напряжение, подаваемое в квартиру, лучше обесточить. Схема представлена на рисунке.

Рис.2

Ток заряда при мощности лампы 100 Ватт будет приблизительно 0,5 А. За ночь АКБ подзарядится всего на несколько ампер-часов, но этого может хватить для запуска. Если соединить параллельно три лампы, то АКБ зарядится в три раза больше. Если вместо лампочки подключить электроплитку (на самой маленькой мощности), то время заряда существенно уменьшится, но это очень опасно. К тому же может пробиться диод, тогда возможно замыкание АКБ. Методы заряда от 220 В опасны.

Зарядка для автомобильных аккумуляторов своими руками. Видео:

Подбираем импульсное зарядное устройство для аккумулятора

Срочную поездку приходится отменить по банальной причине – не завелась машина. Такая ситуация хотя бы раз, но случается у каждого автомобилиста. И виновником этого очень часто является аккумулятор. Чтобы избежать подобного недоразумения необходимо иметь дома специальное оборудование для восстановления батареи. Это может быть импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Каким требованиям должен отвечать этот прибор и для чего он нужен? Ответы на эти вопросы узнаем у специалистов.

Почему именно импульсное ЗУ

Оборудование, позволяющее восстанавливать аккумуляторы подразделяется на две основные группы:

Трансформаторное;
Импульсное.

Устройства первого типа отличают большие габариты и масса, но при этом у них более низкий КПД, чем у других моделей. Эти особенности привели к снижению спроса на них, как только на рынке появились импульсные ЗУ. Они отличаются компактными габаритами и невысокой ценой и пользуются определенным спросом у автовладельцев.

Однако, как бы не велики были трансформаторные модели они все же имеют ряд преимуществ:

Надежность;
Отказоустойчивость.

И именно этих параметров так часто не хватает импульсным устройствам. Но все же они сумели доказать свои неоспоримые преимущества. О них и будет рассказано в этой статье.

Конструктивные особенности

Согласно прилагаемой к прибору документации ЗУ представляет собой электронный прибор, используемый для восстановления аккумуляторов. Он состоит из следующих компонентов:

Импульсного трансформатора;
Выпрямителя;
Стабилизатора;
Средств индикации;
Блока для контроля процесса зарядки.

Все детали прибора достаточно миниатюрны по сравнению с громоздкими узлами трансформаторных моделей. Самое простое импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора может собираться с использованием недорогой микросхемы, управляющей полевым транзистором. Нагрузкой для него является импульсный трансформатор.

Благодаря столь простой конструкции и доступности элементной базы импульсные устройства пользуются большим спросом.

Принцип действия ЗУ

Процесс зарядки батареи может быть выполнен одним из трех способов:

Напряжением неизменного значения;
При постоянном токе;
Комбинированным.

Если рассматривать работу импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора с точки зрения теории, то наиболее правильным представляется первый вариант. Это объясняется возможностью импульсных ЗУ осуществлять контроль за значением силы тока автоматически только в случае постоянного напряжения. Чтобы добиться максимальной зарядки батареи устройство должно учитывать уровень разряда.

Использование второго способа не считается лучшим вариантом. Так как при быстрой зарядке, получаемой при постоянном токе могут осыпаться пластины батареи, восстановить которые невозможно.

Комбинированный способ один из самых щадящих. При его использовании сначала идет постоянный ток и только в конце процесса он меняется на переменный, который снижается до нуля тем самым стабилизируя напряжение. Такой подход делает вероятность закипания батареи и выделение газа минимальными.

Критерии выбора устройства для восстановления батареи

Чтобы добиться эффективной работы аккумулятора необходимо побеспокоиться о приобретении качественного оборудования для его восстановления. Существует перечень критериев, которым должно соответствовать зарядное устройство.

Смотрим видео, выбор устройства:

Первый и самый главный вопрос, который задают покупатели – это способен ли прибор восстановить максимально разряженный аккумулятор? К сожалению, далеко не все модели ЗУ способны справиться с этой задачей. Поэтому приобретая агрегат стоит поинтересоваться у менеджеров имеет ли он такую функцию.

Следующий параметр, на который обращают внимание – это максимальное значение тока, выдаваемого ЗУ в процессе работы, а также напряжения, до которого заряжается батарея. Если вы выбираете импульсный прибор, то в нем должна быть функция автоматического отключения или перехода в режим поддержки.

Следует учитывать и возможность КЗ, которое происходит при попытке зарядки вышедшей из строя батареи. Для таких случаев схема импульсного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов должна включать защиту.

Обзор популярных моделей

Для рассмотрения характеристик мы отобрали несколько моделей с током от 6 до 9 А: На них и были проведены тесты по работе импульсных ЗУ для автомобильных аккумуляторов.

Модель Bosch C7

Среди них такие модели, как:

Bosch C7;
KeePower Medium;
Optimate 6.

Первый прибор выпускается довольно известным зарубежным производителем различной техники.

Он может использоваться в следующих режимах:

стандартом;
зимнем;
для сильно разряженной батареи;
при выходном токе до 5 А.

Для контроля за процессом используется две группы индикаторов. Одна позволяет получить информацию о ходе работы устройства, а вторая о конкретном режиме.

В комплектацию прибора включен комплект кронштейнов, дополнительный кабель. Он оснащен разъемом и клеммами, расположенными на его концах.

Модель марки KeePower Medium

Импульсное защитное устройство этой марки не требует специальной подготовки к работе. При первом использовании необходимо выбрать удобный вариант подключения провода и необходимый режим. Возможно использование прибора как источника питания.

Одним из простых в эксплуатации является зарядное устройство Optimate 6. Оно прекрасно справляется со своими функциями без контроля со стороны человека и способно работать автономно за что и попало в рейтинг лучших импульсных зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов.

Смотрим видео обзор о модели Optimate 6:

Уникальный дизайн прибора отмечен отечественными покупателями. Внешне устройство напоминает небольшую машинку на капоте которой находятся индикаторы. Провода выходят из мест, где у настоящих автомобилей располагаются номерные знаки. Их входы защищены пластиковыми муфтами. Днище машинки – это вентиляционная сетка, а на крыше можно ознакомиться с техническими характеристиками прибора.

В комплектацию ЗУ входят провода для различных способов соединения и тканевый мешок в который упаковывается все содержимое.

Советы по эксплуатации

При зарядке аккумулятора необходимо соблюдать определенную последовательность действий. Сначала снимаются крышки с банок и выворачиваются пробки.

Смотрим видео, правильные советы:

Концентрация электролита должна быть выравнена при помощи дистиллированной воды до зарядки.

Следует учитывать и такие параметры, как:

Напряжение;
Силу тока;
Время восстановления батареи.

Максимальное значением первой характеристики не должно превышать 14,4 В. Сила тока регулируется в зависимости от уровня разрядки аккумулятора. Так если он разряжен на четверть, то при включении возможно возрастание силы тока. Значение этого параметра должно соответствовать одной десятой от емкости батареи.

Если зарядное устройство не оснащено индикаторами, то узнать, заряжен аккумулятор или нет можно по величине тока. Если она остается неизменной на протяжении 3 часов, значит батарея восстановлена.

Нельзя производить зарядку аккумулятора при большом токе более суток. Это может привести к закипанию электролита и даже замыканию между пластинами.

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.

2010

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?

Схема импульсного зарядного устройства: как разобраться?

В настоящее время в среде людей, увлекающихся радиоэлектроникой, популярны импульсные зарядники – устройства, в которых ток пульсирующий. Схемы таких устройств не простые и собрать их довольно трудоемко. Хотя следует отметить, что для специалиста механизм действия достаточно прост и при желании схемы можно собрать без каких-либо сложностей.

Схема импульсного автоматического зарядного устройства по классическому варианту – это первое, что следует изучить начинающему радиомонтажнику. Классическая схема имеет регулятор на тиристорах. Недостаток использования тиристоров это большой объем и, конечно, по весу такое устройство тоже великовато.

Принцип работы классического варианта автоматического зарядного устройства следующий: подключение аккумулятора, выставление нужного зарядного тока (в соответствии с рекомендациями 10 процентов от полной емкости батареи). Процесс зарядки в контроле не нуждается. После того, как процесс завершится, индикатор на заряднике должен изменить цвет.

Такое АЗУ собирается на основе микросхемы UC3845, очень демократичной по цене. Схема имеет стандартное включение. После включения микросхемы начинает работать мощный полевой транзистор, который получает нагрузку от импульсного трансформатора.

Комплектующие для построения данной схемы можно добыть легко и просто. Если собирать схему самостоятельно, то очевидно, что новичку и дилетанту собрать ее будет довольно сложно. А тот, кто является практикующим радиолюбителем, наверняка имеет в кладовой старые блоки питания от компьютеров. Радиодетали для данной схемы можно снять с этих блоков. там же добывают и трансформатор, который все же нужно будет перемотать. Поскольку устройство импульсное, то достаточно пары десятков витков, что по времени займет не более часа.

Можно пойти другим путем – переоборудовать готовое зарядное устройство, которое сломано или не устраивает по техническим параметрам. Тогда получится очень хорошая модель, где надежность не потеряется, а схема существенно упростится.

Описание схем ИЗУ для автомобильных аккумуляторов
Длительная эксплуатация аккумуляторной батареи с нарушением правил зарядки, а так же попадание аккумулятора в такие условия, когда он подвергается быстрой разрядке, чревато быстрым износом. Функционирование в таких режимах вызывает возникновение крупнокристаллических труднорастворимых кристаллов-дендридов, приводящих к разрушению электродов, возникают межэлектродные замыкания и коробление пластин. Если начинается процесс ускорения саморазряда, то это вызывает снижение рабочей емкости в батареи.
Кристаллизация вызывает повышение внутреннего сопротивления, которое вызванное ведет к понижению напряжения даже при небольших нагрузках. Если же заряд повышать принудительно, то может начаться кипение электролита.

Итак, в случае, если принудительно повышается напряжение зарядов, то во время проведения процедуры восстановления батарей может случиться закипание электролита, вследствие чего температура в элементах повысится, усилится газообразование, причем возможен даже механический разрыв. Следовательно, аккумулятор восстановлен быть не может в данной ситуации.

Что в таких случаях делать? Если осуществлять регенерацию пластин при помощи пульсирующего тока, то есть возможность значительно улучшить технические характеристики батареи. Дело в том под воздействием пульсирующего тока внутреннее сопротивление восстанавливается и входит в рабочее состояние.

Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора предусматривает возможность воостановления батарей любого типа. Возможно восстановление и заряд NiCd аккумуляторов, свинцовых аккумуляторов и даже аккумуляторных устройств для мощных машин. Благоприятная динамика процесса восстановления даже аккумуляторов в запущенном состоянии обусловлена особенностяями электронной схемы.

Автомобильное импульсное зарядное устройство, благодаря пульсации процесса зарядки и восстановления дает возможность эксплуатировать элементы батарей еще длительное время. Причем, эксплуатационные характеристики остаются высокими.

Итак, как устроено импульсное пуско-зарядное устройство? Схема включает в себя генератор, который оснащен аналоговым таймером. Питание подается через сетевой блок питания. Следует отметить, что использование интегрального таймера дает возможность добиться стабильности частоты и минимизации энергопотребления.

Интервалы времени между импульсами находятся в зависимости от емкости конденсаторов. Установка диодов на схеме позволяет получать непроизвольный разряд. Когда схема начинает работать, то напряжение на первом конденсаторе нулевое. Процесс зарядки начинается и напряжение нарастает. При достижении требуемого уровня напряжения на выходе, происходит автоматическое отключение зарядки. На выходе устанавливается нулевое напряжение.

Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

У каждого автолюбителя есть зарядное устройство для АКБ 12 В. Все эти старые зарядки с различным успехом работают и выполняют свои функции, но есть у них общий недостаток — слишком большие габариты и вес. Это не удивительно, ведь один только силовой трансформатор на 200 ватт может весить до 5 кг. Поэтому и задумал собрать импульсное зарядное для автоаккумулятора. На просторах инета, точнее на форуме Kazus нашел схему этого ЗУ.

Схема принципиальная ЗУ — клик для увеличения размера

Собрал, работает прекрасно! Заряжал автомобильный аккумулятор, настроил зарядник на 14.8 в и на ток около 6 А, перезаряда или недозаряда нет, при достижении и напряжения на клемах аккумулятора 14.8 в, ток зарядки падает автоматически. Также заряжал гелиевый свинцовый аккумулятор от бесперебойника ПК — нормально. Замыканий на выходе данный зарядник не боится. А вот от переполюсации надо защиту делать, сам сделал на реле.

Печатная плата, даташиты на некоторые радиоэлементы и другие файлы смотрите на форуме.

В общем всем советую его сделать, так как у этого ЗУ много преимуществ: малые размеры, база радиоэлементов не дефицит, многое можно купить и в том числе готовый импульсный трансформатор. Сам его приобрёл в интернет магазине — прислали быстро и дёшево. Оговорюсь сразу, вместо диода Шоттки VD6 (термостабилизация), поставил просто сопротивление на 100 Ом, зарядное и с ним работает прекрасно! Схему собрал и испытал: Demo .

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 IR2153. 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 400 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 — 10.

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 400 вольт и током 1,5-3 А, в моем случае использован готовый диодный мост на 600 Вольт 4А.

От емкости электролитов зависит основная мощность, электролиты легко можно найти в любом компьютерном блоке питания. Мощность инвертора с таким раскладом компонентов составляет порядка 200ватт.

Трансформатор тоже был взят готовый, от того же компового блока питания. Поскольку ИБП должен работать в качестве лабораторного БП, то диапазон выходных напряжений должен быть широким. Трансформатор от компьютерного БП позволяет получить 24 Вольт без переделок, чего вполне достаточно для штатных радиолюбительских дел. Увеличить выходное напряжение можно двумя способами — повышением рабочей частоты генератора или же перемоткой импульсного трансформатора.

Ограничительный резистор 47К брать с мощностью 2 ватт, он обеспечивает питание микросхемы, номинал резистора может отклоняться на 10% в ту или иную сторону.
В качестве диодного выпрямителя использована мощная сборка Шоттки, которая в себе содержит два мощных диода по 30А.

После выпрямителя напряжение сглаживается конденсатором 50Вольт 1000мкФ, чего вполне достаточно, но при желании можно увеличить емкость.

Полевые ключи обязательно должны быть высоковольтными, можно использовать ключи типа IRF740/IRF840 и другие.
Хочу также заметить, что мощность такого блока питания можно поднять до 400 ватт, при этом заменяя только электролиты, крайне не советую повышать мощность более 500 ватт.

Какой же блок питания без защиты от КЗ? Изначально думал реализовать защиту в первичной цепи схемы, но это будет уже трудно настраиваемая схема, поскольку у многих возникают проблемы связанные именно с защитой, а поскольку изначально мне захотелось собрать устройство, которое бы могли повторить радиолюбители не имеющие нужного опыта работы с ИИП, то решил отказаться от идеи, этим не портить и не усложнять основную схему.

Сама защита реализована на отдельной плате, состоит из двух транзисторов. Номиналом шунта можно грубо настроить ток срабатывания защиты, номиналом переменника, можно более точно настроить на нужный ток срабатывания.

При КЗ и перегрузке блока питания, загорится индикатор и питание отключается, блок выходит из защиты моментально, при отсутствии кз или перегруза на выходе.

Полевой транзистор практически любой, с током 20-100A, можно использовать ключи типа irfz44, irfz40, irfz24, irfz46, irfz48, irf3205 и другие.
Регулятор мощности — одна из важнейших частей блока питания. За основу взял схему ШИМ регулятора, поскольку такое управление имеет очень много плюсов.

ШИМ — регулятор построен на таймере 555 и мощном ключе IRFZ44, напряжение плавно можно регулировать от . до максимального выходного напряжения с трансформатора.

Данный блок справляется с любыми задачами, которые могут возникнуть в радиолюбительской практике — легкий, мощный и компактный, вольт/амперметр будет цифровым, заказан отдельно на интернет магазине, будет установлен на блок в ближайшее время.

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

Импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Здравствуйте! Если за свой водительский стаж вам, дорогие друзья, еще не приходилось сталкиваться с проблемой низкого разряда батареи, поверьте этот момент приближается с каждым днем. Одним прекрасным утром при повороте ключа в зажигании автомобиля вместо привычных звуков заводящегося мотора, вы услышите лишь тишину. В такой ситуации хорошо бы чтоб на полках вашего гаража нашлось место современному прибору, который всего за несколько часов способен восстановить утерянную энергию. Импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, это оптимальный вариант для рядового автолюбителя – доступно, эффективно, безопасно!

Содержание

Типы зарядных устройств

Разумеется, оптимальный, но не единственный, конкуренты все же имеются. В реализации можно встретить несколько разновидностей зарядных устройств для автомобиля, отличающиеся между собой габаритами, надежностью и стоимостью. Нам предлагают купить два типа на выбор:

Предпусковое зарядное устройство – восстанавливает номинальную емкость источника питания, путем подачи тока агрегату единственным возможным способом, через клеммы. Здесь стоит отметить, что за счет того, что провода аппарата очень тонкие, через них во время зарядки может протекать ток самого низкого уровня, а это идет только на пользу всей процедуре в общем. С подключением разобраться несложно, все как обычно: плюс на плюс, минус на минус. В своем большинстве зарядно-пусковые устройства обладают компактной конструкцией, что позволяет осуществить процесс, не снимая аккумулятор с машины.
Зарядно-пусковой механизм – позволяет не только зарядить батарею, причем в автоматическом режиме, но и запустить мотор даже при полной разрядке аккумулятора. Главное визуальное отличие данного от предыдущего варианта, это толстые провода.

В свою очередь, зарядно-пусковые устройства разделяются еще на несколько подтипов, о которых поговорим дальше.

Трансформаторные станции

Это габаритные, тяжелые устройства, занимающие немало места в любом гараже, но существуют и модели способные уместиться в багажнике обычного автомобиля. Однако туда его стоит перемещать только в случае одноразовой транспортировки, так как постоянное нахождение его в машине без сомнения, доставит вам немалую порцию дискомфорта. Принцип действия агрегата заключается в протекании больших зарядных токов, то есть напряжение преобразуется исключительно из высокого в низкое. Поэтому трансформаторная станция характеризуется, как мощное устройство, которое рекомендуется использовать стационарно.

Автоматическое зарядное устройство

Идеальный вариант для новичков и чайников, здесь найдется место и блокировке подачи напряжения в случае неправильного подключения полюсов, и подсветке, и стильному дизайну, ну и много чему другому. Автоматическое зарядное может использоваться с любым типом аккумулятора, но только в том случае если оно рассчитано на замеры уровня заряда батареи и ее емкости.
Уже из названия прибора становится ясным, что «балом правит» – автоматика. Так, благодаря специальному интегрированному таймеру зарядное может функционировать в трех разных режимах:

Быстрая подзарядка;
Полная зарядка;
Восстановление АКБ.

Когда любой из перечисленных процессов подойдет к концу, система непросто даст вам об этом знать посредством светового сигнала, она еще и отключит нагрузку.

Что такое импульсное зарядное устройство?

Еще одним ярким представителем группы зарядно-пусковых устройств, является так называемый импульсник, о нем мы и будем говорить до конца данной публикации. Механизм представляет из себя практичный и легкий прибор, обеспечивающий источник питания полным зарядом, чего не даст аккумулятору ни одна трансформаторная установка.

Чтобы зарядить импульсным зарядным АКБ, придется постоянно контролировать показания прибора. «И с этим ничего не поделаешь» – думали мы раньше, ведь этого требует сам процесс, который вмещает в себя несколько этапов. Как раз за их переключение между собой, должны отвечать мы. На первом этапе зарядка производится постоянным напряжением, на втором – постоянным током. Как работает схема думаю понятно, ничего сложного.

Однако, модернизация не стоит на месте! Стремительное развитие человечества, позволило в кратчайшие сроки получить более функциональный гибрид. Другими словами, современные импульсные устройства практически все, выпускаются с автоматикой. При этом цена на них, остается доступной, что стабильно подымают спрос на данный вид товаров.

Преимущества импульсных устройств

Конечно же, главное достоинство приборов такого типа – это компактность при малом весе. Но и функционал устройства, без сомнений, подкупает многих автолюбителей. Теперь не нужно волноваться за безопасность импульсного зарядного в случае неправильного подключения полюсов. В современных моделях все предусмотрено и навредить механизму, ремонт которого кстати абсолютно не рентабельный, еще нужно умудриться.

Простое управление – еще один фактор, интересующий не только новичков, но и не очень разбирающихся в новых инновациях водителей советской закалки. Разумеется, многим из них привычней бегать каждые полчаса вокруг заряжающегося аккумулятора с мультиметром. Однако, имея в своем арсенале такой прибор, можно себя избавить от лишних движений – вся необходимая информация демонстрируется на цифровом табло, а переключение режимов как вы уже поняли осуществляется в автоматическом режиме.

В конструкции любого аккумулятора при длительной его эксплуатации, наиболее подверженными элементами являются пластины. Их структура становится идеальной средой для образования сульфитация, который препятствует накоплению нормального заряда. Импульсный цикл зарядки исключает вероятность возникновения солей в батареи, что положительно сказывается на сроке его службы. Более того, главная проблема зарядного процесса – высокая температура электролита решается с помощью импульсника. При его использовании закипание рабочей жидкости АКБ полностью исключается, это вам подтвердит инструкция, идущая в комплекте с прибором.

Каким образом осуществляется зарядка импульсным прибором?

Тем, кто все же решился и приобрел импульсное зарядное устройство, необходимо знать, как с его помощью зарядить аккумулятор и при этом не уменьшить эксплуатационный срок батареи. Здесь нужно понимать, что даже самый дорогой источник питания невечный. Да в хороших руках он с легкостью прослужит от 5, до 6 лет, но повторюсь это только в хороших! В среднем же этот счастливый для нас с вами период, длится не более 2-4 лет, по истечении которых мы снова задумываемся о приобретении новой модели.

Так вот, чтобы использовать возможности аккумулятора максимально долго, важно беспокоиться о его «здоровье», особенно во время подзарядки. Как это сделать? Да очень просто правильный выбор оптимального способа проведения процедуры из трех существующих на данный момент – это то, отчего не спрятаться, определиться придется! Все они имеют свои преимущества и недостатки, которые обязательно нужно учитывать перед началом зарядки. Дабы облегчить вам эту участь, коротко рассмотрим каждый из них.

Зарядка напряжением постоянного значения

По заявлению многих специалистов этот метод – лучшее решение для рядового водителя, позволяющее продлить срок службы источника питания. Такой эффект достигается за счет того, что зарядное устройство берет под полный контроль силу тока при постоянном напряжении, который к тому же производится в автоматическом режиме.

Разбирающиеся люди в электрике понимают – для проведения действительно качественной зарядной процедуры, крайне важно учитывать на какую степень аккумулятор разряжен. Не понимаете зачем это нужно? Все очень просто, при подзарядке этим методом, требуется снижать ампераж, но только по мере роста уровня заряда. За счет этого, аккумулятор не получает негативного воздействия, а наоборот, он максимально восстанавливается за довольно короткий отрезок времени.

Импульсное зарядное устройство рассчитано на проведение такой процедуры и более того, весь процесс проходит на автоматике. Способны справиться с такой задачей и трансформаторные станции, но это займет значительно больше вашего времени.

Зарядка постоянным током

В свою очередь зарядка постоянным током, выдерживает не самые лучшие отзывы. Хотя с другой стороны, в случае, когда зарядить АКБ нужно быстро, лучшего варианта и не придумаешь. Однако со временем, вы поймете – безопасная подзарядка не терпит спешки! Сомневаетесь? Не стоит, уж поверьте мне, большая часть испорченных аккумуляторов, стали таковыми именно от влияния постоянного тока.

Ну это вовсе не означает, что постоянным током невозможно заряжать АКБ без негативных последствий для него. Можно, только уровень тока не должен превышать показатель равный 10% от емкости батареи. То есть, напряжение на каждую банку в отдельности не должно превышать отметку в 2.5В, иначе пластины практически мгновенно рассыплются.

Именно об этом многие автолюбители забывают, но обладая современным автоматическим импульсным устройством для зарядки аккумулятора, помнить об этом и не нужно. Такой аппарат берет на себя всю ответственность по контролю напряжения поступающего к каждой банке, да еще и нивелирует все скачки напряжения сети, которые также влияют на показатели прибора на выходе. Другими словами, в небольшом устройстве, кроме всех основных элементов, производители нашли место и стабилизатору напряжения, что позволяет не только поддерживать нужный уровень тока, но и обезопасить само устройство от критического напряжения сети.

Комбинированная зарядка

Наверное, самый щадящий режим, который сопровождается минимальным выделением газов и отсутствием мощности для кипения рабочей жидкости источника питания. Эти безусловно положительные качества, достигаются за счет правильного сочетания нескольких режимов подзарядки. Так, изначально устройство воздействует на аккумулятор постоянным током, а в финале процедуры его заменяет переменный. Стабилизирует напряжение как раз-таки переменный ток за счет того, что он в определенный момент снижается до нуля. Таким образом, батарея медленно, но уверенно повышает уровень своей энергии.

Схема импульсного зарядного устройства

Взглянув на любую схему современного импульсного зарядного устройства, становится понятно, что тут, далеко не каждый сможет разобраться. Причем совершенно неважно буржуйский это Bosch или отечественный Орион, Аида и Кото – все они представляют из себя сложные механизмы пульсирующего тока. Однако, несмотря на мудреное строение, в эксплуатации такое устройство очень простое. В его производстве зачастую изготовитель делает ставку на бюджетный сегмент, поэтому многие элементы конструкции прибора не только увеличивают функциональность зарядного, но и снижают его себестоимость.

Несмотря на относительно низкую стоимость импульсного зарядного устройства в сравнении с тем же трансформаторным, оно остается надежным, долговечным и эффективным прибором.

Уверен, вы наслышаны про самодельные аналоги импульсника, но как его сделать? Во Всемирной паутине можно встретить самые различные схемы от оригинальных заводских, до авторских, которые позволяют смастерить зарядное собственными руками из подручных средств. Не думаю, что найдутся те, кто захочет создать в собственном гараже копию того же немецкого экземпляра, хотя без сомнения, такие люди в нашей стране существуют. Я предлагаю вам куда более простой вариант! В финале сегодняшней публикации, будем говорить о том, как сделать своими руками настоящее импульсное зарядное устройство. Такого вы не найдете ни в одном автомагазине!

Импульсное зарядное устройство домашнего производства

Если в вашем имуществе найдется персональный компьютер, проведя нехитрые махинации с некоторыми его агрегатами, мы получим самое настоящее зарядное устройство, которое подойдет для аккумуляторов любого типа. Оставьте в покое работоспособный системный блок, нам нужен уже изживший себя агрегат. Да и нужен, это громко сказано, точнее – для наших целей будет достаточно блока питания компьютера, мощностью не менее 150 Вт. Кто не в курсе, он находится вверху системного блока и именно через него в этот «умный ящик» поступает напряжение. Крепится он 4 шурупами, поэтому демонтаж не составит каких-либо трудностей.

Первое, что нам нужно будет сделать после того, как крышка корпуса уже снята, это выпаять ненужные провода со следующих источников:

-5 В;
-12 В;
+5 В;
+12 В.

Далее, пока паяльник еще в руке выпаиваем резистор R1, а вместо него устанавливаем аналогичный элемент со значением 27 кОм. Таким образом, напряжение, идущее с шины +12 В, будет поступать на верхний вывод. После, необходимо отключить от основного провода вывод № 16, в свою очередь номер 14 и 15 просто перерезаются.

Переходим непосредственно к задней крышке блока питания, где и будут выходить сетевой шнур, а также кабель подключения к клеммам батареи. Чтобы это воплотить в жизнь установите на ней потенциометр-регулятор тока R10. Теперь соединяем несколько токоизмерительных резистора 5W8R2J номинальной мощностью в 5Вт. То есть в итоге, мы получаем 10 Вт мощности, при сопротивлении в 0.1 Ом. Устанавливая блок резисторов на плату, обратите внимание, что связи с металлическим корпусом не должно быть! Если это так, можно подключать необходимую проводку.

Также не забудьте про выводы №1 и 14-16, которые находятся на микросхеме, их следует облудить и подпаять тонкие, но многожилистые провода. В завершение на концы, которые должны идти на клеммы аккумулятора устанавливается зажимы и устройство можно считать законченным. Но будьте осторожным, в отличие от заводских аналогов, этот – боится смены полярности, поэтому будьте осторожны не испортите многочасовой труд за одну минуту.

Тест такого зарядного устройства показывает довольно неплохие результаты. Так, напряжение холостого хода варьируется в пределах 13.8-14.2 В, что согласитесь очень неплохо. Регулировка этого значение осуществляется переменным резистором и потенциометром. Ну и самое приятное – заряжая аккумулятор таким самодельным агрегатом, человеческое вмешательство не нужно, причем на протяжении всей процедуры.

На этом моя эпопея об импульсных зарядных устройствах подошла к концу. Надеюсь, теперь вы не только понимаете преимущество такого оборудования, но умеете сделать его собственноручно! Производите зарядные процедуры только правильно и без лишней спешки и будет вам счастье! Всего доброго и до новых встреч!

(PDF) Конструкция импульсного зарядного устройства с регулируемым напряжением для улучшения реакции зарядки литий-ионных аккумуляторов

CHEN: КОНСТРУКЦИЯ DVVPC ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ОТЗЫВОВ НА ЗАРЯДКУ литий-ионных аккумуляторов 487

[5] PM Hunter and AH Anbuky, “ Быстрая зарядка аккумуляторов VRLA в условиях стресс-менеджмента

», IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 50, нет. 6, pp. 1229–

1237, декабрь 2003 г.

[6] YH Liu, JH Teng и YC Lin, «Поиск оптимальной схемы быстрой зарядки

для литий-ионных аккумуляторов с использованием алгоритма системы муравьиных колоний». ”IEEE

Trans.Ind. Electron., Vol. 52, нет. 5, pp. 1328–1336, Dec. 2005.

[7] Л. Р. Чен, Р. К. Хсу и К. С. Лю, «Конструкция системы зарядки литий-ионных аккумуляторов

, рассчитанная на основе серого прогноза», IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 55, нет. 10,

pp. 3692–3701, октябрь 2008 г.

[8] Л. Р. Чен, «Топология схемы заряда батареи на основе ФАПЧ», IEEE Trans. Инд.

Электрон., Т. 51, нет. 6, pp. 1344–1346, декабрь 2004 г.

[9] Л. Р. Чен и С. С. Ван, «Моделирование, анализ и проектирование зарядного устройства

с фазовой синхронизацией», J.Подбородок. Inst. Англ., Т. 30, нет. 6, pp. 1037–1046,

2007.

[10] Дж. Чжан, Дж. Ю, Ч. Ча и Х. Ян, «Влияние импульсной зарядки

на внутреннее давление и циклические характеристики герметичных Ni / MH аккумуляторы »,

J. Источники энергии, т. 136, нет. 1, pp. 180–185, Sep. 2004.

[11] П. Х. Ченг и К. Л. Чен, «Стратегия быстрой зарядки

с высокой эффективностью и без диссипации», Proc. Inst. Электр. Англ. — электр. Power Appl., Vol. 150,

нет.5, pp. 539–545, Sep. 2003.

[12] J. Díaz, JA Martin-Ramos, AM Pernía, F. Nu

no, и FF Linera,

«Интеллектуальная и универсальная быстрая зарядное устройство для Ni – Cd и Ni – MH аккумуляторов в портативных устройствах

», IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 51, нет. 4, pp. 857–

863, август 2004 г.

[13] З. Цзян и Р.А. Дугал, «Синергетическое управление преобразователями энергии

для зарядки импульсным током современных батарей от источника питания топливных элементов

», ”IEEE Trans.Power Electron., Т. 19, нет. 4, pp. 1140–1150,

июль 2004 г.

[14] М. Бхатт, WG Hurley и WH Wölﬂe, «Новый подход к прерывистой зарядке свинцово-кислотных аккумуляторных батарей с регулируемым клапаном в

. резервные приложения

подключения », IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 52, нет. 5, pp. 1337–1342,

Oct. 2005.

[15] Л. Р. Чен, «Разработка оптимальной импульсной системы заряда с помощью частотно-

различных методов», IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 54, нет.1, стр. 398–405,

февраль 2007 г.

[16] Л. Р. Чен, Нью-Йорк Чу, К. С. Ван и Р. Х. Лян, «Дизайн двунаправленного преобразователя на основе re ﬂ ex-

с функцией рекуперации энергии», IEEE

Пер. Ind. Electron., Vol. 55, нет. 8, pp. 3022–3029, Aug. 2008.

[17] Ф. Хуэ, «Обзор измерений импеданса для определения

состояния заряда или состояния вторичных батарей», J. Power

Источники, т. 70, нет. 1, стр.59–69, Jan. 1998.

[18] Р. М. Спотниц, «Моделирование импеданса переменного тока для литий-ионных элементов», Proc.

35-й межд. Symp. По источникам энергии, июнь 1992 г., стр. 99–102.

[19] Д. Ку, «Исследования импеданса на переменном токе для пористого катода MnO

с помощью модифицированной модели линии передачи

», J. Power Sources, vol. 102, вып. 1,

pp. 270–276, Dec. 2001.

[20] М. Коулман, К. К. Ли, К. Чжу и У. Г. Херли, «Определение состояния заряда

на основе оценки напряжения ЭДС: Использование импеданса. , клемма

напряжение и ток для свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторов », IEEE Trans.

Ind. Electron., Vol. 54, нет. 5, pp. 2550–2557, Oct. 2007.

[21] Ф. Б. Диниз, Л. Э. П. Борхес и Б. де. Б. Нето, «Сравнительное исследование

формирования импульсного тока для положительных пластин автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов

», J. Power Sources, vol. 109, нет. 1, стр. 184–188, июнь 2002 г.

[22] X. Ван и Т. Стюарт, «Схема измерения заряда аккумуляторных батарей электромобиля

», IEEE Trans. Aerosp. Электрон. Syst., Т. 38, нет. 4, стр.1201–

1209, октябрь 2002 г.

Лян-Жуй Чен (M’04) родился в Чанхуа,

Тайвань, в 1971 году. Он получил степень бакалавра наук, магистра наук и

доктора философии. степени в области электронной инженерии, полученные в Национальном Тайваньском национальном университете науки и технологий

—

, Тайбэй, Тайвань, в 1994, 1996 и 2001 годах,

соответственно.

С августа 2006 года он работал на факультете

кафедры электротехники, национальный педагогический университет Чанхуа, Na-

, Чанхуа,

, где он в настоящее время является доцентом.Его основные исследовательские интересы

включают силовую электронику, проектирование электронных схем

и автоматическое управление.

Могу ли я зарядить литиевый аккумулятор свинцово-кислотным зарядным устройством?

Для литиевых батарей требуется тип заряда с постоянным током / постоянным напряжением (CC / CV) с простыми стадиями накопления, абсорбции и плавающего заряда.

Многие свинцово-кислотные зарядные устройства имеют встроенные ступени десульфатации и выравнивания, которые подают в аккумулятор высокие напряжения 15,3–15,8 В.Это действительно важно для правильной зарядки и обслуживания свинцово-кислотных аккумуляторов, чтобы избежать расслоения электролита и обеспечить надлежащее выравнивание напряжения элементов, но они определенно не подходят для аккумуляторов LiFePO4. Это может значительно сократить срок службы элементов из-за регулярной зарядки от перенапряжения или вызвать необратимое повреждение аккумулятора.

Многие свинцово-кислотные зарядные устройства имеют автоматическое выравнивание, которое нельзя отключить. Когда срабатывают эти этапы, они заставят почти все качественные LiFePO4 батареи на рынке с внутренней BMS перейти в режим защиты от отключения при высоком напряжении примерно на 15.0 В — батарея размыкает цепь, зарядное устройство и все нагрузки отключаются перед повторным запуском после сброса (если он сбрасывается автоматически — не все BMS будут делать это автоматически). Для тех, кто этого не делает, батарея разомкнута и отключается, пока вы не поймете и не предпримете меры по ее сбросу. Для тех, кто это делает, вы получаете сценарий включения / выключения / включения / выключения в течение многих часов, что приводит к плохой производительности зарядки и иногда никогда не выходит из этих этапов в течение многих часов.

Независимо от того, что они говорят в своем маркетинге (что на самом деле все это — выдуманный маркетинговый ход) о своих якобы волшебных батареях, которые можно использовать с любым зарядным устройством, это совершенно неправильно и демонстрирует полное непонимание Химия LiFePO4, узкий диапазон напряжений, в котором он работает, и эффекты использования многоступенчатого свинцово-кислотного зарядного устройства для зарядки ячеек LiFePO4.

Это намного больше, чем просто набросок выше, но он попадает в очень техническое обсуждение, которое приведено ниже, если вам нужна дополнительная информация.

Во-первых, важно понимать диапазон напряжения, в котором работает каждый тип батареи. Свинцово-кислотная батарея обычно будет полностью заряжена в состоянии покоя при напряжении 12,6–12,8 В, тогда как батарея LiFePO4 будет иметь напряжение 13,3–13,4 В. Свинцово-кислотный аккумулятор. Батареи LiFePO4 работают в очень узком диапазоне напряжений — всего 0,5 В от полного заряда до 20%.Даже при 25% -ном уровне заряда он по-прежнему будет около 12,8 В, тогда как свинцово-кислотный аккумулятор при 25% -ном уровне заряда составляет около 11,7 В с диапазоном более 1,1 В.

Теперь давайте поговорим о зарядке …

Зарядные устройства LiFePO4 практически всех основных и уважаемых брендов ограничивают напряжение заряда до 14,6 В. Это важно для ограничения напряжения, подаваемого на батарею в целом, и для сохранения максимального значения для отдельных последовательно соединенных ячеек.65В. Свинцово-кислотные зарядные устройства будут регулярно заряжать выше этого напряжения, что может привести к перезарядке ячеек (если не ограничено должным образом BMS) или вызвать проблему с отключением высокого напряжения, описанную выше. Элементы LiFePO4 нуждаются в простом профиле накопительного / абсорбционного заряда с последующим возвратом в режим питания (все еще обычно называемый плавающим, но действует иначе, чем плавающий этап свинцово-кислотного зарядного устройства), который поддерживает напряжение на уровне около 13,6 В и поддерживает любые нагрузки, получаемые от батареи. . Ступени абсорбции чрезвычайно короткие, так как напряжение увеличивается до 14.6V очень быстро в конце цикла зарядки.

Это отличается от свинцово-кислотного зарядного устройства, которое будет заряжать в основной фазе примерно до 80% при полном токе и увеличивающемся напряжении, при этом он переходит в стадию абсорбции с постоянно уменьшающимся током, сохраняя при этом максимальное напряжение в течение многих часов. Это может занять от 2 до 8 часов (в зависимости от марки зарядного устройства) до перехода в режим плавания, а для полной зарядки аккумулятора до 100% требуется много часов. Большинство из них основаны на времени и никогда не смогут полностью зарядить аккумулятор LiFePO4.Свинцово-кислотное зарядное устройство продолжает подавать небольшой ток в батарею — подумайте о постоянном заряде, независимо от того, есть ли нагрузка для поддержания элементов питания. Если размер зарядного устройства меньше размера, то этап абсорбции может никогда не закончиться (из-за нагрузок на систему) и вернется в режим плавания по истечении заданного времени. На самом деле он может не достичь 100% заряда. Поскольку свинцово-кислотное зарядное устройство переходит к абсорбции намного раньше, чем зарядное устройство для LiFePO4, вы всегда рискуете никогда не зарядить аккумулятор LiFePO4 полностью с помощью свинцово-кислотного зарядного устройства.

Одна из самых неприятных проблем при использовании свинцово-кислотного зарядного устройства для зарядки LiFePO4-аккумулятора — это предварительно установленные настройки напряжения в алгоритме зарядки для повторного запуска стадии объемной зарядки. Поскольку свинцово-кислотный аккумулятор полностью заряжен при 12,7–12,8 В, почти все свинцово-кислотные зарядные устройства не запускают повторный запуск массового заряда, пока оно не упадет ниже 12,5–12,7 В, поскольку его не нужно заряжать, пока оно не упадет в напряжении. небольшая сумма от полной. Используя это зарядное устройство для зарядки аккумулятора LiFePO4, оно не будет повторно запускать массовую зарядку до тех пор, пока уровень заряда аккумулятора LiFePO4 не снизится примерно до 20-25% при том же напряжении, что и у свинцово-кислотного аккумулятора.Вы должны использовать почти всю емкость LiFePO4 аккумуляторов, прежде чем свинцово-кислотное зарядное устройство снова начнет заряжаться. Специальное зарядное устройство для LiFePO4 запускает стадию накопления для начала перезарядки, как правило, при напряжении 13,1-13,2 В, гарантируя, что начнется повторная зарядка, когда он все еще находится на высоком уровне заряда, а не на очень низком уровне заряда, когда будет слишком поздно. Подумайте об этом, используя солнечную батарею для зарядки батарей. Когда солнце встает утром, свинцово-кислотный солнечный контроллер заряда может вообще не начинать зарядку независимо от времени суток, если он думает, что батарея уже заряжена на основе напряжения, которое он считывает, поскольку напряжение повторного накопления не произошло. не было встречено.Он просто останется в плавающей стадии. Вы можете потерять часть или весь дневной солнечный свет, прежде чем вообще зарядите аккумулятор, в результате чего у вас останется мало заряда или потенциально разряженные батареи на ночь.

Вы можете использовать свинцово-кислотное зарядное устройство переменного тока в постоянный с питанием от сети, так как эффективность и продолжительность заряда не имеют большого значения, оно не должно иметь автоматических режимов десульфатации или выравнивания. Если это так, не используйте его, так как высока вероятность повреждения элементов или аккумулятора.Это может значительно сократить срок службы батареи. Если он имеет простой профиль накопительной / абсорбционной / плавающей зарядки, то его можно использовать для подзарядки аккумулятора, но после зарядки его необходимо отключать и не оставлять в режиме непрерывной зарядки / обслуживания. Он также должен иметь максимальное выходное напряжение 14,4–14,6 В. Когда дело доходит до зарядных устройств постоянного тока постоянного тока и контроллеров солнечных батарей, вы должны заменить их на конкретные модели LiFePO4. Эффективное использование ограниченной мощности солнечной энергии и солнечного света в день или ограниченное время вождения с зарядкой от генератора имеет решающее значение.Вам нужно максимально использовать энергию этих источников.

В конечном счете, если бы это было так же просто, как использование свинцово-кислотных зарядных устройств, то такие компании, как REDARC, Enerdrive, Victron, Projecta, Intervolt и все другие поставщики зарядных устройств в стране, которые производят зарядные устройства для LiFePO4, не потратили бы десятки и сотни тысяч долларов на разработку конкретных моделей LiFePO4.

В месяц мы получаем десятки звонков от недовольных клиентов (и торговых посредников), в частности, по поводу этой дезинформации от продавцов других брендов.Они обнаруживают, что их зарядные устройства просто не работают так, как им обещали, и им приходится обновлять системы зарядки после того, как недобросовестные продавцы нестандартных аккумуляторов лишили их с трудом заработанных денег.

Если вам нужны батареи LiFePO4 с долговечностью, надежностью и непревзойденной производительностью, свяжитесь с нами сегодня и спросите о литий-железо-фосфатных батареях AllSpark и зарядном устройстве, разработанном специально для аккумуляторов LiFePO4, которые эффективны и безопасны для ваших новых инвестиций.

Catchya Offroad
Jason

Скидка до 64% на iMounTEK 12V / 24V Intelligent …

iMounTEK 12V / 24V Интеллектуальное импульсное зарядное устройство для ремонта автомобильных аккумуляторов с ЖК-дисплеем

Характеристики:
* Новейшая интеллектуальная система управления микросхемой: это портативное зарядное устройство автоматически регулирует ток заряда и ремонтопригодность в зависимости от температуры. Автоматическое определение температуры окружающей среды, чтобы он мог заряжаться на полной скорости зимой и не перегружался летом.

* Функция ремонта батареи: встроенный расширенный режим ремонта батареи, который помогает восстанавливать старые / бездействующие батареи и продлевать срок службы батареи. Технология высокочастотных и низкочастотных импульсов предлагает полезные восстанавливающие и активирующие эффекты.
-Примечание: он не может активировать разряженную батарею или отремонтировать батарею, которая серьезно повреждена.

* Множественная защита: встроенная защита цепи, автоматическое интеллектуальное зарядное устройство защищает от короткого замыкания, перегрузки по току, перегрева, возгорания, низкого напряжения, перенапряжения, обратного подключения и поражения электрическим током.Маленький и компактный дизайн, легко хранить и носить с собой.

* Четкий ЖК-экран: данные о зарядке автоматически обновляются на экране, и могут отображаться температура / ток / напряжение / электричество / летний режим / зимний режим. Вы можете проверить состояние зарядки аккумулятора в любое время.

Технические характеристики:
Бренд: iMounTEK
Тип продукта: Автомобильное зарядное устройство
Материал: ABS
Диагональ экрана дисплея: 4,2 см / 1,65 дюйма Тип батареи
: Большинство свинцово-кислотных аккумуляторов, AGM, гелевые, EFB и т. Д..
Входное напряжение: 100-240 В 50/60 Гц
Выходной ток: 12 В / 8 А; 24 В / 4 А
Мин. Пусковое напряжение: 2,0 В
Диапазон батарей: 12 В: 4–150 Ач; 24 В: 4-80 Ач
Тепловая защита: 65 ℃ ± 5 ℃ / 149 ° F ± 41 ° F
Охлаждение: Вентилятор
Диапазон рабочей влажности: 90% макс.
Длина выходной линии: 52 см / 20,47 дюйма
Длина входной линии: 102 см / 40,1 дюйма
Размер изделия: 16,5x9x5,5 см / 6,5×3,54×2,16 дюйма
Вес изделия: 588 г / 1,3 фунта
Размер упаковки: 23×13,5×6,5 см / 9,06×5,32×2,56 дюйма
Вес упаковки: 650 г / 1,44 фунта

iMounTEK 12V / 24V Интеллектуальное импульсное зарядное устройство для ремонта автомобильных аккумуляторов с ЖК-дисплеем

Автомобиль Safety & Security Тип: Джемпер Пакеты
Комплектация: 1 автомобильное зарядное устройство, 1 руководство пользователя
Размеры: 2.16 дюймов (В) x 3,54 дюйма (Ш) x 6,5 дюйма (Д)
Вес: 1,3 фунта

В коробке: 1 x автомобильное зарядное устройство 1 х Руководство пользователя
Гарантия: 1 год гарантии на детали и ремонт от Global Phoenix.
Сделано в Китае

Импульсная, линейная и импульсная зарядка T

Аннотация: Существует три метода зарядки Li + аккумуляторов: импульсный, линейный и импульсный. У каждого метода есть свои преимущества и недостатки.Зарядка в импульсном режиме сводит к минимуму рассеивание мощности в широком диапазоне напряжений адаптера переменного тока, но занимает больше места на плате и увеличивает сложность по сравнению с линейной и импульсной зарядкой. Линейные зарядные устройства имеют небольшие размеры и отлично подходят для оборудования, чувствительного к шуму, но рассеиваемая мощность высока. Импульсные зарядные устройства небольшие и эффективные, но для них требуется адаптер переменного тока с ограничением тока. Выберите метод оплаты, исходя из приоритета стоимости, площади и эффективности.

Зарядка аккумуляторов Li + в мобильных телефонах и КПК — это баланс.С одной стороны, большой ток необходим для быстрой замены энергии, расходуемой из батареи при передаче голоса или данных. С другой стороны, зарядное устройство должно быть маленьким, чтобы поместиться в постоянно уменьшающемся форм-факторе мобильного телефона и коммуникативного КПК. Знание типов доступных зарядных устройств и компромиссов между ними позволяет разработчику выбрать правильное зарядное устройство для конкретного приложения.

Требования к зарядным устройствам для Li + аккумуляторов

Зарядное устройство Li + аккумулятора должно ограничивать зарядный ток и максимальное напряжение аккумулятора.Разработчики должны проконсультироваться с производителем батареи, чтобы определить, что требуется для безопасной зарядки конкретной батареи. Другие функции часто добавляются для увеличения срока службы батарей или работы зарядного устройства. К ним относятся снижение зарядного тока для чрезмерно разряженных элементов, обнаружение неисправных элементов, мониторинг напряжения аккумулятора и / или измерение уровня топлива, ограничение входного тока, выключение зарядного устройства после завершения заряда, автоматический перезапуск зарядки после частичного разряда, индикация состояния заряда и управление включением / отключением внешнего зарядного устройства.

Эти функции могут быть реализованы в самом зарядном устройстве, в ASIC или дискретной схеме, или, возможно, в программном обеспечении микроконтроллера. Разработчики схем решают, какие функции включить и как их реализовать, в зависимости от конкретного приложения и приемлемого уровня стоимости или сложности.

Типы зарядных устройств Li +

Зарядные устройства Li + бывают трех типов: импульсные, линейные и импульсные. Основное различие между этими топологиями — это размер и стоимость vs.компромисс производительности, который они предлагают. Зарядные устройства

с импульсным режимом обычно больше и сложнее и требуют большого пассивного выходного LC-фильтра; дополнительное пространство на плате повышает эффективность.

Линейные и импульсные зарядные устройства занимают мало места на плате и требуют минимум внешних компонентов. Хотя линейному зарядному устройству может не потребоваться много места на плате для размещения ИС и ее внешних компонентов, ему может потребоваться дополнительная площадь на плате для рассеивания тепла, выделяемого проходным транзистором зарядного устройства.Импульсные зарядные устройства не представляют этой проблемы. Однако для них требуется адаптер переменного тока с ограничением по току, который обычно стоит дороже.

Импульсные зарядные устройства

На рисунке 1 показана схема типичной импульсной схемы зарядного устройства Li +. Он использует контроллер зарядного устройства батареи MAX1737 Li + с двумя n-канальными полевыми МОП-транзисторами для понижения напряжения адаптера переменного тока до напряжения батареи. Рассеиваемая мощность этой схемы остается ниже примерно 1 Вт во всем диапазоне напряжения батареи и в широком диапазоне напряжений адаптера переменного тока.Эту схему можно легко масштабировать, чтобы можно было заряжать до четырех последовательных ячеек токами до 4 А.

Рис. 1. Зарядное устройство MAX1737 Switch Mode Li +.

Зарядные устройства с импульсным режимом имеют стабильно низкое рассеивание мощности при больших колебаниях входного напряжения и напряжения батареи, что является несомненным преимуществом перед линейными зарядными устройствами. Зарядные устройства с импульсным режимом также имеют преимущество перед импульсными зарядными устройствами: они хорошо работают в широком диапазоне входного напряжения, что позволяет использовать меньший и более дешевый сетевой адаптер переменного тока, чем при использовании импульсного зарядного устройства.Основными недостатками зарядного устройства такого типа являются его размер и сложность. Контроллер вместе с внешними переключателями и LC-фильтром занимает больше места на плате, чем другие типы зарядных устройств. К другим недостаткам относятся электромагнитные помехи и электрические помехи, вызванные переключающим действием зарядного устройства, и излучение, вызванное индуктором выходного фильтра. Фиксированная частота переключения контроллера, однако, позволяет легко фильтровать электрические шумы, но следует соблюдать осторожность при компоновке схемы и выборе компонентов, чтобы предотвратить проблемы с помехами.

Схема зарядного устройства, показанная на рисунке 1, включает в себя множество других функций, которые увеличивают как срок службы батареи, так и работу системы. Например, контроллер схемы зарядного устройства позволяет установить ограничение на ток, протекающий в цепи. Когда этот ток достигает предела, контроллер автоматически снижает ток, заряжающий аккумулятор, ограничивая ток, который может течь на вход схемы. Поскольку зарядное устройство ограничивает входной ток, для питания цепи можно использовать адаптер переменного тока меньшего размера и, как правило, более дешевый.

Зарядное устройство включает в себя конечный автомат, который выключает зарядное устройство после завершения зарядки и автоматически перезапускает зарядку, когда часть заряда слилась с аккумулятора. Функции безопасности включают бережную предварительную зарядку чрезмерно разряженных аккумуляторов при пониженном токе и возможность обнаружения неисправных аккумуляторов. Кроме того, индикаторы заряда и состояния могут напрямую управлять светодиодами или связываться с микроконтроллером.

Линейные зарядные устройства

Один из способов минимизировать размер и сложность зарядного устройства — использовать линейное зарядное устройство.В линейном зарядном устройстве используется проходной транзистор (обычно MOSFET, но иногда и биполярный транзистор) для понижения напряжения адаптера переменного тока до напряжения батареи. Количество внешних компонентов намного меньше: линейные зарядные устройства требуют входных и выходных байпасных конденсаторов, а иногда и внешнего проходного транзистора, а также резисторов для установки пределов напряжения и тока.

Основная проблема линейного зарядного устройства — это рассеивание мощности. Зарядное устройство просто понижает напряжение адаптера переменного тока до напряжения аккумулятора.Рассеиваемая мощность проходного элемента равна напряжению адаптера минус напряжение аккумулятора, умноженное на ток зарядки. В случае зарядного устройства 1 А, регулируемого напряжения адаптера переменного тока 5 В ± 10% и напряжения батареи, которое варьируется от 4,2 В до 2,5 В, рассеиваемая мощность может составлять от 0,3 Вт до 3,0 Вт.

На рисунке 2 показано типичное линейное зарядное устройство Li +. В этой схеме используется MAX1898 и внешний полевой МОП-транзистор с p-каналом для снижения напряжения адаптера переменного тока до напряжения батареи. Этот тип зарядного устройства намного проще, чем тип переключателя, главным образом потому, что пассивный LC-фильтр не требуется.Он рассеивает наибольшую мощность, когда напряжение батареи минимально, поскольку разница между фиксированным входным напряжением и напряжением батареи наибольшая в этом состоянии. MAX1898 включает в себя функцию (называемую состоянием предварительной квалификации ), которая снижает ток зарядки для любого напряжения батареи менее 2,5 В. Поэтому в наихудшем случае рассеяние мощности происходит, когда уровень заряда батареи чуть выше номинального порога предварительной квалификации 2,5 В, а входное напряжение максимально. Для входа 5 В ± 10% максимальное входное напряжение равно 5.5В. С учетом допуска минимальное напряжение предварительной квалификации MAX1898 составляет 2,375 В. Таким образом, в худшем случае рассеиваемая мощность проходного транзистора составляет 3,125 Вт на ампер зарядного тока. При больших токах зарядки (около 1 А) из-за большого рассеивания мощности маленький мобильный телефон или КПК может стать чрезмерно горячим, что может снизить его производительность. К сожалению, уменьшение зарядного тока для устранения проблем рассеивания мощности увеличивает время зарядки. Выбор между дополнительным нагревом и временем дополнительной зарядки может быть затруднен в зависимости от области применения.

Рис. 2. Линейное зарядное устройство MAX1898 Li +.

Даже с учетом проблемы рассеивания мощности, связанной с линейной зарядкой, это все равно может быть лучшим выбором для беспроводных устройств. Поскольку нет переключающего действия и не требуются индукторы, линейные зарядные устройства имеют более низкие кондуктивные и излучаемые эмиссии, чем другие типы зарядных устройств. Этот уменьшенный шум может сделать линейное зарядное устройство подходящим решением для чувствительных к шуму беспроводных устройств.

MAX1898 включает в себя: индикатор зарядки, который может напрямую управлять светодиодом или микроконтроллером, схему пониженного напряжения аккумулятора, которая снижает ток зарядки для чрезмерно разряженных аккумуляторов, таймер для выключения зарядного устройства после завершения зарядки и регулируемый порог перезапуска до автоматически возобновляет зарядку, если аккумулятор разряжен.Вывод ISET устанавливает зарядный ток и показывает его уровень, пока зарядное устройство регулирует напряжение. Напряжение на выводе ISET можно контролировать с помощью АЦП или компаратора, чтобы определить, когда ток зарядки аккумулятора упал до достаточно низкого уровня; либо этот уровень, либо встроенный таймер можно использовать для прекращения зарядки. Контроллер также включает выходной контакт, который указывает состояние зарядки (/ CHG \), и комбинированный входной и выходной контакт (EN / OK), который указывает на наличие входного напряжения и включает зарядное устройство.

Зарядные устройства импульсные

Третий тип зарядного устройства Li +, импульсное зарядное устройство, обладает некоторыми преимуществами как импульсных, так и линейных зарядных устройств. Подобно импульсному зарядному устройству, импульсное зарядное устройство работает эффективно. Когда напряжение заряжаемой батареи низкое, проходной транзистор остается включенным и проводит входной ток источника непосредственно к батарее. Когда напряжение батареи достигает напряжения регулирования батареи, зарядное устройство подает импульс входного тока для достижения желаемого зарядного тока, таким образом регулируя напряжение батареи на желаемом пределе напряжения.Потому что транзистор не работает в своей линейной области во время этой части цикла заряда, а действует как переключатель, и рассеиваемая мощность намного ниже, чем у линейного зарядного устройства. Поскольку импульсному зарядному устройству не требуется выходной LC-фильтр, оно меньше, чем импульсное зарядное устройство.

На рисунке 3 показано импульсное зарядное устройство MAX1736 Li +. Он не уступает линейному зарядному устройству по простоте и небольшому количеству внешних компонентов. Благодаря более низкому рассеянию мощности компромисс между временем зарядки и рассеиваемой мощностью не следует рассматривать как линейное зарядное устройство.

Рисунок 3. Импульсное зарядное устройство Li +.

Однако к импульсному зарядному устройству предъявляются особые требования. Во-первых, источник входного напряжения, который питает зарядное устройство, должен быть ограничен по току. Текущий предел должен быть достаточно точным; настенные кубы с таким уровнем точности доступны не так повсеместно, как кубики без точного ограничения тока. К тому же они дороже. Однако в некоторых случаях ограничение тока адаптера переменного тока указывается достаточно точно, чтобы гарантировать, что неисправность в устройстве, которое он питает, не создаст угрозы безопасности.Если по той или иной причине требуется точное ограничение входного тока, то при его использовании для зарядки не требуется никаких дополнительных затрат.

MAX1736 автоматически заряжает аккумулятор при низком токе 6 мА, когда напряжение аккумулятора ниже 2,5 В, чтобы предотвратить его повреждение в чрезмерно разряженном состоянии. Однако контроллер не прекращает зарядку автоматически. В большинстве случаев он прекращает зарядку после того, как зарядный ток упадет ниже некоторого порогового значения, обычно 10% от предельного зарядного тока.Чтобы установить этот режим прекращения заряда, вывод GATE MAX1736 используется для непосредственного управления входом микроконтроллера. Измеряя рабочий цикл напряжения на выводе GATE, микропроцессор определяет средний ток. В случае 10%, когда рабочий цикл на выводе GATE упадет ниже 10%, микроконтроллер завершит зарядку. Микроконтроллер также может отключить MAX1736, управляя контактом EN. Когда входной источник отсутствует или на контакте EN низкий уровень заряда батареи уменьшается до 2 мкА, чтобы зарядное устройство не разряжало батарею после завершения зарядки.

Заключение

Зарядные устройства импульсного режима рассеивают мало энергии в широком диапазоне входного и зарядного напряжения и тока, но имеют большую стоимость и сложность, чем другие типы. Линейные зарядные устройства меньше и менее сложны, чем устройства, работающие в режиме переключения, но в большинстве случаев они рассеивают больше энергии. Импульсные зарядные устройства рассеивают значительно меньше энергии и занимают небольшую площадь на плате, но требуют более дорогих адаптеров переменного тока, которые ограничивают потребляемый от них ток. Лучший выбор появляется только после того, как взвесит, какие из этих различных факторов являются наиболее важными для конкретного дизайна.

Аналогичная версия этой статьи появилась в ноябрьском номере журнала Wireless Design and Development за ноябрь 2001 года.

Как правильно выбрать зарядное устройство

Позвольте мне начать с заявления об отказе от ответственности: BatteryStuff.com не продает недорогие стандартные зарядные устройства для аккумуляторов, которые часто можно найти в торговых точках и некоторых других интернет-магазинах. Мы специально обслуживаем зарядные устройства с микропроцессорным управлением, также известные как интеллектуальные зарядные устройства. Все зарядные устройства, которые мы имеем в наличии, проверяются, тестируются и выбираются на основе функции, надежности и долговечности.

Зарядное устройство этого типа предназначено для зарядки свинцово-кислотных и других типов аккумуляторов на основе компьютерных алгоритмов. Проще говоря, зарядное устройство собирает информацию с аккумулятора и регулирует ток и напряжение заряда на основе этой информации. Это позволяет заряжать аккумулятор быстро, правильно и полностью при использовании интеллектуального зарядного устройства. Все продаваемые нами зарядные устройства могут оставаться подключенными к аккумулятору в течение неограниченного периода времени и не будут перезаряжать или повреждать его.

Простые шаги по выбору зарядного устройства, подходящего для ваших нужд.

Шаг 1. Выбор зарядного устройства в зависимости от типа батареи

Независимо от того, является ли ваша батарея необслуживаемой, влажной ячейкой (залитой), AGM (абсорбированным стекломатом), гелевой ячейкой или VRLA (свинцово-кислотной батареей с регулируемым клапаном), одно зарядное устройство должно работать для всех типов, кроме гелевых элементов. Однако некоторые из наших зарядных устройств для гелевых элементов будут хорошо работать с другими типами аккумуляторов.

Шаг 2: Определение размера батареи

Мы имеем в виду не физический размер, а то, сколько ампер-часов хранит ваша батарея.Например, типичный полноразмерный автомобильный аккумулятор составляет около 50 ампер-часов, поэтому вы должны выбрать зарядное устройство на 10 ампер, которое потребует около 6 часов для его зарядки, если аккумулятор полностью разряжен. Другой пример — морская батарея глубокого разряда, рассчитанная на 100 ампер-часов. Зарядному устройству на 10 А потребуется около 11 часов, чтобы полностью зарядить разряженную батарею. Чтобы рассчитать общее время зарядки аккумулятора, хорошее практическое правило состоит в том, чтобы взять номинальную мощность батареи в ампер-часах и разделить на номинальную мощность зарядного устройства (амперы), а затем добавить около 10% для дополнительного времени, чтобы полностью зарядить батарею. .

Некоторым людям, которым нужна быстрая подзарядка, следует поискать зарядное устройство с большим током, например зарядное устройство для тележки для гольфа. Если вы никуда не торопитесь, можете выбрать зарядное устройство меньшего размера. Самое главное — убедиться, что у вас достаточно мощности зарядного устройства, чтобы выполнить требуемую работу за отведенное вам время.

Шаг 3. Выбор зарядного устройства в зависимости от желаемого результата

Некоторым людям требуется зарядное устройство для зарядки аккумулятора мотоцикла, классического автомобиля или самолета в межсезонье.В этих случаях подойдет простое слаботочное зарядное устройство. Другим требуется быстрое и мощное зарядное устройство для быстрого восстановления батареи троллингового двигателя или комплекта батарей для инвалидных колясок. Другие типы зарядных устройств и причины, по которым они могут вам понадобиться:

MULTI VOLTAGE Входные зарядные устройства для использования при посещении другой страны
Водонепроницаемые зарядные устройства для непогоды
Зарядные устройства, которые используются в качестве источников питания для жилых автофургонов
Зарядные устройства для нескольких банков для одновременной зарядки нескольких аккумуляторов

Надеемся, мы помогли вам определить, какое зарядное устройство лучше всего подходит для вашего приложения.Воспользуйтесь ссылкой ниже, чтобы увидеть наш большой выбор зарядных устройств для аккумуляторов и зарядных устройств 12/24 В.

Выберите лучшее зарядное устройство

Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.

Написано 18 сентября 2020 г. в 10:38

Цепи зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов

Цепи зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов, описанные в этой статье, можно использовать для зарядки всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов с заданной скоростью.

В этой статье рассказывается о нескольких схемах зарядного устройства свинцово-кислотных аккумуляторов с автоматической перезарядкой и отключением при малой разрядке. Все эти конструкции проходят тщательные испытания и могут использоваться для зарядки всех автомобильных аккумуляторов и аккумуляторов SMF емкостью до 100 Ач и даже 500 Ач.

Введение

Свинцово-кислотные батареи обычно используются в тяжелых условиях, требующих много сотен ампер. Для зарядки этих аккумуляторов нам особенно нужны зарядные устройства, рассчитанные на длительную зарядку при высоком токе.Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов специально разработано для зарядки аккумуляторов большой мощности с помощью специализированных цепей управления.

Представленные ниже 5 полезных и высокомощных зарядных схем свинцово-кислотных аккумуляторов могут использоваться для зарядки больших сильноточных свинцово-кислотных аккумуляторов емкостью от 100 до 500 Ач, конструкция полностью автоматическая и переключает питание на аккумулятор, а также после полной зарядки аккумулятора.

ОБНОВЛЕНИЕ: вы также можете создать эти простые схемы зарядного устройства для 12 В 7 Ач Batterie s , проверьте их.

Что означает Ач

Единица Ач или Ампер-час в любой батарее означает идеальную скорость , при которой батарея будет полностью разряжена или полностью заряжена в течение 1 часа. Например, если аккумулятор на 100 Ач заряжался при токе 100 ампер, для полной зарядки аккумулятора потребуется 1 час. Точно так же, если бы аккумулятор был разряжен при токе 100 ампер, время резервного питания продлилось бы не более часа.

Но подождите, никогда не пробуйте этот , так как зарядка / разрядка на полной мощности может иметь катастрофические последствия для вашей свинцово-кислотной батареи.

Единица измерения Ач используется только для того, чтобы предоставить нам эталонное значение, которое можно использовать для определения приблизительного времени заряда / разряда батареи при установленной скорости тока.

Например, когда вышеупомянутый аккумулятор заряжается на 10 ампер, используя значение Ач, мы можем найти время полной зарядки по следующей формуле:

Поскольку скорость зарядки обратно пропорциональна времени, мы имеем:

Время = Значение Ач / скорость зарядки

T = 100/10

где 100 — уровень заряда аккумулятора в Ач, 10 — ток зарядки, T — время при 10-амперном токе

T = 10 часов.

Формула предполагает, что в идеале для оптимальной зарядки аккумулятора при токе 10 ампер потребуется около 10 часов, но для реальной батареи это может быть около 14 часов для зарядки и 7 часов для разрядки. Потому что в реальном мире даже новый аккумулятор не будет работать в идеальных условиях, и с возрастом ситуация может ухудшиться.

Важные параметры, которые необходимо учитывать

Свинцово-кислотные батареи дороги, и вам нужно будет прослужить их как можно дольше.Поэтому, пожалуйста, не используйте дешевые и непроверенные зарядные устройства, которые могут показаться простыми, но могут медленно повредить вашу батарею.

Большой вопрос: необходим ли идеальный способ зарядки аккумулятора? Простой ответ — НЕТ. Потому что, когда мы применяем идеальный метод зарядки, описанный на веб-сайтах «Википедии» или «Университета аккумуляторов», мы стараемся зарядить аккумулятор до максимально возможной емкости. Например, при идеальном уровне 14,4 В ваша батарея может быть полностью заряжена, но делать это обычными методами может быть рискованно.

Чтобы достичь этого без риска, вам, возможно, придется использовать усовершенствованную схему ступенчатого зарядного устройства, которую может быть сложно построить и может потребоваться слишком много вычислений.

Если вы хотите избежать этого, вы все равно можете зарядить аккумулятор оптимально (@ около 65%), убедившись, что аккумулятор отключен на немного более низком уровне. Это позволит батарее всегда находиться в менее напряженном состоянии. То же самое касается уровня и скорости разряда.

В основном он должен иметь следующие параметры для безопасной зарядки, не требующей специальных ступенчатых зарядных устройств:

Фиксированный ток или постоянный ток (1/10 номинала батареи в Ач)
Фиксированное напряжение или постоянное напряжение (на 17% выше, чем Напряжение, указанное на батарее)
Защита от перезарядки (отключение, когда батарея заряжается до указанного выше уровня)
Плавающая зарядка (необязательно, совсем не обязательно)

Если в вашей системе нет этих минимальных параметров, тогда это может медленно ухудшить производительность и повредить аккумулятор, резко сократив время автономной работы.

Например, если ваша батарея рассчитана на 12 В, 100 Ач, то фиксированное входное напряжение должно быть на 17% выше, чем напечатанное значение, что равно примерно 14,1 В (не 14,40 В, если вы не используете ступенчатое зарядное устройство) .
Ток (в амперах) в идеале должен составлять 1/10 от уровня в ампер-часах, указанного на батарее, поэтому в нашем случае это может быть 10 ампер. Чуть более высокий вход усилителя может быть нормальным, поскольку наш полный уровень заряда уже ниже.
Автоматическое отключение зарядки рекомендуется при вышеуказанном 14.1 В, но это не обязательно, так как у нас уже есть полный уровень заряда чуть ниже.
Float Charge — это процесс снижения тока до незначительных пределов после того, как аккумулятор полностью зарядился. Это предотвращает саморазряд батареи и постоянно поддерживает ее на полном уровне до тех пор, пока пользователь не извлечет ее для использования. Совершенно необязательно . Это может быть необходимо только в том случае, если вы не используете аккумулятор в течение длительного времени. В таких случаях также лучше вынимать аккумулятор из зарядного устройства и периодически подзаряжать его каждые 7 дней.

Самый простой способ получить фиксированное напряжение и ток — это использовать микросхемы регуляторов напряжения, как мы узнаем ниже.

Еще один простой способ — использовать в качестве источника входного сигнала готовый 12-вольтный импульсный блок питания на 10 ампер с регулируемой предустановкой. SMPS будет иметь небольшую предустановку в углу, которая может быть настроена на 14,0 В.

Помните, что вам нужно будет держать батарею подключенной не менее 10–14 часов или пока напряжение на клеммах батареи не достигнет 14,2 В. Хотя это уровень может выглядеть немного заниженным, чем стандартный 14.Полный уровень 4 В гарантирует, что ваша батарея никогда не перезарядится и гарантирует длительный срок службы батареи.

Все подробности представлены в этой инфографике ниже:

Однако, если вы любитель электроники и хотите построить полноценную схему со всеми идеальными опциями, в этом случае вы можете выбрать следующие комплексные схемы.

[Новое обновление] Автоматическое отключение батареи, зависящее от тока

Обычно во всех обычных схемах зарядного устройства используется автоматическое отключение при обнаружении напряжения или зависящее от напряжения.

Тем не менее, функция определения тока может также использоваться для инициирования автоматического отключения, когда аккумулятор достигает оптимального уровня полной зарядки. Полная принципиальная схема для автоматического отключения по току показана ниже:

ПОЖАЛУЙСТА, ПОДКЛЮЧИТЕ РЕЗИСТОР 1K ПОСЛЕ ПРАВОЙ СТОРОНЫ 1N4148 ДИОД

Принцип работы

Резистор 0,1 Ом действует как датчик тока, создавая эквивалентную разность потенциалов. через себя. Номинал резистора должен быть таким, чтобы минимальное отклонение потенциала на нем было не менее 0.На 3 В выше, чем падение диода на выводе 3 ИС, пока аккумулятор не достигнет желаемого уровня полного заряда. По достижении полного заряда этот потенциал должен упасть ниже уровня падения диода.

Первоначально, когда батарея заряжается, потребляемый ток развивает отрицательную разность потенциалов, скажем, -1 В на входных контактах ИС. Это означает, что напряжение на контакте 2 теперь становится ниже напряжения на контакте 3 как минимум на 0,3 В. Из-за этого на выводе 6 микросхемы появляется высокий уровень, позволяющий полевому МОП-транзистору проводить и соединять батарею с источником питания.

Когда батарея заряжается до оптимального уровня, напряжение на резисторе измерения тока падает до достаточно низкого уровня, в результате чего разность потенциалов на резисторе становится почти нулевой.

Когда это происходит, потенциал контакта 2 повышается выше, чем потенциал контакта 3, в результате чего на контакте 6 микросхемы устанавливается низкий уровень, и полевой МОП-транзистор отключается. Таким образом, аккумулятор отключается от источника питания, что приводит к прекращению процесса зарядки. Диод, подключенный к контактам 3 и 6, блокирует или фиксирует цепь в этом положении до тех пор, пока питание не будет отключено и снова включено для нового цикла.

Вышеупомянутая схема зарядки, зависящая от тока, также может быть выражена следующим образом:

При включении питания конденсатор емкостью 1 мкФ заземляет инвертирующий вывод операционного усилителя, вызывая мгновенный высокий уровень на выходе операционного усилителя, который включает МОП-транзистор. Это начальное действие подключает батарею к источнику питания через полевой МОП-транзистор и резистор считывания RS. Ток, потребляемый батареей, вызывает соответствующий потенциал на RS, который поднимает неинвертирующий вход операционного усилителя выше опорного инвертирующего входа (3 В).

Теперь выход операционного усилителя фиксируется и заряжает батарею, пока она не будет почти полностью заряжена. Эта ситуация уменьшает ток через RS, так что потенциал на нем падает ниже опорного напряжения 3 В, а выход операционного усилителя становится низким, что приводит к отключению полевого МОП-транзистора и процесса зарядки аккумулятора.

Вышеупомянутая конструкция системы зарядки аккумуляторной батареи, зависящей от тока, может быть понятна более подробно на приведенной ниже исчерпывающей диаграмме, которая может быть использована для очень безопасной зарядки аккумуляторов очень большой емкости от 200 до 500 Ач:

Отрегулируйте 10 k предустановка так, чтобы около 0.3 В или 0,4 В доступны на (-) входе операционного усилителя, и установите блок резисторов R4 — R13 таким образом, чтобы их общее сопротивление составляло:

R = 1 / Максимальный ток зарядки.

Предположим, что батарея на 100 Ач, тогда максимальный зарядный ток будет 10 ампер, следовательно,

R = 1/10 = 0,1 Ом

1) Использование одиночного операционного усилителя

Рассмотрение первой сильноточной цепи для Заряжая большие батареи, мы можем понять идею схемы с помощью следующих простых моментов:

В показанной конфигурации в основном есть три этапа, а именно: этап источника питания, состоящий из трансформатора и мостовой выпрямительной сети.

Конденсатор фильтра после цепи моста был проигнорирован для простоты, однако для лучшего вывода постоянного тока на батарею можно добавить конденсатор 1000 мкФ / 25 В между положительным и отрицательным полюсом моста.

Выходной сигнал источника питания подается непосредственно на аккумулятор, который необходимо зарядить.

Следующий каскад состоит из компаратора напряжения IC на операционном усилителе 741, который сконфигурирован так, чтобы измерять напряжение батареи во время ее зарядки и переключать свой выход на вывод № 6 с соответствующим ответом.

Контакт № 3 ИС подключается к батарее или плюсовому выводу цепи через предустановку 10K.

Предварительная установка настроена таким образом, что ИС меняет свой выходной сигнал на выводе №6, когда батарея полностью заряжается, и достигает примерно 14 вольт, что является напряжением трансформатора при нормальных условиях.

Контакт № 2 ИС фиксируется с помощью фиксированного опорного напряжения через сеть делителя напряжения, состоящую из резистора 10 кОм и стабилитрона на 6 В.

Выходной сигнал ИС подается на каскад драйвера реле, где транзистор BC557 образует основной управляющий компонент.

Первоначально питание схемы инициируется нажатием кнопки «пуск». При этом переключатель обходит контакты реле и мгновенно запитывает цепь.

ИС определяет напряжение батареи, и, поскольку на этом этапе оно будет низким, на выходе ИС появится низкий логический уровень на выходе.

Включает транзистор и реле, реле мгновенно фиксирует питание через соответствующие контакты, так что теперь, даже если переключатель «пуск» отпущен, схема остается включенной и начинает заряжать подключенную батарею.

Теперь, когда заряд батареи достигает примерно 14 вольт, микросхема определяет это и мгновенно переводит свой выходной сигнал на высокий логический уровень.

Транзистор BC557 реагирует на этот высокий импульс и выключает реле, которое, в свою очередь, включает питание цепи, размыкая защелку.

Цепь полностью отключается до тех пор, пока кнопка пуска не будет нажата еще раз и подключенная батарея не будет иметь заряд ниже установленной отметки 14 вольт.

Как настроить.

Это очень просто.

Не подключайте аккумулятор к цепи.

Включите питание, нажав кнопку пуска и удерживая ее нажатой вручную, одновременно отрегулируйте предустановку так, чтобы реле просто срабатывало или выключалось при заданном номинальном напряжении трансформатора, которое должно быть около 14 вольт.

Настройка завершена, теперь подключите полуразряженную батарею к указанным точкам в цепи и нажмите кнопку «пуск».

Из-за разряда батареи теперь напряжение в цепи упадет ниже 14 вольт, и цепь мгновенно защелкнется, инициируя процедуру, как описано в предыдущем разделе.

Принципиальная схема предлагаемого зарядного устройства высокой емкости приведена ниже.

ПРИМЕЧАНИЕ. Не используйте фильтрующий конденсатор поперек моста. Вместо этого оставьте конденсатор 1000 мкФ / 25 В подключенным прямо к катушке реле. Если не удалить конденсатор фильтра, реле может перейти в колебательный режим при отсутствии батареи.

2) Зарядное устройство 12 В, 24 В / 20 А с использованием двух операционных усилителей:

Второй альтернативный способ зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов с высоким током можно увидеть на следующей диаграмме с использованием пары операционных усилителей:

Работу схемы можно понять по следующим пунктам:

Когда схема запитана без подключенной батареи, схема не реагирует на ситуацию, так как начальное положение реле замыкает цепь, отключая цепь от зарядки. поставка.

Теперь предположим, что разряженная батарея подключена к точкам батареи. Предположим, что напряжение аккумулятора находится на некотором промежуточном уровне, который может находиться между полным и низким уровнем заряда.

Схема получает питание от этого промежуточного напряжения батареи. Согласно настройке предустановки вывода 6, этот вывод обнаруживает низкий потенциал, чем опорный уровень вывода 5. что заставляет его выходной контакт 7 перейти в высокий уровень. Это, в свою очередь, вызывает активацию реле и подключение источника заряда к цепи и батарее через замыкающие контакты.

Как только это произойдет, уровень заряда также упадет до уровня заряда батареи, и два напряжения сойдутся на уровне напряжения батареи. Теперь аккумулятор начинает заряжаться, и напряжение на его клеммах начинает медленно увеличиваться.

Когда аккумулятор достигает полного уровня заряда, контакт 6 верхнего операционного усилителя становится высоким, чем его контакт 5, в результате чего его выходной контакт 7 становится низким, и это выключает реле, и зарядка прекращается.

Тут происходит другое. Вывод 5 подключен к отрицательному потенциалу на выводе 7 через диод 10k / 1N4148, что еще больше снижает потенциал вывода 5 по сравнению с выводом 6.Это называется гистерезисом, который гарантирует, что даже если уровень заряда батареи упадет до некоторого более низкого уровня, при котором операционный усилитель не вернется в режим зарядки, вместо этого уровень заряда батареи теперь должен значительно снизиться до тех пор, пока не будет активирован нижний операционный усилитель.

Теперь предположим, что уровень заряда батареи продолжает падать из-за некоторой подключенной нагрузки, и ее потенциальный уровень достигает минимального уровня разряда. Это обнаруживается контактом 2 нижнего операционного усилителя, потенциал которого теперь ниже его контакта 3, что побуждает его выходной контакт 1 становиться высоким и активировать транзистор BC547.

BC547 полностью заземляет контакт 6 верхнего операционного усилителя. Это приводит к срыву защелки гистерезиса из-за падения потенциала контакта 6 ниже контакта 5.

Это мгновенно приводит к тому, что выходной контакт 7 становится высоким и активирует реле, которое снова инициирует зарядку батареи, и цикл повторяет процедуру. пока аккумулятор остается подключенным к зарядному устройству.

Распиновка LM358

Чтобы узнать больше об автоматических зарядных устройствах, вы можете прочитать эту статью о схемах автоматического зарядного устройства операционных усилителей .

Видеоклип:

Установку вышеуказанной схемы можно визуализировать в следующем видео, которое показывает отключающие характеристики схемы на верхний и нижний пороги напряжения, как зафиксировано соответствующими предустановками операционные усилители

3) Использование IC 7815

В объяснении третьей схемы ниже подробно описывается, как аккумулятор может эффективно заряжаться без использования какой-либо микросхемы или реле, а просто с помощью BJT, давайте изучим процедуры:

Идея был предложен г.Раджа Гилсе.

Зарядка аккумулятора с помощью регулятора напряжения IC

У меня 2N6292. Мой друг посоветовал мне сделать простой сильноточный источник питания постоянного тока с фиксированным напряжением для зарядки аккумулятора SMF. Он привел прилагаемую приблизительную схему. Я ничего не знаю об этом транзисторе. Это так ? Мой вход — трансформатор 18 вольт 5 ампер. Он сказал мне добавить конденсатор 2200 мкФ 50 В после выпрямления. Это работает? Если да, нужен ли какой-либо радиатор для транзистора и / или IC 7815? Он останавливается автоматически, когда батарея достигает 14.5 вольт?
Или требуются другие изменения? Пожалуйста, посоветуйте мне, сэр

Зарядка с конфигурацией эмиттерного повторителя

Да, он будет работать и перестанет заряжать аккумулятор, когда на клеммах аккумулятора будет достигнуто около 14 В.

Однако я не уверен насчет номинала базового резистора 1 Ом … его нужно правильно рассчитать.

Транзистор и ИС могут быть установлены на общем радиаторе с использованием набора сепаратора слюды. Это позволит использовать функцию тепловой защиты ИС и защитить оба устройства от перегрева.

Принципиальная схема

Описание контура

Показанная схема зарядного устройства сильноточной батареи представляет собой умный способ зарядки батареи, а также обеспечивает автоматическое отключение, когда батарея достигает полного уровня заряда.

Схема на самом деле представляет собой простой транзисторный каскад с общим коллектором, использующий показанное силовое устройство 2N6292.

Конфигурация также называется эмиттерным повторителем, и, как следует из названия, эмиттер следует за базовым напряжением и позволяет транзистору проводить только до тех пор, пока потенциал эмиттера равен 0.На 7 В ниже приложенного базового потенциала.

В показанной схеме зарядного устройства сильноточной батареи с использованием регулятора напряжения на базу транзистора подается стабилизированное напряжение 15 В от IC 7815, что обеспечивает разность потенциалов около 15 — 0,7 = 14,3 В на эмиттере / земле. транзистора.

Диод не требуется и должен быть удален из базы транзистора, чтобы предотвратить ненужное падение дополнительных 0,7 В.

Указанное выше напряжение также становится зарядным напряжением для подключенной батареи на этих клеммах.

Пока батарея заряжается и напряжение на ее клеммах остается ниже отметки 14,3 В, напряжение базы транзистора продолжает проводить и подавать на батарею необходимое зарядное напряжение.

Однако, как только батарея начинает достигать полного заряда выше 14,3 В, база блокируется из-за падения 0,7 В на эмиттере, что заставляет транзистор перестать проводить, и напряжение зарядки отключается на батарею на время. как только уровень заряда батареи начинает опускаться ниже 14.Отметка 3 В, транзистор снова включается … цикл повторяется, обеспечивая безопасную зарядку подключенного аккумулятора.

Базовый резистор = Hfe x Внутреннее сопротивление батареи

Вот более подходящая конструкция, которая поможет достичь оптимальной зарядки с использованием IC 7815 IC

Как видите, здесь в режиме эмиттерного повторителя используется 2N6284. Это связано с тем, что 2N6284 представляет собой транзистор Дарлингтона с высоким коэффициентом усиления и обеспечивает оптимальную зарядку батареи при предполагаемой скорости 10 А.

Это можно еще больше упростить, используя один 2N6284 и потенциометр, как показано ниже:

Убедитесь, что вы отрегулировали потенциометр так, чтобы получить точное значение 14,2 В на эмиттере батареи.

Все устройства должны устанавливаться на больших радиаторах.

4) Схема зарядного устройства свинцово-кислотной батареи 12 В 100 Ач

Предлагаемая схема зарядного устройства 12 В 100 Ач была разработана одним из преданных членов этого блога г-ном Ранджаном, давайте узнаем больше о работе схемы зарядного устройства и о том, как его также можно использовать в качестве схемы постоянного зарядного устройства.

Идея схемы

Я, Ранджан из Джамшедпура, Джаркханд. Недавно во время поиска в Google я узнал о вашем блоге и стал его постоянным читателем. Я многому научился из твоего блога. Для личного пользования хочу сделать зарядное устройство.

У меня трубчатый аккумулятор на 80 Ач и трансформатор на 10 ампер, 9–0–9 вольт. Таким образом, я могу получить 10 ампер 18-0 вольт, если я использую два 9-вольтовых вывода трансформатора (трансформатор фактически получается из старого ИБП на 800 ВА).

Я построил принципиальную схему на основе вашего блога. Пожалуйста, взгляните на это и предложите мне. Обратите внимание, что ,.

1) Я живу в очень сельской местности, поэтому есть огромные колебания мощности, они варьируются от 50 В до 250 В. Также обратите внимание, что я буду потреблять очень меньшее количество тока от батареи (обычно использую светодиодные фонари при отключении электроэнергии), примерно 15-20 Вт.

2) Трансформатор на 10 ампер, я думаю, безопасно заряжает трубчатую батарею 80 Ач

3) Все диоды, используемые для схемы, представляют собой диоды 6A4.

4) Два 78h22a используются как параллельные для получения 5 + 5 = 10 ампер на выходе. Хотя я думаю, что Батарея не должна разряжать полные 10 ампер. поскольку он будет находиться в заряженном состоянии при повседневном использовании, внутреннее сопротивление аккумулятора будет высоким и потреблять меньший ток.

5) Переключатель S1 используется с расчетом на то, что при нормальной зарядке он будет оставаться в выключенном состоянии. и после полной зарядки аккумулятора он переключился во включенное состояние, чтобы поддерживать непрерывный заряд с более низким напряжением.СЕЙЧАС вопрос в том, безопасно ли держать батарею в зарядке долгое время без присмотра.

Пожалуйста, ответьте мне своими ценными предложениями.

Принципиальная схема зарядного устройства 100 Ач, разработанная г-ном Ранджаном

Решение запроса цепи

Уважаемый Ранджан,

Для меня ваша сильноточная схема зарядного устройства VRLA с использованием IC 78h22A выглядит идеально и должна работать, как ожидалось . Тем не менее, для гарантированного подтверждения рекомендуется проверить напряжение и ток практически перед подключением к батарее.

Да, показанный переключатель можно использовать в режиме непрерывной зарядки, и в этом режиме аккумулятор может оставаться постоянно подключенным без присмотра, однако это следует делать только после того, как аккумулятор будет полностью заряжен примерно до 14,3 В.

Обратите внимание, что четыре последовательных диода, подключенные к клеммам GND микросхем, могут быть диодами 1N4007, в то время как остальные диоды должны быть рассчитаны на более 10 ампер, это можно реализовать, подключив два диода 6A4 параллельно в каждом из показанных положений. .

Кроме того, настоятельно рекомендуется размещать обе ИС над одним большим общим радиатором для лучшего и равномерного распределения и рассеивания тепла.

Осторожно : Показанная схема не включает цепь отключения полного заряда, поэтому максимальное напряжение зарядки предпочтительно должно быть ограничено в пределах от 13,8 до 14 В. Это гарантирует, что аккумулятор никогда не сможет достичь предельного порога полной зарядки, и, таким образом, останется в безопасности от условий перезарядки.

Однако это также будет означать, что свинцово-кислотная батарея сможет достичь уровня заряда только около 75%, тем не менее, поддержание недостаточно заряженной батареи обеспечит более длительный срок службы батареи и позволит больше циклов зарядки / разрядки.

Использование 2N3055 для зарядки батареи 100 Ач

Следующая схема представляет простой и безопасный альтернативный способ зарядки батареи 100 Ач с использованием транзистора 2N3055. Он также имеет устройство постоянного тока, поэтому батарею можно заряжать правильным количеством тока.

Поскольку 2N3055 является эмиттерным повторителем, при полном уровне заряда он будет почти выключен, чтобы аккумулятор никогда не перезарядился.

Предел тока можно рассчитать по следующей формуле:

R (x) = 0.7/10 = 0,07 Ом

Мощность будет = 10 Вт

Как просто добавить плавающий заряд

Помните, что на других сайтах могут быть представлены излишне сложные объяснения относительно плавающего заряда, что усложняет понимание концепции.

Плавающая зарядка — это просто небольшой регулируемый уровень тока, который предотвращает саморазряд аккумулятора.

Теперь вы можете спросить, что такое саморазряд аккумулятора.

Это снижение уровня заряда аккумулятора, как только исчезает зарядный ток.Вы можете предотвратить это, добавив резистор высокого номинала, такой как 1 кОм 1 ватт, на вход ИСТОЧНИК 15 В и положительный полюс батареи. Это не позволит батарее саморазрядиться и будет поддерживать уровень 14 В, пока батарея подключена к источнику питания.

5) Схема зарядного устройства свинцово-кислотных аккумуляторов IC 555

Пятая концепция ниже объясняет простую, универсальную схему автоматического зарядного устройства. Схема позволит вам заряжать все типы свинцово-кислотных аккумуляторов от 1 Ач до 1000 Ач.

Использование IC 555 в качестве контроллера IC

IC 555 настолько универсален, что может считаться однокристальным решением для любых схемных приложений. Несомненно, он также использовался здесь для еще одного полезного приложения.

Одна микросхема IC 555, горстка пассивных компонентов — это все, что нужно для создания этой выдающейся полностью автоматической схемы зарядного устройства.

Предлагаемая конструкция будет автоматически определять и поддерживать подключенную батарею в актуальном состоянии.

Аккумулятор, который требуется заряжать, может оставаться подключенным к цепи постоянно, схема будет постоянно контролировать уровень заряда, если уровень заряда превышает верхний порог, схема отключит напряжение зарядки к нему, и в если заряд упадет ниже установленного нижнего порога, схема подключится и инициирует процесс зарядки.

Как это работает

Схему можно понять по следующим пунктам:

Здесь IC 555 настроен как компаратор для сравнения условий низкого и высокого напряжения батареи на контакте №2 и контакте №6 соответственно.

Согласно устройству внутренней схемы, микросхема 555 установит высокий уровень на своем выходном контакте №3, когда потенциал на контакте №2 опустится ниже 1/3 напряжения питания.

Вышеупомянутое положение сохраняется, даже если напряжение на выводе №2 имеет тенденцию немного повышаться.Это происходит из-за внутреннего установленного уровня гистерезиса ИС.

Однако, если напряжение продолжает дрейфовать выше, контакт №6 принимает ситуацию и в момент, когда он обнаруживает разность потенциалов, превышающую 2/3 напряжения питания, он мгновенно меняет выходной сигнал с высокого на низкий на контакте №3.

В предлагаемой схеме это просто означает, что предустановки R2 и R5 должны быть установлены таким образом, чтобы реле просто дезактивировалось, когда напряжение батареи опускается на 20% ниже указанного значения, и активируется, когда напряжение аккумулятора достигает 20% выше указанного значения. .

Нет ничего проще этого.

Блок питания представляет собой обычный мост / конденсаторную сеть.

Номинал диода будет зависеть от величины зарядного тока аккумулятора. Как показывает практика, номинальный ток диода должен быть вдвое больше, чем скорость зарядки аккумулятора, в то время как скорость зарядки аккумулятора должна составлять 1/10 от номинала аккумулятора в ампер-часах.

Это означает, что TR1 должен составлять примерно 1/10 от номинала подключенной батареи Ач.

Номинал контактов реле следует также выбирать в соответствии с номинальным током TR1.

Как установить порог отключения батареи

Первоначально держите питание цепи выключенным.

Подключите регулируемый источник питания к точкам батареи в цепи.

Подайте напряжение, которое может быть точно равным желаемому пороговому уровню низкого напряжения батареи, затем отрегулируйте R2 так, чтобы реле просто деактивировалось.

Затем медленно увеличивайте напряжение до желаемого более высокого порогового значения напряжения батареи, отрегулируйте R5 так, чтобы реле просто снова включилось.

На этом настройка цепи завершена.

Удалите внешний регулируемый источник, замените его любой батареей, которую необходимо зарядить, подключите вход TR1 к сети и включите.

Об остальном позаботятся автоматически, то есть теперь аккумулятор начнет заряжаться и отключится, когда он будет полностью заряжен, а также автоматически подключится к источнику питания, если его напряжение упадет ниже установленного нижнего порога напряжения.

Распиновка IC 555

Распиновка IC 7805

Как настроить схему.

Установка пороговых значений напряжения для вышеуказанной схемы может быть выполнена, как описано ниже:

Первоначально оставьте секцию источника питания трансформатора с правой стороны схемы полностью отключенной от схемы.

Подключите внешний источник переменного напряжения к клеммам (+) / (-) батареи.

Отрегулируйте напряжение до 11,4 В и отрегулируйте предустановку на контакте № 2 так, чтобы реле просто сработало.

Вышеописанная процедура устанавливает нижний порог срабатывания аккумулятора.Заклейте заготовку небольшим количеством клея.

Теперь увеличьте напряжение примерно до 14,4 В и отрегулируйте предустановку на контакте № 6, чтобы просто отключить реле из его предыдущего состояния.

Устанавливает верхний порог отключения цепи.

Зарядное устройство готово.

Теперь вы можете снять регулируемый блок питания с аккумуляторных батарей и использовать зарядное устройство, как описано в статье выше.

Выполняйте описанные выше процедуры с большим терпением и обдумыванием

Отзыв одного из преданных читателей этого блога:

untung suharto 1 января 2017 г., 7:46 утра

Привет, вы сделали ошибку предустановленные R2 и R5, они должны быть не 10k, а 100k, я только что сделал один, и он был успешным, спасибо.

Согласно приведенному выше предложению, предыдущая диаграмма может быть изменена, как показано ниже:

Завершение

В приведенной выше статье мы узнали 5 отличных методов, которые можно применить для изготовления зарядных устройств свинцово-кислотных аккумуляторов. , прямо от 7 Ач до 100 Ач или даже от 200 Ач до 500 Ач, просто обновив соответствующие устройства или реле.

Если у вас есть конкретные вопросы относительно этой концепции, не стесняйтесь задавать их через поле для комментариев ниже.

Зарядка аккумулятора IC 555 в зависимости от тока

Цепь зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов IC 555 также может быть построена с использованием датчика тока на его контакте №2.

Полная принципиальная схема показана ниже:

R1, R3 = 10 кОм
R2 = 100 кОм
Светодиодный резистор может быть 1 кОм
Контакт № 6 резистора R4 может быть закорочен перемычкой
R5 = 1 / макс. ток зарядки
Реле = реле 12В для аккумулятора 12В.
Релейный диод = 1N4007
T1, T2 = BC547

Как это работает

Схема фактически сконфигурирована как схема фиксации установки / сброса.

R4 можно заменить на короткое замыкание.

В начале при подаче питания, когда контакт реле находится на НЗ, схема не отвечает.

Нажатие кнопки PB1 инициализирует цепь, на мгновение подавая ток через PB1 на батарею.

Батарея действует как нагрузка и создает падение напряжения на R5, которое запускает T2.

С T2, проводящий контакт №2 IC удерживается на низком уровне, что побуждает выходной контакт №3 стать высоким и включить реле.

Контакты реле теперь переключаются на точку замыкающего контакта, и цепь замыкается. Таким образом, нажатие PB1 требуется только на мгновение, а затем его можно отпустить.

По мере того, как батарея заряжается, напряжение на R5 продолжает снижаться до момента, когда батарея почти полностью заряжена, когда падение напряжения R5 не может больше удерживать T2 во включенном состоянии.

T2 выключается, в результате чего контакт № 2 снова становится высоким, а это, в свою очередь, вызывает низкий уровень на контакте № 3, выключает реле и отключает подачу заряда для цепи и аккумулятора.

Артикул:

Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов

Принципы работы свинцово-кислотных аккумуляторов

Электроника | Бесплатный полнотекстовый | Импульсное зарядное устройство дополнительного типа для быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов

1. Введение

В последнее время из-за проблем с загрязнением воздуха и глобального потепления интерес к электромобилям (EV) и подключаемым гибридным транспортным средствам (PHEV) значительно возрос. Батареи, используемые в электромобилях, в основном являются литиевыми вторичными батареями из-за их веса и пробега.Литий-ионные аккумуляторы продолжали завоевывать долю рынка вторичных аккумуляторов в течение последних нескольких лет. Это связано с их высокой плотностью качества, низким саморазрядом и множеством применений [1,2]. Поэтому потребность в долговечности литий-ионных аккумуляторов возрастает [3,4]. Кроме того, улучшение времени зарядки и эффективности батареи является важной проблемой для всех приложений с батарейным питанием. Потребность в быстрой зарядке возрастает в случае батарей для электромобилей [5].Использование электромобилей увеличивает потребность в быстрых зарядных устройствах. Были разработаны различные технологии зарядки для улучшения состояния, срока службы, времени зарядки и эффективности зарядки литий-ионных аккумуляторов [2,6,7,8,9,10]. Среди различных технологий широко используются методы зарядки постоянным током (CC) и постоянным напряжением (CV) [1,11]. Технология зарядки CC – CV, заряжает CC ниже порогового напряжения. При достижении порогового напряжения ток постепенно падает, заряжаясь до постоянного напряжения.Величина CC и CV зависит от характеристик батареи. Недостатком этого метода зарядки является то, что он снижает ток заряда в секции CV, чтобы предотвратить повреждение батареи из-за перенапряжения. Поэтому время зарядки в этом разделе увеличено [6]. В случае зарядки CC – CV время зарядки велико из-за низкой скорости зарядки. Другой способ — зарядить током, превышающим номинальный ток, для быстрой зарядки, пока напряжение аккумулятора не достигнет установленного порога.После периода CC зарядный ток должен быть уменьшен для безопасности аккумулятора. В этом случае скорость зарядки аккумулятора увеличивается, но увеличивается стоимость системы зарядки. Это связано с тем, что для емкости аккумулятора требуется более высокая система зарядки [12]. Импульсная зарядка, при которой аккумулятор заряжается за счет управления током зарядки, улучшает время быстрой зарядки и эффективность зарядки аккумулятора без значительного увеличения затрат [13,14,15]. Однако для достижения эффекта импульсной зарядки необходимо соответствующим образом выбрать коэффициент заполнения и частоту импульсного тока [14].В существующих исследованиях [2,15] аккумулятор заряжался в виде импульса от нулевого тока до зарядного тока. Частота импульсов, продолжительность и величина зарядного тока влияют на время зарядки аккумулятора. В зависимости от частоты и продолжительности импульсной зарядки время зарядки короче, чем у метода зарядного устройства CC – CV. В предыдущем исследовании [2] адаптивная импульсная зарядка сократила время зарядки примерно на 12,7%. В исследовании [15] время зарядки было улучшено на 3,4% за счет применения метода зарядки импульсным напряжением с переменной скважностью.Однако для этих технологий зарядки требуется специальное зарядное устройство с дополнительным оборудованием и программным обеспечением.

В этой статье предлагается дополнительная система зарядки импульсного типа, которую можно подключить к обычной системе зарядки и подавать импульсный зарядный ток. Предлагаемая дополнительная система зарядки импульсного типа может управлять амплитудой, частотой и длительностью импульса тока. Применяя предложенное импульсное зарядное устройство, в существующем зарядном устройстве можно применять зарядку CC – CV и метод импульсного зарядного устройства. На основании результатов был подтвержден эффект более быстрой зарядки импульсного метода зарядки, поскольку производительность литий-ионной батареи снизилась.

3. Импульсное зарядное устройство дополнительного типа

Предлагаемая дополнительная импульсная система зарядки показана на рисунке 2. Если импульсное зарядное устройство дополнительного типа не работает, как показано на рисунке 2a, оно работает как зарядное устройство CC – CV. . Как показано на рисунке 2b, когда цепь импульсной зарядки приводится в действие, она работает как импульсное зарядное устройство. Следовательно, импульсное зарядное устройство и зарядка CC – CV могут выборочно выполняться с использованием одного и того же зарядного устройства. Для импульсной зарядки используется управляемый импульсный ток для зарядки аккумулятора. На рис. 3а показана базовая структура импульсного зарядного устройства, подающего импульс к батарее посредством управления переключателем (S ₁).На рисунке 3b показана форма импульса тока, подаваемого на батарею, которая является элементом управления пиковой амплитудой тока (ΔI _c), длительностью импульса (D _p = t _на / T _p) и частота (f _p = 1 / T _p). Частота импульсов, рабочий цикл и уровень влияют на время зарядки, срок службы батареи и параметры батареи. В результате импульсная зарядка улучшает скорость зарядки и энергоэффективность [5]. Как показано на рисунке 4, схема синхронного преобразователя постоянного тока применяется к модулю генератора импульсов с контролем параметров импульса.Базовая операция использует часть зарядного тока батареи для зарядки промежуточного конденсатора, разряда энергии заряженного конденсатора для подачи импульсного тока в аккумулятор. Сначала промежуточный конденсатор заряжается с использованием энергии зарядного устройства. Когда нижний переключатель Q ₂ включен, а верхний переключатель Q ₁ выключен, он работает, как показано на рисунке 5a. Когда переключатель стороны низкого давления Q ₂ выключен, ток течет через основной диод переключателя стороны высокого уровня Q ₁.Как показано на рисунке 5b, когда Q ₁ включен, напряжение на Q ₁ становится нулевым напряжением [16]. Аккумулятор заряжается зарядным током зарядного устройства CC за вычетом зарядного тока конденсатора. Далее идет режим разрядки промежуточного конденсатора для добавления зарядного тока к аккумулятору. Когда переключатель верхней стороны Q ₁ включен, а переключатель нижней стороны Q ₂ выключен, он работает, как показано на рисунке 6a. Когда переключатель верхней стороны Q ₁ выключен, ток течет через основной диод переключателя нижней стороны Q ₂.Как показано на рисунке 6b, когда Q ₂ включен, напряжение на Q ₂ становится нулевым напряжением [16]. Аккумулятор заряжается током разряда конденсатора плюс зарядный ток зарядного устройства CC.

3.1. Расчет параметров цепи.

Целевые спецификации были выбраны для разработки параметров импульсной схемы зарядки. Напряжение типичного электромобиля составляет 350–400 В. Tesla организует аккумуляторные системы последовательно и параллельно с 18650 цилиндрическими элементами.В этом исследовании напряжение батареи было уменьшено примерно в 10 раз для безопасных экспериментов. Таким образом, 18650 цилиндрических ячеек использовались в 10 последовательных и двух параллельных конфигурациях. В качестве батареи использовалась батарея INR 18650-35E от Samsung SDI. Номинальное напряжение аккумулятора составляло 36 В, а максимальный зарядный ток — 1 С. Максимальное напряжение промежуточного конденсатора было выбрано в пределах рабочего диапазона напряжения силового полупроводникового прибора (IPT059N15N3). Подробные технические характеристики приведены в таблице 1. Конструкция промежуточного конденсатора важна для генерации импульсного тока во время зарядки аккумулятора посредством зарядки / разрядки промежуточного конденсатора.Емкость можно рассчитать по изменению электрического заряда промежуточного конденсатора. Величину изменения электрического заряда можно получить с помощью уравнения (1)

ΔQ = Звонок · ΔVlink = ∫0TpIL · dt

(1)

где максимальный ток индуктора составляет 6,8 А. Время импульса заряда / разряда составляет 1–5 мс. Изменение напряжения конденсатора при зарядке / разрядке показано в уравнении (2).

ΔVlink = Vlink.max − Vlink.min

(2)

Максимальное напряжение было установлено на 120 В с учетом запаса 20% при 150 В, номинальном напряжении силового полупроводника.Минимальное напряжение соответствует напряжению батареи, поэтому изменение напряжения на конденсаторе составляет 84 В. В зависимости от спецификации напряжения, уравнение (2) можно резюмировать уравнением (3).

Vlink.max = Vlink.min + ΔVlink = 2 · IL · tpulseClink + Vlink.min

(3)

Уравнение (3) может быть выражено как уравнение (4), если суммировать его по емкости.

Клинк = 2 · IL · tpulseVlink.max − Vlink.min

(4)

В соответствии с приведенным выше уравнением емкость промежуточного конденсатора составляет 160 мкФ.Таким образом, значение 200 мкФ выбирается с учетом проектного запаса 20%.

В режиме заряда и разряда ток индуктора всегда определяет значение индуктивности для работы в непрерывном режиме. Для конструкции катушки индуктивности, когда время включения Q ₁ составляет 0 L , приложенное к катушке индуктивности, определяется уравнением (5).

Где D — скважность широтно-импульсной модуляции (ШИМ), подаваемая на Q ₁. T — время переключения. Соотношение между током I _L индуктора и напряжением индуктора V _L показано в уравнении (6).С помощью уравнений (5) и (6) пульсации тока индуктора для 0 tDT могут быть получены, как показано в уравнении (7). Пульсации тока индуктора можно получить на основе номинального выходного тока. Максимальный ток индуктора показан в уравнении (8), а минимальный ток индуктора показан в уравнении (9).

Imax = Ilink + ΔIL2 = VBatR + 12 (Vlink-VBatLDT)

(8)

Imin = Ilink-ΔIL2 = VBatR-12 (Vlink-VBatLDT)

(9)

Пульсации тока катушки индуктивности можно рассчитать, как показано в уравнении (10).

ΔIL = VBat (Vlink-VBat) Vlink · L · fsw

(10)

Уравнение (11) выражается как индуктивность и может быть получено следующим образом.

L = VBat (Vlink-VBat) Vlink · ΔIL · fsw

(11)

Пульсации тока индуктора обычно выбираются равными 10–20% от номинального тока. В этом исследовании мы выбрали 10%, чтобы уменьшить пульсации тока батареи. Следовательно, расчетное значение индуктивности составило 370 мкГн. Он был рассчитан на 400 мкГн с учетом 10% запаса.

3.2. Алгоритм управления дополнительным импульсным зарядным устройством

Устанавливается алгоритм управления для зарядки / разрядки промежуточного конденсатора для подачи импульсного тока.Если командное значение тока индуктора больше нуля, выполняется операция понижения. И наоборот, если значение команды тока катушки индуктивности меньше нуля, выполняется операция повышения. Команды длительности импульса и амплитуды импульса должны быть установлены для балансировки напряжения конденсаторов перемычки во время заряда / разряда. Длительность импульса ограничена до 50%, а команда тока индуктора рассчитывается в соответствии с длительностью импульса и командой амплитуды импульса. Опорный ток для режима заряда и разряда конденсатора связи рассчитывается по следующему уравнению.

IL_ref_discharging = Id × (1-Dp)

(12)

IL_ref_charging = −Id × Dp

(13)

где I _d — установленная амплитуда импульса. Ток катушки индуктивности, ток заряда батареи и формы сигналов напряжения в цепи для установленного тока катушки индуктивности показаны на рисунке 7. В разделе 1-D _p промежуточный конденсатор заряжался с использованием зарядный ток обычного зарядного устройства. Аккумулятор заряжали путем вычитания тока заряда промежуточного конденсатора из тока зарядного устройства.В секции D _p разрядился конденсатор перемычки. Ток разряда конденсатора был добавлен к зарядному току зарядного устройства для зарядки аккумулятора. Пропорционально-интегральный (PI) регулятор тока был применен для равного управления током заряда и разряда индуктора в соответствии с длительностью импульса. Блок управления импульсным зарядным устройством показан на рисунке 8. Опорный ток индуктора импульсного зарядного устройства был установлен в соответствии с заданными характеристиками импульсного тока. Команда тока отрицательной уставки индуктивности заряжает промежуточный конденсатор.С другой стороны, положительные числа разряжают промежуточный конденсатор. ПИ-регулятор использовался для управления током индуктора для зарядки и разрядки промежуточного конденсатора. Система импульсной зарядки дополнительного типа может контролировать импульс зарядного тока аккумулятора с помощью регулятора тока индуктора.

4. Результаты моделирования и экспериментов

В этом разделе представлены результаты моделирования и экспериментов. Дополнительные схемы импульсной зарядки были спроектированы с использованием параметров схемы, выбранных выше.При моделировании использовался PSIM. Технические характеристики импульсного зарядного устройства перечислены в таблице 2. Ток заряда аккумулятора был выбран равным 4 А с учетом максимального зарядного тока INR 18650-35E. Схема моделирования была реализована, как показано на рисунке 9. Результаты моделирования для импульсных зарядных устройств дополнительного типа показаны на рисунках 10 и 11. Рисунок 10 показывает результаты моделирования для частоты импульсов 500 Гц, заполнения импульсов 50% и эталонный ток катушки индуктивности 2 А. В зависимости от режима импульса, ток катушки индуктивности регулировался на уровне 1 А при зарядке и -1 А при разрядке.На рис. 10 показаны результаты моделирования для частоты импульсов 1000 Гц, 20% -ной длительности импульса и эталонного тока индуктора 4 А. В зависимости от длительности импульса ток катушки индуктивности контролировался на уровне 3,2 А при зарядке и -0,8 А при разрядке. Ток инвертора контролировался в соответствии с нагрузкой и эталонным током импульса. На основе моделирования батарея была испытана на импульсную зарядку. Для зарядки аккумулятора с помощью CC была построена схема испытательного оборудования, как показано на рисунке 12a.Прототип дополнительного импульсного зарядного устройства показан на рисунке 12b. На рисунке 12c показан настроенный экспериментальный набор. Источники питания постоянного тока и электронные нагрузки использовались для создания системы зарядки постоянным током. Батарея состояла из 10 серий и двух параллельных составов. Осциллографы и регистраторы данных использовались для сбора характеристических данных батареи путем импульсной зарядки.

Эксперименты с импульсным зарядом проводились в диапазоне заряда аккумулятора постоянным током. Испытания заряда CC и импульсной зарядки были выполнены для сравнительного анализа традиционных методов зарядки и методов импульсной зарядки.Зарядка импульса происходила путем изменения частоты, продолжительности и амплитуды импульса.

На рис. 13 показаны установившиеся характеристики для заданной частоты при длительности импульса 50% и амплитуде импульса 4 А. На рисунке 14 показаны установившиеся характеристики для заданного режима работы при частоте импульсов 1000 Гц и величине импульса 4 А. Было подтверждено, что промежуточный конденсатор заряжался и разряжался в соответствии с заданным импульсом заряда аккумулятора. Предлагаемое дополнительное импульсное зарядное устройство подтвердило, что частота импульсов, величина и длительность зарядного тока аккумулятора могут быть выборочно изменены путем зарядки / разрядки промежуточного конденсатора.Кроме того, можно подтвердить, что среднее значение зарядного тока батареи такое же. Таблица 3 показывает экспериментальные результаты по изменению частоты. Начальная температура немного отличается в экспериментальных условиях. Однако, учитывая старение в соответствии с экспериментальной последовательностью, наилучшей точкой была определена частота 1000 Гц.

Ссылаясь на существующий документ, было подтверждено, что оптимальная частота импульсов изменяется в соответствии с характеристиками батареи. Были проведены эксперименты по выбору оптимальной частоты для литий-ионных аккумуляторных элементов, используемых в этой статье.Эксперименты проводились в диапазоне 1000 Гц, 2000 Гц и 500 Гц. В это время длительность импульса составляла 50%, а величина импульсного тока составляла 6 А. Учитывая температурные условия, все эксперименты проводились в камере.

Далее были проведены эксперименты по оценке характеристик предлагаемой импульсной зарядки и CC-зарядки. Сначала началась импульсная зарядка, чтобы уменьшить эффекты старения батареи. Эксперимент проводится в последовательности импульсная зарядка – разряд – зарядка – разрядка.Импульсный заряд выполнялся при частоте импульсов 1000 Гц, длительности импульса 50% и токе импульса 6 А. В таблице 4 показаны результаты импульсной зарядки. Таблица 5 показывает результат CC зарядки. В приведенном выше эксперименте зарядка CC появилась быстрее. Причина в том, что из-за характеристик импульсного контроллера средний ток импульсной зарядки составлял всего около 0,02 А.

Эксперименты показывают, что заряд CC был быстро заряжен в новом состоянии батареи. Однако из-за контрольных характеристик импульсного заряда во время эксперимента средний ток заряда аккумулятора был равен 0.02 А меньше заряда CC. Поэтому в новой батарее было определено, что разница в скорости между импульсной зарядкой и CC-зарядкой очень мала.

Однако анализ экспериментальных данных подтвердил, что скорость заряда импульсного заряда увеличивалась, когда аккумулятор неоднократно заряжался / разряжался. В случае импульсной зарядки вторая скорость зарядки была примерно на 24 с выше, чем первая скорость зарядки. Третий заряд был примерно на 30 с быстрее, чем второй. Как показывают результаты теста выше, по мере старения аккумулятора скорость заряда постепенно увеличивалась.Напротив, для зарядки CC вторая скорость зарядки была на 30 с быстрее, чем первая скорость зарядки. Третий заряд был на 6 с быстрее второго. Как показывают результаты теста выше, по мере старения аккумулятора скорость заряда постепенно снижалась. Результаты показаны в Таблице 6.

Импульсная зарядка была более эффективной при ухудшении характеристик батареи. В случае реальной литий-ионной батареи период обновления очень короткий, учитывая общий срок службы. В частности, в приложениях, где зарядка / разрядка происходит часто, например, в электромобилях, было доказано, что предложенный метод импульсной зарядки дает преимущества долгосрочной быстрой зарядки, а не CC-зарядки.

5. Выводы

В этой статье предложен метод импульсной зарядки с использованием дополнительных цепей зарядки для быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов. Импульсная зарядка сокращает время зарядки, но может снизить производительность аккумулятора. Следовательно, может потребоваться импульсная зарядка. Однако для обычных систем зарядки требуются как импульсные зарядные устройства, так и зарядные устройства CC – CV. Предлагаемая дополнительная схема импульсной зарядки была подключена к существующему зарядному устройству CC – CV, что позволяло осуществлять импульсную зарядку.У этой схемы зарядки было то преимущество, что она применима не только к электромобилям, но и ко всем приложениям, в которых используются батареи.

В этой статье представлены схема импульсной зарядки, экспериментальный метод и анализ данных. Технология импульсной зарядки была применена к цилиндрическим литий-ионным аккумуляторным батареям 18650 для анализа экспериментальных результатов. Эксперименты по импульсному заряду и заряду CC проводились в секции заряда аккумулятора постоянным током. В результате неоднократных экспериментов скорость зарядки при импульсной зарядке при свежем состоянии батареи была аналогична скорости зарядки при обычной зарядке CC.

Однако по мере того, как производительность аккумулятора ухудшалась, увеличение скорости зарядки при CC-зарядке постепенно уменьшалось.

Принцип работы импульсных зарядных устройств

Виды импульсных зарядных устройств

1. Ручные зарядные устройства

2. Полуавтоматические зарядные устройства

3. Автоматические зарядные устройства

Особенности выбора импульсного зарядного устройства

Схемы импульсных зарядных устройств

1. Входной выпрямитель

2. Высокочастотный преобразователь

3. Импульсный трансформатор

4. Выходной выпрямитель

5. Фильтр

6. Схема управления

Преимущества и недостатки импульсных зарядных устройств

Преимущества ИЗУ:

Недостатки ИЗУ:

Самостоятельное изготовление импульсного зарядного устройства

Основные этапы создания ИЗУ своими руками:

Популярные модели импульсных зарядных устройств

1. Voin VL 156

2. Master Watt

3. KeePower Medium

Заключение

Импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора: схема, инструкция

Основные характеристики зарядников

Элементы конструкции зарядника

Особенности работы

Особенности режимов зарядки

Как подобрать зарядное?

Несколько советов для работы с зарядниками

Самодельные устройства

Цепь питания зарядного устройства

Импульсный трансформатор

Схемы импульсных зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов: принцип действия

Принцип действия

Особенности

Специальный режим зарядки

Преимущества и недостатки

Виды зарядных устройств

Самодельные зарядки для АКБ

Настройка блока автоматической регулировки и защиты АЗУ

Проверка стабилизатора напряжения

Проверка системы защиты от перенапряжения

Принцип работы операционного дифференциального усилителя

Проверка схемы защиты от перенапряжения

Проверка схемы отключения аккумулятора при полной его зарядке

Схема зарядки для экстренных случаев

Принцип работы ШИМ

Модели ИЗУ

Популярное;

Зарядка автомобильного аккумулятора в домашних условиях

Зарядка от блока питания ноутбука

Заряд от бытовой сети

Зарядка для автомобильных аккумуляторов своими руками. Видео:

Подбираем импульсное зарядное устройство для аккумулятора

Почему именно импульсное ЗУ

Конструктивные особенности

Принцип действия ЗУ

Критерии выбора устройства для восстановления батареи

Обзор популярных моделей

Советы по эксплуатации

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

​Схема импульсного зарядного устройства: как разобраться?

Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Типы зарядных устройств

Трансформаторные станции

Автоматическое зарядное устройство

Что такое импульсное зарядное устройство?

Преимущества импульсных устройств

Каким образом осуществляется зарядка импульсным прибором?

Зарядка напряжением постоянного значения

Зарядка постоянным током

Комбинированная зарядка

Схема импульсного зарядного устройства

Импульсное зарядное устройство домашнего производства

(PDF) Конструкция импульсного зарядного устройства с регулируемым напряжением для улучшения реакции зарядки литий-ионных аккумуляторов

Могу ли я зарядить литиевый аккумулятор свинцово-кислотным зарядным устройством?

Скидка до 64% ​​на iMounTEK 12V / 24V Intelligent …

iMounTEK 12V / 24V Интеллектуальное импульсное зарядное устройство для ремонта автомобильных аккумуляторов с ЖК-дисплеем

Схема импульсного зарядного устройства: как разобраться?

Скидка до 64% на iMounTEK 12V / 24V Intelligent …