Схема зарядки: Схемы зарядных устройств для автомобильных АКБ: как сделать своими руками

Схема зарядного устройства для AAA — аккумуляторов » Паятель.Ру

Категория: Зарядные устройства

Чтобы аккумулятор служил долго нужно обеспечить его оптимальный режим, как зарядки, так и разрядки. Никель-кадмиевым аккумуляторам присущ так называемый эффект памяти. Заключающийся в том, что если зарядить не полностью разряженный аккумулятор, то при дальнейшей разрядке он отдаст только часть энергии, начиная с того уровня, с которого началась зарядка. Поэтому, перед началом зарядки аккумулятор желательно разрядить до напряжения менее 1V. И только после этого начинать зарядку.

На рисунке показана схема зарядного устройства, — приставки к лабораторному источнику питания, которая выполняет измерение напряжения на аккумуляторе, разряд аккумулятора до 1V перед началом заряда и заряд его до 1,4V.

Само зарядное устройство состоит из стабилизатора тока на А1. Величину тока зарядки можно установить на уровне 60mА, 80mA или 120mA переключателем S2.

Включение и выключение зарядного устройства производится с помощью транзисторов VT3 и VT4. Чтобы началась зарядка на базу VT3 нужно подать логической ноль. А для прекращения зарядки — единицу (через резистор R14). Цепь разрядки выполнена на транзисторном ключе на VT5 и VT6, включенных по схеме составного транзистора. Разрядной нагрузкой является резистор R16.

Измеряет напряжение на аккумуляторе (G1) измеритель на поликомпараторной микросхеме А1. Светодиоды HL1-HL6 индицируют напряжение на аккумуляторе, а каскады на VT1 и VT2 формируют логические уровни для подачи информации о напряжении на аккумуляторе на простую логическую схему управления на двух RS-триггерах выполненных на элементах микросхемы К561ЛЕ5.

Теперь рассмотрим работу схемы в целом. При подключении аккумулятора микросхема А1 измеряет напряжение на нем. Результат измерения можно видеть на табло из шести светодиодов. Измерение производится без нагрузки. Чтобы узнать напряжение под нагрузкой нужно нажать кнопку «Пуск» S1. При этом RS триггер D1.3-D1.4 устанавливается в состояние с логической единицей на выходе D1.4.

Транзисторный ключ VT5-VT6 открывается и нагружает аккумулятор резистором R16. Если при этом напряжение на аккумуляторе падает до 1V и ниже открывается один из диодов VD1-VD3, что приводит к открыванию транзистора VT2. На его эмиттер появляется напряжение логической единицы, которое, спустя некоторое время (R8-C2) переключает RS-триггер D1.3-D1.4 в противоположное состояние.

Нагрузка (R16) от аккумулятора отключается. В то же время, единица, возникшая на выходе D1.3 устанавливает триггер D1.1-D1.2 в состояние с логическим нулем на выходе D1.2. Это приводит к включению зарядного устройства на А2 (открывается VT4). Начинается зарядка аккумулятора.

Если напряжение на нагруженном аккумуляторе больше 1V он будет удерживаться под нагрузкой до тех пор, пока напряжение на нем не станет равным 1V или ниже. И только после этого начнется зарядка.

Зарядка будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе не достигнет 1,4V. После этого откроется транзистор VT1 и на его коллекторе установится напряжения уровня логической единицы. RS-триггер D1.1-D1.2 переключится в состояние с единицей на выходе D1.2, и зарядка аккумулятора прекратится.

Недостаток данной схемы в том, что в одно и то же время можно заряжать только один аккумулятор. Невозможно заряжать аккумуляторные батареи. Даже, если сделать на входе микросхемы А1 переключаемый делитель, работать зарядное устройство с батареей хорошо не сможет, так как невозможно по общему напряжению батареи определить насколько разряжен тот или другой аккумулятор, входящий в неё. Поэтому, если нужно заряжать несколько аккумуляторов одновременно, нужно сделать соответствующее число таких схем.

Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить отечественным аналогом К176ЛЕ5 или любым зарубежным аналогом. Микросхему LM3914 можно заменить каким-то аналогом, но при условии линейной индикации (не логарифмической) методом бегущей точки. Либо собрать компараторную схему на операционных усилителях.

Налаживание заключается в установке тока зарядки подбором сопротивлений R10-R12 и в калибровке измерителя напряжения путем подстройки резистора R2.

Еще один момент, — когда светодиод HL6 не горит, напряжение на R4 должно быть равно нулю. Если это не так, — нужно включить в эмиттерную цепь VT1 диод типа КД522, в прямом направлении. Это же касается и транзистора VT2 (напряжение на его коллекторе должно быть равно нулю, когда не горят светодиоды HL1, HL2, HL3).

Электрическая принципиальная схема системы зарядки автомобиля Kia Rio (с 2011 года).

Перейти к содержимому

Электросхемы

Электрическая принципиальная схема системы зарядки автомобиля Kia Rio (с 2011 года).

Схема Kia Rio.

Схема системы зарядки.

Описание схемы.

Генератор имеет встроенные диоды, каждый из которых преобразовывает переменный ток в постоянный, вырабатывая постоянный ток в клемме генератора В+. Вырабатываемый ток приводит в действие различные электрические системы при помощи блока предохранителей и реле моторного отсека и подзаряжает аккумуляторную батарею. Если замок зажигания переключен в положение ON при выключенном двигателе, на генератор подается напряжение IG1 и в комбинации приборов загорается сигнальная лампа зарядки. С другой стороны, при включенном двигателе, входная клемма L генератора и выходная клемма комбинации приборов приводятся в изопотенциальное состояние при помощи напряжения, которое вырабатывается обмоткой статора. Затем сигнальная лампа зарядки отключается и напряжение используется для намагничивания катушки обмотки возбуждения. Электрический ток, вырабатываемый обмоткой статора (который должен быть выше 12,6 В аккумулятора для его подзарядки), начинает подзаряжать аккумулятор через клемму генератора В+. Когда напряжение, вырабатываемое обмоткой статора и постоянное напряжение, вырабатываемое клеммой FR, становится выше напряжения туннельного пробоя внутри IC-регулятора, катушка обмотки возбуждения перестает намагничиваться, понижая вырабатываемое напряжение.

При падении электрического тока ниже напряжения туннельного пробоя, катушка обмотки возбуждения снова начинает намагничиваться, продолжая выработку электрического тока, и тем самым поддерживая определенный уровень напряжения.

Назначение.

1. Клемма В+: Клемма подзарядки аккумулятора.
2. Клемма L: Клемма для приведения в действие сигнальной лампы зарядки в комбинации приборов.
3. Клемма FR: Клемма для контроля статуса источника питания путем вывода данных о состоянии работы катушки обмотки возбуждения в виде ШИМ-сигнала.
4. I.C- регулятор: Устройство, регулирующее напряжение, вырабатываемое генератором.
5. Катушка обмотки возбуждения: Цепь, которая вырабатывает напряжение, регулируемое I.C регулятором.
6. Обмотка статора: Цепь, которая фактически создает напряжение.
7. Диод: Цепь, которая преобразовывает (выпрямляет) переменный ток в постоянный.

Проверка работы.

Сигнальная лампа зарядки должна включаться при включении замка зажигания, и отключаться при выключении замка зажигания.

Если сигнальная лампа зарядки не горит, включите замок зажигания и подсоедините клемму L к кабелю запуска двигателя от внешнего источника для замыкания на «массу». Если лампа все еще не загорается, это может указывать на ее неисправность или обрыв в проводке. Если сигнальная лампа зарядки не загорается, это означает, что напряжение генератора не может согласоваться с напряжением аккумулятора, что, по всей вероятности, и является причиной проблем при подзарядке аккумулятора. В этом случае необходимо проверить систему подзарядки и, при необходимости, отремонтировать или заменить.

Поделиться ссылкой:

Электросхемы

KIA, Схемы

LiPo Battery Charging — Circuit Cellar

Краткие сведения • Ресурсы

09.02.2022

Литий-полимерные (LiPo) аккумуляторы

в наши дни широко распространены, особенно в бытовой электронике. Как аккумуляторная технология, они имеют множество преимуществ по сравнению с другими аккумуляторными батареями, включая высокую плотность энергии, относительно ровный профиль напряжения в диапазоне их разрядки, низкий саморазряд и высокие разрядные токи.

Однако они немного привередливы, когда дело доходит до того, как их заряжать и разряжать, иначе они могут быть повреждены или даже загореться. Если вы перезарядите элемент LiPo выше 4,2 В или слишком большим током, электролит может испариться, а батарея может расшириться и потенциально разрушиться. Если вы разрядите один ниже 2,7 В, вы можете необратимо повредить элемент. Если у вас есть несколько последовательно соединенных элементов, вам может потребоваться регулярно (или непрерывно) балансировать напряжение между ними, чтобы максимально увеличить срок службы батареи.

Если вы хотите спроектировать один или два аккумулятора LiPo и соответствующее зарядное устройство, вам необходимо принять все это во внимание. К счастью, существует множество специализированных микросхем для зарядных устройств LiPo, которые помогут вам справиться с деталями. Хорошим примером является импульсное зарядное устройство TI BQ24123 LiPo. Это поддерживает один или два элемента LiPo и зарядные токи до 2А.

На рис. 1 показана схема приложения с одной ячейкой из технического описания.

РИСУНОК 1. Типичная схема зарядного устройства с 1 элементом, взятая из таблицы данных BQ24123. Диод Шоттки в большинстве случаев не требуется. Для работы с двумя ячейками контакт 13 должен быть подключен к V 9.0012 В . BQ24123 может обеспечивать зарядный ток до 2А.

Типичный профиль зарядки для одного из этих чипов показан на рис. 2 . Если напряжение батареи (показано красным) ниже порогового значения V _LOW (3,0 В или 6,0 В для приложений с одним или двумя элементами соответственно), зарядное устройство переходит в фазу предварительной зарядки, когда элемент заряжается при низком постоянном уровне. ток, I

LOW (показан синим цветом) обычно 10% от нормального зарядного тока I _CH . Предварительный заряд продолжается до тех пор, пока напряжение на ячейке не достигнет В _LOW , когда ток увеличивается до полного зарядного тока, I _CH . Это может достигать рейтинга «C» ячейки.

РИСУНОК 2. На этом графике показаны кривые напряжения (красный) и тока (синий) для различных фаз зарядки. Если напряжение элемента ниже V _LOW , в фазе предварительной зарядки обеспечивается низкий постоянный зарядный ток. Как только достигается V _LOW , начинается собственно заряд и ток увеличивается до I _CHG . Это продолжается до тех пор, пока напряжение окончания заряда V

КОНЕЦ достигнут. В этот момент BQ2423 переключается на зарядку постоянным напряжением, пока ток не упадет до I _END .

Рейтинг C литий-полимерного элемента является мерой того, насколько быстро элемент может безопасно заряжаться или разряжаться. Он используется вместе с емкостью элемента для определения максимального зарядного или разрядного тока. Например, элемент емкостью 1000 мАч с номиналом 1С можно заряжать или разряжать током 1А, а аккумулятор с номиналом 2С можно заряжать или разряжать током 2А.

Заряд постоянным током продолжается до тех пор, пока напряжение элемента не достигнет В _КОНЕЦ (4,2 В или 8,4 В). В этот момент зарядное устройство переключается в режим постоянного напряжения, поддерживая постоянное напряжение элемента на уровне V _END по мере того, как зарядный ток уменьшается до уровня I

END , когда зарядка завершена.

— РЕКЛАМА—

—Реклама здесь—

Важно, чтобы предварительная зарядка или зарядка не продолжались бесконечно в случае невозможности достижения условия завершения. Зарядное устройство должно включать таймер, чтобы любой этап зарядки прекращался по истечении определенного периода времени. Также желательно контролировать температуру элемента и приостанавливать или прекращать зарядку, если температура батареи слишком высока (или слишком низка, если это представляет риск для вашего приложения).

BQ24123, наряду со многими аналогичными чипами от широкого круга производителей, имеет все эти функции и должен обеспечить долгую и счастливую жизнь ваших LiPo аккумуляторов.

Мне нравится эта микросхема, так как она относительно небольшая и включает в себя переключающие элементы, поэтому для создания работающего зарядного устройства требуется только внешняя катушка индуктивности и несколько резисторов и конденсаторов.

Я использовал его в нескольких проектах и, безусловно, могу порекомендовать его для ваших проектов.

Ссылки

«Технический паспорт BQ24123, информация о продукте и поддержка | TI.Com». По состоянию на 17 января 2022 г. https://www.ti.com/product/BQ24123.

«Литий-полимерный аккумулятор». В Википедии, 10 января 2022 г. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Lithium_polymer_battery&oldid=1064888568.

Будьте в курсе наших БЕСПЛАТНЫХ еженедельных информационных бюллетеней!	Не пропустите новые выпуски Circuit Cellar. Подписаться на журнал Circuit Cellar Примечание. Мы сделали выпуск Circuit Cellar за май 2020 г. бесплатным образцом. В нем вы найдете большое разнообразие статей и информации, иллюстрирующих типичный номер текущего журнала.
Хотите написать для Circuit Cellar ? Мы всегда принимаем статьи/сообщения от технического сообщества. Свяжитесь с нами и давайте обсудим ваши идеи.

— РЕКЛАМА —

— Реклама здесь —

Спонсор этой статьи

Эндрю Левидо

+ сообщения

Эндрю Левидо ([email protected]) получил степень бакалавра в области электротехники в Сиднее, Австралия, в 1986 году. Несколько лет он работал в области исследований и разработок в компаниях, занимающихся силовой электроникой и телекоммуникациями, прежде чем перейти к управлению роли. В свободное время Эндрю проявлял практический интерес к электронике, особенно встраиваемым системам, силовой электронике и теории управления. На протяжении многих лет он написал ряд статей для различных изданий по электронике и время от времени оказывает консультационные услуги, если позволяет время.

Аккумуляторы Зарядка LiPo аккумуляторов

Вам также может понравиться

Проблема с цепью зарядки, батарея определяется даже при отключении — Asus ux305f

658874

1 Вопрос Посмотреть все

Краспо @краспо

Рем. : 1

Опубликовано: 30 сентября 2020 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История
• Подписаться

Привет, у меня есть проблема с моим ноутбуком, однажды он перестал работать при отключении от сети и мгновенно выключается при отключении от зарядного устройства, проверьте состояние, и он говорит, что аккумулятор заряжается в Ubuntu, но до сих пор не получает заряд аккумулятора. При подключении к зарядному устройству оранжевый индикатор (индикатор зарядки) горит около четырех часов, затем начинает мигать. Заменил аккумулятор, та же проблема, заменил зарядное, проблема осталась. Гнездо питания было немного ослаблено (не из-за материнской платы, а только из-за контактов внутри него), поэтому я тоже исправил это, но проблема все еще существует. Затем я проверил без батареи, и странная часть заключается в том, что батарея все еще определяется в ОС и говорит о зарядке, но, конечно, porcentage не поднимается, потому что нет батареи (конечно, даже с батареей это не работает). Я начинаю думать, что это может быть проблема с материнской платой. Я разговаривал с ремонтной мастерской, они не ремонтируют, а меняют материнскую плату, а это дороже, чем сам ноутбук. Мне очень нравится ноутбук, и я хотел бы продолжать его использовать, но мне нужно, чтобы он работал должным образом. У меня закончились идеи о том, что делать. Какие-либо предложения? Прошлый опыт? Большое спасибо, что нашли время, чтобы прочитать это!

Ответьте на этот вопрос У меня тоже есть эта проблема

Хороший вопрос?

Да №

Оценка 0

Отмена

Самый полезный ответ

Эшлин Редпат @fixifynz

Рем: 164

6

2

Опубликовано: 2 окт. 2020 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История

Похоже на проблему с материнской платой. Вероятно, есть мертвый компонент (вероятно, полевой МОП-транзистор), который препятствует зарядке аккумулятора. Это также может быть связано с заземлением контакта батареи «переключателя» на материнской плате, поэтому ноутбук считает, что батарея все еще подключена. Из того, что вы сказали, я бы сказал, что микросхема зарядки не работает, так как это остановит зарядку и неправильно сообщит компьютеру, что батарея все еще подключена. Тем не менее, я просто ухожу от ограниченной информации, поэтому может быть что-то проще исправить.

Судя по вашему описанию, батарея вообще не заряжается, но ноутбук все еще может работать от сети. Это правильно?

1. Как и в большинстве случаев ремонта, давайте сначала попробуем простые, легкие и обратимые вещи, прежде чем делать что-то радикальное. Попробуйте войти в биос с подключенной батареей и посмотреть, есть ли там какие-либо инструменты для мониторинга батареи. Повторите с отключенной батареей и посмотрите, считает ли ноутбук, что батарея все еще присутствует. Это определит, правильно ли работает схема обнаружения батареи.
2. Следующим простым шагом является извлечение батареи биоса (если она есть), удерживайте кнопку питания в течение минуты, затем вставьте батарею обратно и посмотрите, исправит ли это проблему.
3. Вы можете проверить напряжение на контактах аккумулятора материнской платы во время зарядки, используя мультиметр в настройках проверки напряжения. Оставьте батарею отключенной, но проверьте напряжение на каждом контакте с подключенным кабелем питания. Это скажет вам, доходит ли питание от вашего зарядного устройства до батареи или нет. Посмотрите, можете ли вы найти схему распиновки для вашего аккумулятора. Иногда на аккумуляторе есть метки с + или -, указывающие полярность аккумулятора и какие контакты к чему относятся. Обычно у вас есть положительные и отрицательные контакты на противоположных сторонах, а контакт данных посередине. Красные провода плюс. Если на положительных контактах нет напряжения или оно низкое (<12 В), то вы знаете, что есть проблема, скорее всего, неисправный полевой МОП-транзистор или микросхема зарядки. Если у вас есть питание, повторите тест с подключенной батареей и убедитесь, что питание все еще подается. Если у вас есть питание, поступающее на аккумулятор, то аккумулятор должен заряжаться. Если нет, то происходит что-то очень странное.
4. Чтобы проверить, нет ли где-то короткого замыкания в месте подключения батареи, отключите питание, батарею и батарею CMOS (если она есть). Используйте мультиметр и проверьте каждый контакт батареи на материнской плате, чтобы определить, какой из них заземлен.