Схемы зарядного устройства для автомобиля. Как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: схемы и инструкции

Как собрать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора в домашних условиях. Какие схемы зарядных устройств подходят для самостоятельной сборки. Какие детали потребуются для изготовления зарядного устройства своими руками. Как правильно заряжать автомобильный аккумулятор самодельным зарядным устройством.

Принцип работы зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора предназначено для восполнения заряда батареи путем пропускания через нее электрического тока. Основные компоненты зарядного устройства:

• Трансформатор — понижает сетевое напряжение до необходимого уровня
• Выпрямитель — преобразует переменный ток в постоянный
• Регулятор тока и напряжения — обеспечивает нужные параметры зарядки
• Индикаторы — показывают режим работы и степень заряда батареи

Принцип работы заключается в подаче на аккумулятор постоянного тока с напряжением 13,8-14,4 В. По мере зарядки ток снижается, а напряжение поддерживается на заданном уровне.

Простая трансформаторная схема зарядного устройства

Самая простая схема зарядного устройства включает следующие элементы:

• Понижающий трансформатор на 220/14 В
• Диодный мост для выпрямления тока
• Сглаживающий конденсатор
• Амперметр для контроля тока зарядки

Такая схема позволяет собрать рабочее зарядное устройство, но имеет ряд недостатков:

• Отсутствует регулировка тока и напряжения
• Нет защиты от короткого замыкания и переполюсовки
• Возможен перезаряд аккумулятора

Данную схему рекомендуется использовать только для зарядки старых свинцово-кислотных аккумуляторов.

Схема зарядного устройства с электронной регулировкой

Более совершенная схема зарядного устройства включает электронный регулятор на транзисторах:

• Понижающий трансформатор
• Диодный мост
• Транзисторный регулятор тока и напряжения
• Стабилитрон для задания опорного напряжения
• Переменный резистор для регулировки тока

Такая схема позволяет плавно регулировать ток зарядки и обеспечивает защиту от перезаряда аккумулятора. Однако требует более сложной настройки.

Импульсное зарядное устройство

Импульсные зарядные устройства имеют ряд преимуществ:

• Компактные размеры и малый вес
• Высокий КПД
• Точная регулировка параметров
• Встроенные защиты

Однако схема импульсного ЗУ значительно сложнее. Основные компоненты:

• Высокочастотный трансформатор
• Силовые транзисторы
• ШИМ-контроллер
• Выходной выпрямитель

Для самостоятельной сборки импульсного ЗУ потребуются навыки работы с SMD-компонентами.

Как собрать зарядное устройство своими руками

Для сборки простого трансформаторного зарядного устройства потребуются следующие компоненты:

• Понижающий трансформатор 220/14 В мощностью не менее 100 Вт
• Диодный мост на ток 10 А
• Сглаживающий конденсатор 2200-4700 мкФ
• Амперметр на 10 А
• Провода сечением 1,5-2,5 мм2
• Корпус, выключатель, предохранитель

Порядок сборки:

1. Закрепить трансформатор в корпусе
2. Припаять диодный мост и конденсатор
3. Подключить амперметр
4. Установить выключатель и предохранитель
5. Подключить выходные клеммы

После сборки необходимо проверить работоспособность и провести настройку выходного напряжения.

Меры предосторожности при изготовлении и использовании самодельного зарядного устройства

При самостоятельном изготовлении зарядного устройства необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

• Использовать качественные комплектующие с запасом по мощности
• Обеспечить надежную изоляцию токоведущих частей
• Установить предохранитель в цепь питания
• Не превышать максимальный ток зарядки аккумулятора
• Контролировать процесс зарядки и температуру аккумулятора

Самодельное зарядное устройство не рекомендуется использовать для зарядки современных AGM и гелевых аккумуляторов без точной регулировки параметров.

Преимущества и недостатки самодельного зарядного устройства

Изготовление зарядного устройства своими руками имеет ряд преимуществ:

• Низкая стоимость комплектующих
• Возможность подобрать необходимые параметры
• Ремонтопригодность
• Понимание принципа работы устройства

К недостаткам можно отнести:

• Отсутствие сертификации и гарантии
• Возможные ошибки при сборке
• Ограниченный функционал
• Большие габариты по сравнению с заводскими моделями

Перед изготовлением зарядного устройства стоит оценить свои навыки и целесообразность самостоятельной сборки.

Какое зарядное устройство выбрать — самодельное или заводское

При выборе между самодельным и заводским зарядным устройством следует учитывать следующие факторы:

• Тип и емкость аккумулятора
• Требуемый функционал (автоматическое отключение, десульфатация и т.д.)
• Частота использования
• Наличие опыта самостоятельной сборки электроники

Самодельное ЗУ подойдет для зарядки старых свинцово-кислотных аккумуляторов при редком использовании. Для современных аккумуляторов и частого применения лучше выбрать заводское автоматическое зарядное устройство.

Схемы самодельных зарядных устройств для автомобильного аккумулятора

Для того чтобы автомобиль завёлся, ему необходима энергия. Такая энергия берётся из аккумулятора. Как правило, его подзарядка происходит от генератора во время работы двигателя. Когда автомобиль долго не используется или батарея неисправна, она разряжается до такого состояния, что машина уже не может завестись. В этом случае требуется внешняя зарядка. Такое устройство можно купить или собрать самостоятельно, но для этого понадобится схема зарядного устройства.

Принцип работы автомобильного аккумулятора

Автомобильный аккумулятор подаёт питание на различные приборы в автомобиле при выключенном двигателе и предназначен для его запуска. По виду типу исполнения применяется свинцово-кислотная батарея. Конструктивно она собирается из шести элементов питания с номинальным значением напряжения 2,2 вольта, соединённых между собой последовательно. Каждый элемент представляет собой набор решетчатых пластин из свинца. Пластины покрываются активным материалом и погружаются в электролит.

Раствор электролита включает в свой состав дистиллированную воду и серную кислоту. От плотности электролита зависит морозостойкость батареи. В последнее время появились технологии, позволяющие адсорбировать электролит в стеклянном волокне или сгущать его с использованием силикагеля до гелеобразного состояния.

Каждая пластина имеет отрицательный и положительный полюс, а изолируются они между собой использованием пластмассового сепаратора. Корпус изделия выполняется из пропилена, не разрушающегося под действием кислоты и служащий диэлектриком. Положительный полюс электрода покрывается диоксидом свинца, а отрицательный губчатым свинцом. В последнее время стали выпускаться аккумуляторные батареи с электродами из свинцово-кальциевого сплава. Такие аккумуляторы полностью герметичные и не требуют обслуживания.

При подключении к аккумулятору нагрузки активный материал на пластинах вступает в химическую реакцию с раствором электролита, и возникает электрический ток. Электролит со временем истощается из-за осаждения сульфата свинца на пластинках. Аккумуляторная батарея (АКБ) начинает терять заряд.

В процессе зарядки химическая реакция происходит в обратном порядке, сульфат свинца и вода преобразуются, повышается плотность электролита и восстанавливается величина заряда.

Аккумуляторы характеризуются значением саморазряда. Он возникает в АКБ при его бездействии. Основной причиной служит загрязнения поверхности батареи и плохого качества дистиллятора. Скорость саморазряда ускоряется при разрушении свинцовых пластин.

Виды зарядных устройств

Разработано большое количество схем автомобильных зарядных устройств, использующих разные элементные базы и принципиальный подход. По принципу действия приборы заряда разделяются на две группы:

1. Пуско-зарядные, предназначенные для запуска двигателя при нерабочем аккумуляторе. Кратковременно подавая на клеммы аккумулятора ток большой величины, происходит включение стартера и запуск двигателя, а в дальнейшем заряд батареи происходит от генератора автомобиля. Они выпускаются только на определённое значение тока или с возможностью выставления его величины.
2. Предпусковые зарядные, к клеммам аккумуляторной батареи подключаются выводы с устройства и подаётся ток длительное время. Его значение не превышает десяти ампер, в течение этого времени происходит восстановление энергии батареи. В свою очередь, они разделяются: на постепенные (время зарядки от 14 до 24 часов), ускоренные (до трёх часов) и кондиционирующие (около часа).

По своей схемотехники выделяются импульсные и трансформаторные устройства.

Первого вида используют в работе высокочастотный преобразователь сигнала, характеризуются малыми размерами и весом. Второго вида в качестве основы используют трансформатор с выпрямительным блоком, просты в изготовлении, но обладают большим весом и низким коэффициентом полезного действия (КПД).

Выполнено зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов своими руками или приобретено в торговой точке, требования, предъявляемые к нему одинаковы, а именно:

• стабильность выходного напряжения;
• высокое значение КПД;
• защита от короткого замыкания;
• индикатор контроля заряда.

Одной из главных характеристик прибора заряда является величина тока, которым заряжается батарея. Правильно зарядить аккумулятор и продлить его рабочие характеристики получится только при подборе нужного его значения. При этом важна и скорость заряда. Чем больше ток, тем выше и скорость, но высокое значение скорости приводит к быстрой деградации аккумулятора.

Считается, что правильным значением тока будет величина равная десяти процентам от ёмкости батарейки. Ёмкость определяется как величина тока, отдаваемая АКБ за единицу времени, измеряется она в ампер-часах.

Самодельный зарядный прибор

Приспособление для заряда должно быть у каждого автолюбителя, поэтому если нет возможности или желания приобрести готовый прибор, ничего не останется, как сделать зарядку для аккумулятора самостоятельно. Несложно изготовить своими руками как простейшее, так и многофункциональное устройство. Для этого понадобится схема и набор радиоэлементов. Существует также возможность переделать источник бесперебойного питания (ИБП) или компьютерный блок (АТ) в прибор для подзарядки АКБ.

Трансформаторное зарядное устройство

Такое устройство самое простое в сборке и не содержит дефицитных деталей. Схема состоит из трёх узлов:

• трансформатор;
• выпрямительный блок;
• регулятор.

Напряжение из промышленной сети поступает на первичную обмотку трансформатора. Сам трансформатор может использоваться любого вида. Состоит он из двух частей: сердечника и обмоток. Сердечник собирается из стали или феррита, обмотки — из проводникового материала.

Принцип работы трансформатора основан на появлении переменного магнитного поля при прохождении тока по первичной обмотке и передачи его на вторичную. Для получения на выходе требуемого уровня напряжения количество витков во вторичной обмотке делается меньше, по сравнению с первичной. Уровень напряжения на вторичной обмотке трансформатора выбирается равным 19 вольт, а его мощность должна обеспечивать троекратный запас по току заряда.

С трансформатора пониженное напряжение проходит через выпрямительный мост и поступает на реостат, подключённый последовательно к аккумулятору. Реостат предназначен для регулирования величины напряжения и тока, путём изменения сопротивления. Сопротивление реостата не превышает 10 Ом. Величина тока контролируется включённым последовательно перед аккумулятором амперметром. Такой схемой не получится заряжать АКБ с ёмкостью более 50 Ач, так как реостат начинает перегреваться.

Упростить схему можно, убрав реостат, а на входе перед трансформатором установить набор конденсаторов, использующихся как реактивные сопротивления для уменьшения напряжение сети. Чем меньше номинальное значение ёмкости, тем меньше напряжение поступает на первичную обмотку в сети.

Особенность такой схемы в необходимости обеспечения уровня сигнала на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза большее, чем рабочее напряжение нагрузки. Такую схему можно использовать и без трансформатора, но это очень опасно. Без гальванической развязки можно получить поражение электрическим током.

Импульсное устройство подзаряда

Достоинство импульсных устройств в высоком КПД и компактных размерах. В основе прибора лежит микросхема с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Собрать мощное импульсное зарядное устройство своими руками можно по следующей схеме.

В качестве ШИМ контроллера используется драйвер IR2153. После выпрямительных диодов параллельно АКБ ставится полярный конденсатор С1 с ёмкостью в пределах 47−470 мкФ и напряжением не менее 350 вольт. Конденсатор убирает всплески сетевого напряжения и шумы линии. Диодный мост используется с номинальным током более четырёх ампер и с обратным напряжением не менее 400 вольт. Драйвер управляет мощными N-канальными полевыми транзисторами IRFI840GLC, установленными на радиаторах. Ток такой зарядки будет равен до 50 ампер, а выходная мощность до 600 Ватт.

Изготовить импульсное зарядное устройство для автомобиля своими руками можно, используя переделанный компьютерный источник питания формата АТ. В качестве ШИМ контроллера в них используется распространённая микросхема TL494. Сама переделка заключается в увеличении выходного сигнала до 14 вольт. Для этого понадобится правильно установить подстроечный резистор.

Резистор, который соединяется первую ногу TL494 со стабилизированной шиной + 5 В, удаляется, а вместо второго, связанного с 12 вольтовой шиной, впаивается переменный резистор с номиналом 68 кОм. Этим резистором и устанавливается требуемый уровень выходного напряжения. Включение блока питания осуществляется через механический выключатель, согласно указанной на корпусе блока питания схеме.

Устройство на микросхеме LM317

Довольно простая, но стабильно работающая схема зарядки легко выполняется на интегральной микросхеме LM317. Микросхема обеспечивает установку уровня сигнала 13,6 вольт при максимальной силе тока 3 ампера. Стабилизатор LM317 снабжён встроенной защитой от короткого замыкания.

Напряжение на схему прибора подаётся через клеммы от независимого блока питания постоянного напряжения 13−20 вольт. Ток, проходя через индикаторный светодиод HL1 и транзистор VT1, поступает на стабилизатор LM317. С его выхода непосредственно на АКБ через X3, X4. Делителем, собранным на R3 и R4, устанавливается необходимое значение напряжения для открывания VT1. Переменным резистором R4 задаётся ограничение тока подзарядки, а R5 уровень выходного сигнала. Выходное напряжение устанавливается от 13,6 до 14 вольт.

Схему можно максимально упростить, но её надёжность уменьшится.

В ней резистором R2 подбирают ток. В качестве резистора используется мощный проволочный элемент из нихрома. Когда АКБ разряжен, ток заряда максимальный, светодиод VD2 горит ярко, по мере заряда ток начинает спадать и светодиод тускнеет.

Зарядное из источника бесперебойного питания

Сконструировать зарядник можно из обычного бесперебойника даже с неисправностью узла электроники. Для этого удаляется из блока вся электроника, кроме трансформатора. К высоковольтной обмотке трансформатора на 220 В добавляется схема выпрямителя, стабилизации тока и ограничения напряжения.

Выпрямитель собирается на любых мощных диодах, например, отечественных Д-242 и сетевом конденсаторе 2200 мкФ на 35−50 вольт. На выходе получится сигнал с напряжением 18−19 вольт. В качестве стабилизатора напряжения используется микросхема LT1083 или LM317 с обязательной установкой на радиатор.

Подключив аккумуляторную батарею, выставляется напряжение, равное 14,2 вольта. Контролировать уровень сигнала удобно с помощью вольтметра и амперметра. Вольтметр подключается параллельно клеммам батареи, а амперметр последовательно. По мере заряда АКБ его сопротивление будет возрастать, а ток падать. Ещё проще выполнить регулятор с помощью симистора, подключённого к первичной обмотке трансформатора наподобие диммера.

При самостоятельном изготовлении устройства следует помнить про электробезопасность при работе с сетью переменного тока 220 В. Как правило, верно выполненный прибор зарядки из исправных деталей начинает работать сразу, требуется лишь только выставить тока заряда.

КАК СДЕЛАТЬ — Простая схема зарядного устройства

     Десульфатацию автомобильных аккумуляторов, а также зарядно-восстановительную тренировку автомобильных аккумуляторов можно производить при помощи простого зарядно-восстановительного устройства, которое восстанавливает засульфатированные аккумуляторы «асиметричным» током.

 

     Кроме методики десульфатации аккумулятора в ручном режиме при помощи простейшего зарядного устройства, как описано в Десульфатация аккумулятора, известен еще один способ тренировки авотомобильного аккумулятора «асиметричным» током, когда в один полупериод аккумулятор заряжается, а следующий разряжается токами 10:1. Такой метод тренировки хорошо зарекомендовал себя не только при десульфатации аккумулятора, но и для профилактики исправных. Картинкаа кликабельна.

     Устройство обеспечивает возможность ускоренного заряда током до 10А, но рекомендуется зарядный ток 5А  и соответственно ток разряда 0. 5А.

     Трансформатор можно взять любой, мощностью не менее 200Вт и выходным напряжением 22-25В. Например, можно использовать телевизионный трансформатор ТС-200. Сразу после трансформатора включено реле типаРПУ-0 с напряжением на обмотке 24В или любое другое. Если использовать реле на меньшее напряжения, то потребуется подобрать и последовательно с обмоткой реле включить добавочный резистор. Реле своими контактами подключает зарядно-восстановительное устройство к аккумулятору и предохряняет аккумулятор от разряда в случае пропадания напряжения в электросети.

    Заряд аккумулятора происходит во время одного полупериода через диоды VD1 , VD2. Во время второго полупериода, когда диоды закрыты, аккумулятор разряжается через резистор R4. Ток разряда составляет 0.5А.

    Зарядный ток устанавливается пременным резистором R2 и контролируется по амперметру. Учитывая, что в полупериод заряда часть тока заряда (10%) протекает через разрядный резистор, то показания амперметра необходимо устанавливать 1. 8А – амперметр показывает усредненное значение тока, а заряд производится в течение половины периода.

Немного об используемых деталях:

Трансформатор на напряжение 22-25В, можно телевизионный ТС-200.

Реле в принципе любое с напряжением обмотки 24В. Важно, чтобы контакты реле выдерживали ток не менее 10А. При использовании реле с обмоткой на 12В, его включаем через ограничивающее сопротивление.

Измерительный амперметр типа М42100 или любой на ток 3-5А

R2 может бітьот 3.3 до 15Ком.

Стабилитроны любые на напряжение от 7.5 до 12В.

Транзистор КТ827 модно заменить на КТ825, но при этом необходимо заменить полярность элементов, как показано на втором варианте схемы. Какртинка кликабельна.

     Транзистор должен быть установлен на радиатор площадью не менее 200кв.см. В качестве радиатора можно использовать металлическую стенку корпуса.

      В отличие от схемы полного автомата, описанной в  Десульфатация аккуумулятора схема ,   эта схема отличается простотой и достаточно высокой эффективностью. Ее можно собрать из любых подручных радиоэлементов. При этом требуется соблюсти необходимые напряжения и токи.

Возможно, вас заинтересуют статья Как построить гараж недорого и сопутствующие.

 

Читайте также:

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Зарядное устройство для аккумуляторов своими руками: схемы, типы, порядок работ

Содержание статьи

Сейчас нет смысла собирать самостоятельно зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов: в магазинах огромный выбор готовых устройств, цены на них приемлемы. Однако не будем забывать о том, что приятно что-то сделать полезное своими руками, тем более что простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора вполне можно собрать из подручных деталей, и цена его будет копеечной.

Единственное, о чем сразу стоит предупредить: схемы без точной регулировки тока и напряжения на выходе, которые не имеют отсечки тока по окончании заряда, пригодны для зарядки только свинцово-кислотных аккумуляторов. Для AGM и гелевых аккумуляторов использование подобных зарядок приводит к повреждению аккумуляторной батареи!

Как сделать простейшее трансформаторное устройство

Схема этого зарядного устройства из трансформатора примитивна, но работоспособна и собирается из доступных деталей – таким же образом сконструированы и заводские зарядные устройства простейшего типа.

По своей сути – это двухполупериодный выпрямитель, отсюда и требования к трансформатору: так как на выходе таких выпрямителей напряжение равно номинальному напряжению переменного тока, помноженному на корень из двух, то при 10В на обмотке трансформатора мы получим 14,1 В на выходе зарядного устройства. Диодный мост берётся  любой с прямым током более 5 ампер или собрать его из четырех отдельных диодов, с теми же требованиями к току подбирается и измерительный амперметр. Главное – разместить его на радиаторе, который в простейшем случае представляет собой алюминиевую пластину не менее 25 см2 площадью.

Примитивность такого устройства – не только минус: за счет того, что у него нет ни регулировки, ни автоматического отключения, оно может использоваться для «реанимации» сульфатированных аккумуляторов. Но не нужно забывать и об отсутствии защиты от переполюсовки в этой схеме.

Читайте также: Характеристики автомобильных аккумуляторов

Главная проблема – где найти трансформатор подходящей мощности (не менее 60 Вт) и с заданным напряжением. Можно использовать, если подвернется советский накальный трансформатор. Однако его выходные обмотки имеют напряжение 6,3В, поэтому придется соединять две последовательно, одну из них отмотав так, чтобы в сумме на выходе получить 10В. Подойдет недорогой трансформатор ТП207-3, у которого вторичные обмотки соединяются следующим образом:

Отматываем при этом обмотку между клеммами 7-8.

Простое зарядное устройство с электронной регулировкой

Однако можно обойтись и без отмотки, дополнив схему электронным стабилизатором напряжения на выходе. К тому же такая схема будет удобнее в гаражном применении, так как позволит скорректировать ток заряда при просадках напряжения питания, ее используют и для автомобильных аккумуляторов небольшой емкости при необходимости.

Роль регулятора здесь выполняет составной транзистор КТ837-КТ814, переменный резистор регулирует ток на выходе устройства. При сборке зарядки стабилитрон 1N754A можно заменить советским Д814А.

Схема регулируемого зарядного устройства проста для повторения, и легко собирается навесным монтажом без необходимости в травлении печатной платы. Однако учтите, что полевые транзисторы размещаются на радиаторе, нагрев которого будет ощутим. Удобнее воспользоваться старым компьютерным кулером, подключив его вентилятор к выходам зарядного устройства. Резистор R1 должен иметь мощность не менее 5 Вт, его проще намотать из нихрома или фехраля самостоятельно или соединить параллельно 10 одноваттных резисторов по 10 ом. Его можно и не ставить, но нельзя забывать, что он защищает транзисторы в случае замыкания выводов.

При выборе трансформатора ориентируйтесь на выходное напряжение 12,6-16В,  берите либо накальный трансформатор, соединив последовательно две обмотки, либо подбирайте готовую модель с нужным напряжением.

Видео: Самое простое зарядное устройство для АКБ

Переделка зарядного устройства от ноутбука

Однако можно обойтись и без поисков трансформатора, если под руками есть ненужное зарядное устройство от ноутбука – при простой переделке мы получим компактный и легкий импульсный блок питания, способный заряжать автомобильные аккумуляторы. Поскольку нам потребуется получить напряжение на выходе 14,1-14,3 В, ни один готовый блок питания не подойдет, однако переделка проста.
Посмотрим на участок типовой схемы, по которой собраны устройства такого рода:

В них поддержание стабилизированного напряжения осуществляет цепь из микросхемы TL431, управляющей оптопарой (на схеме не показана): как только напряжение на выходе превышает значение, которое задают резисторы R13 и R12, микросхема зажигает светодиод оптопары, сообщает ШИМ-контроллеру преобразователя сигнал на снижение скважности подаваемых на трансформатор импульсов. Сложно? На самом деле все просто смастерить своими руками.

Вскрыв зарядное устройство, находим недалеко от выходного разъема TL431 и два резистора, связанные с ножкой Ref. Удобнее настраивать верхнее плечо делителя (на схеме – резистор R13): уменьшая  сопротивление, мы уменьшаем и напряжение на выходе зарядного устройства, увеличивая – поднимаем его. Если у нас ЗУ на 12 В, нам понадобится резистор с большим сопротивлением, если зарядное на 19 В – то с меньшим.

Видео: Зарядка для аккумуляторов авто. Защита от короткого замыкания и переполюсовки. Своими руками

Выпаиваем резистор и вместо него устанавливаем подстроечный, заранее настроенный по мультиметру на то же сопротивление. Затем, подключив к выходу зарядного устройства нагрузку (лампочку из фары), включаем в сеть и плавно вращаем движок подстроечника, одновременно контролируя напряжение. Как только мы получим напряжение в пределах 14,1-14,3 В, отключаем ЗУ из сети, фиксируем движок подстроечного резистора лаком (хотя бы для ногтей) и собираем корпус обратно. Это займет не больше времени, чем Вы потратили на чтение этой статьи.

Есть и более сложные схемы стабилизации, причем их уже можно встретить и в китайских блоках. Например, здесь оптопарой управляет микросхема TEA1761:

Однако принцип настройки тот же: меняется сопротивление резистора, впаянного между плюсовым выходом блока питания и 6 ножкой микросхемы. На приведенной схеме для этого использованы два запараллеленных резистора (таким образом получено сопротивление, выходящее из стандартного ряда). Нам нужно так же впаять вместо них подстроечник и настроить выход на нужное напряжение. Вот пример одной из таких плат:

Путем прозвонки можно понять, что нас интересует на этой плате одиночный резистор R32 (обведен красным) – его нам и надо выпаивать.

В Интернете часто  встречаются похожие рекомендации, как сделать самодельное зарядное устройство из компьютерного блока питания. Но учитывайте, что все они по сути – перепечатки старых статей начала двухтысячных, и подобные рекомендации к более-менее современным блокам питания неприменимы. В них уже нельзя просто поднять напряжение 12 В до нужной величины, так как контролируются и другие напряжения на выходе, а они неизбежно «уплывут» при такой настройке, и сработает защита блока питания. Можно использовать зарядные устройства ноутбуков, выдающие единственное напряжение на выходе, они гораздо удобнее для переделки.

Схемы зарядных устройств для аккумуляторов и батарей

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

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

1 430 0

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

Сейчас уже почти вся портативная электроника питается от встроенных аккумуляторов и заряжается от универсальных зарядных устройств с разъемами типа USB. Но, несмотря на это, большинство портативных радиовещательных приемников по-прежнему питаются от гальванических батарей …

1 345 0

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

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

0 766 0

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

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

4 962 0

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

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

1 2017 1

Схема зарядного устройства с таймером для АА и ААА аккумуляторов

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

1 2090 2

Зарядные устройства для телефона в автомобиле, две схемы

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

0 1934 0

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

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

1 3634 0

Автоматическое зарядное устройство для кислотно-свинцовых батарей

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

2 3773 0

Зарядное устройство для ноутбука ASUS М5200

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

1 2506 0

1 2  3  4  5  . .. 8 

Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:

Зарядное устройство для автомобиля с функцией десульфатации

Схема зарядного устройства

   Предлагаю вашему вниманию ещё одну схему зарядного устройства для автомобильного аккумулятора на тиристоре, в котором присутствует такая полезная функция, как десульфатация пластин аккумуляторной батареи.
  Питается зарядное устройство от обычной сети переменного тока 220 вольт, мощность трансформатора может быть от 50 до 100 ватт, заряжать можно аккумуляторные батареи с напряжением 6 и 12 вольт, батареи могут быть гелевые, открытого и закрытого типа. Зарядной средний ток около 1 ампер, импульсный до 3 ампер. Ток разряда 12 мА, время восстановления до 18 часов. Питать этим зарядным устройством различные радиоэлектронные устройства не получится. Схема зарядного устройства изображенного на рисунке вверху состоит из силового трансформатора Т1 и защиты от перегрузки плавкого предохранителя FU1. Выходная обмотка трансформатора подключена одним выводом через зарядный тиристор VD1 к минусовой шине аккумулятора, вторым выводом через прибор контроля зарядного тока PA1 к плюсу аккумулятора. Выпрямитель импульсного тока обратной полярности VD2 подаёт в аккумулятор GB1 разрядный ток ограниченный резистором R3. Двухполярный зарядной ток помогает восстанавливать пластины аккумулятора и защищает трансформатор T1 от перемагничивания железа. Выпрямитель импульсного тока восстановления выполнен на одном диоде VD2, что ведёт к ускоренному восстановлению пластин аккумулятора, снижению нагрева аккумуляторной батареи. Диодные мосты, используемые в заводских зарядных устройствах, из-за отсутствия временного разрыва между импульсами зарядного тока не позволяют вести рекристаллизацию пластин, что приводит к преждевременному электролизу электролита, кипению и нагреву аккумулятора. При использовании аккумуляторов с гелиевым наполнителем или отсутствием воздушных пробок (закрытого типа) — это недопустимо, из-за возможной разгерметизации корпуса. Однополупериодная же импульсная схема восстановления, как в данном случае с регулятором тока на тиристоре, заряжает с перерывами между импульсами равными по времени периоду положительного импульса тока, снижает температуру электролита и увеличивает время на рекомбинацию ионов электролита. Регулировка зарядного тока происходит за счёт изменения времени заряда конденсатора С3, резистором R1. Трансформатор можно взять любой, с соответствующей мощностью, со вторичной обмоткой на напряжение 18 вольт и током не менее 5 ампер. Выключатель SA1 использован от сетевых тумблеров на ток в 3 ампера. Светодиод индикации HL1 допустимо установить любого свечения, на свой вкус. Наличие амперметра позволяет отследить процесс рекристаллизации пластин. В начальный момент ток заряда имеет минимальное значение, далее по мере очистки пластин электродов аккумулятора от кристаллизации, ток возрастёт до максимального значения, и через время, определяемое состоянием аккумулятора, ток начнёт падать практически до нулевого значения, что и будет индикацией окончания времени восстановления аккумулятора. Если аккумулятор не имел сбоев в работе, желательно провести профилактику, к примеру при стоянке на даче подключить на ночь. Основное требование при эксплуатации зарядных устройств — правильная полярность подключения. Недопустимо закрывать вентиляционные устройства корпуса.

Схема простого зарядного устройства аккумулятора » Паятель.Ру

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Простые схема зарядного устройства автомобильного аккумулятора

Качественно работающий автомобильный аккумулятор трудно переоценить. Однако, со временем он становится менее емким и способен быстрее разряжаться. На этот процесс оказывают влияние и другие факторы, связанные с условиями эксплуатации. Чтобы не попадать в затруднительную ситуацию, стоит иметь дома или в гараже простое зарядное устройство своими руками.

В большинстве случаев принципиальная схема зарядного устройства самодельной конструкции будет относительно несложной. Собрать такой аппарат удастся из подручных недорогих компонентов. При этом электрический агрегат поможет быстро запустить легковушку. Предпочтительней обзавестись пуско-зарядной аппаратурой, но она требует немного больших мощностей от используемых элементов.

Базовые полезные знания о зарядке батарей

Применять электрическую подпитку для АКБ нужно в тех ситуациях, когда замер на клеммах электроприбора демонстрирует уровень ниже 11,2 В для большинства легковых авто. Хотя двигатель способен запускаться при таком уровне вольтажа, но внутри начинаются нежелательные химические процессы. Происходит сульфатация и разрушение пластин. Емкость заметно снижается.

Важно знать, что во время длительной зимовки или стоянки авто в течение нескольких недель уровень заряда падает, поэтому рекомендуется контролировать данное значение мультиметром, а при необходимости в ход пускать сделанное своими руками ЗУ для автомобильных аккумуляторов либо купленное в автомагазине.

Для подпитки АКБ чаще всего применяются устройства двух типов:

• выдающее на «крокодилах» напряжение постоянного типа;
• системы с импульсным типом работы.

При зарядке от устройства постоянного тока подбирается значение тока заряда арифметически соответствующее 1/10 от установленного производителем значения емкости. Когда имеется в наличии батарея на 60 А*ч, то ампераж отдачи должен быть на уровне 6 А. Стоит учитывать исследования, согласно которым умеренное снижение количества ампер на отдачи способствует уменьшению процессов сульфатации.

Если же пластины частично стали покрываться нежелательным сульфатным налетом, то опытные автомобилисты задействуют операции по десульфатации. Применяемая методика заключается в следующем:

• аккумулятор разряжаем до появления на мультиметре 3—5 В после замера, используя для операции большие токи и малую длительность их воздействия, например, прокручивание стартером;
• на следующей стадии медленно полностью заряжаем блок от одноамперного источника;
• повторяются предыдущие операции на протяжении 7—10 циклов.

Подобный принцип работы задействован в заводских зарядных десульфатирующих устройствах импульсного типа. За один цикл на клеммы АКБ поступает в течение нескольких миллисекунд непродолжительный во времени импульс обратной полярности, сменяющийся прямой полярностью.

Необходимо контролировать состояние устройства и не допускать перезаряда батареи. При достижении значений 12,8—13,2 В на контактах стоит отключать систему от подпитки. В противном случае возникнет явление кипения, повышение концентрации и плотности залитого внутрь электролита и последующее разрушение пластин. Для предотвращения негативных явлений заводская принципиальная электрическая схема зарядного устройства наделена платами электронного контроля и автоматического отключения.

Какой бывает схема автомобильного зарядного устройства

В гаражных условиях можно воспользоваться несколькими типами зарядок для автомобиля. Они могут быть как максимально примитивными, состоящими из нескольких элементов, так и довольно громоздкими многофункциональными стационарными устройствами. Обычно автовладельцы идут по пути упрощения.

Простейшие схемы

Если в наличии нет заводского зарядного, а реанимировать АКБ необходимо без задержки, то подойдет наиболее простой вариант. В нем участвуют ограничительное сопротивление в виде нагрузки и источник питания, способный генерировать 12—25 В.

Собрать самодельное зарядное устройство получится даже «на коленках», если имеется в доме зарядка для ноутбука. Обычно они выдают около 19 В и 2 А. При сборке стоит учитывать полярность:

• наружный контакт – минус;
• внутренний контакт – плюс.

Важно! Обязательно должно быть установлено ограничительное сопротивление, в качестве которого нередко используют лампочку из салона.

Вывинчивать лампу из поворотник или даже «стопов» не стоит, так как они станут перегрузом для схемы. Цепь состоит из таких соединенных между собой элементов: отрицательная клемма блока ноутбука – лампа – отрицательная клемма заряжаемой батареи – положительная клемма заряжаемой батареи – плюс блока ноутбука. Достаточно полутора-двух часов для возвращения АКБ к жизни на столько, что от него можно будет запустить мотор.

При отсутствии ноутбуков или нетбуков рекомендуем отправиться заранее на радиорынок за мощным диодом, рассчитанным на обратное напряжение более 1000 В и ток выше 3 А. Небольшие габариты детали позволяют возить его с собой в бардачке или багажнике, чтобы не попасть в нежелательное положение.

Воспользоваться таким диодом можно в самодельной схеме. Предварительно откидываем и достаем аккумулятор. На следующем этапе монтируем цепочку из элементов: первый контакт бытовой розетки в квартире – отрицательный контакт на диоде – положительный контакт диода – лимитирующая нагрузка – отрицательная клемма аккумулятора – плюс аккумулятора – второй контакт бытовой розетки.

Лимитирующей нагрузкой в подобной сборке обычно служит мощная лампа накаливания. Их предпочтительней выбирать от 100 Вт. Получаемый ток можно определить из школьной формулы:

U * I = W, где

• U – напряжение, В;
• I – сила тока, А;
• W – мощность, кВт.

Исходя из расчетов при нагрузке в 100-ваттной нагрузке и 220-вольтном напряжении выдача мощности ограничивается примерно половиной ампера. За ночь аккумулятор получит около 5 А, что обеспечит заводку движку. Утроить мощность и одновременно ускорить зарядку удастся с помощью добавления в цепь еще пары таких ламп. Не стоит переусердствовать и запускать к такой системе мощных потребителей типа электроплиты, так как можно вывести из строя диод и АКБ.

Важно знать, что собранная прямозарядная схема автомобильного зарядного устройства своими руками рекомендуется к применению в крайнем случае, если иного выхода нет.

Переделка компьютерного блока питания

Прежде чем приступать к экспериментам с электроприборами, нужно объективно оценить собственные силы по реализации задуманного варианта исполнения. После можно приступать к сборкам.

В первую очередь проводится подбор материальной базы. Нередко для такого дела используют старые компьютерные системники. Из них вынимают блок питания. Традиционно они снабжены выводами разного вольтажа. Кроме пятивольтовых контактов, имеются отводы на 12 В. Последние также наделены током в 2 А. Подобных параметров почти хватает для сборки схемы своими руками.

Рекомендуем поднять напряжение до уровня 15 В. Часто это осуществляется эмпирически. Для корректировки понадобится килоомное сопротивление. Такой резистор накидывают параллельно другим имеющимся резисторам в блоке возле восьминожной микросхемы во вторичной цепи БП.

Подобным методом меняют значение коэффициента передачи цепи обратной связи, что оказывает влияние на выходной вольтаж. Способ обеспечивает обычно поднятие до 13,5 В, чего хватает для простых задач с автомобильным аккумулятором.

На выходные контакты накидываются защипы-крокодилы. Дополнительных лимитирующих защит ставить не нужно, так как внутри имеется ограничивающая электроника.

Трансформаторная схема

Из-за своей доступности, надежности и простоты давно востребована у бывалых водителей. В ней используются трансформаторы со вторичной обмоткой, выдающей 12—18 В. Такие элементы встречаются в старых телевизорах, магнитофонах и прочей бытовой технике. Из более современных приборов можно посоветовать отработанные бесперебойники. Они доступны на вторичном рынке за небольшую плату.

В наиболее минималистичном варианте схемы присутствует такой набор:

• диодный выпрямляющий мостик;
• подобранный по параметрам трансформатор;
• рассчитанная соответственно сети защитная нагрузка.

Так как по лимитирующей нагрузке течет большой ток, то от этого она перегревается. Чтобы сбалансировать ампераж, не допуская превышения тока зарядки, в цепь добавляют конденсатор. Его место – первичная цепь трансформатора.

В экстремальных ситуациях при грамотно просчитанном объеме конденсатора можно рискнуть и удалить трансформатор. Однако, подобная схема станет небезопасной в плане поражения электрическим током.

Оптимальными можно назвать цепи, в которых имеется регулировка параметров и лимитирование тока заряда. Представляем на странице один из примеров.

Получить диодный мостик удастся с минимальным усилием из вышедшего из строя автомобильного генератора. Достаточно выпаять его и перекоммутировать при необходимости.

Основы безопасности при сборке и эксплуатации схем

Во время работы по комплектации зарядного устройства для автомобильной АКБ стоит учитывать определенные факторы:

• все должно быть смонтировано и установлено на пожаробезопасной площадке;
• при работе с прямоточными примитивными зарядными устройствами нужно вооружиться средствами защиты от поражения током: резиновыми перчатками и ковриком;
• в процессе зарядки АКБ первый раз самодельными аппаратами необходимо контролировать текущее состояние работающей системы;
• контрольными точками являются сила тока с напряжением на выходе зарядки, допустимая степень нагрева батареи и зарядного устройства, недопущение закипания электролита;
• если оставлять оборудование на ночь, то важно оснастить схему устройством защитного отключения.

Важно! Рядом должен всегда находиться порошковый огнетушитель, чтобы уберечь от возможного распространения огня.

Интересное по теме:

загрузка…

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Не трать кучу денег на установку зарядки для своего нового электромобиля

Размер вашей коробки выключателя и обслуживание решат, сколько будет стоить добавление электрического … [+] автомобильного зарядного устройства.

Гетти

Ранее я написал руководство, которое поможет вам решить, какой диапазон электромобилей вам подходит, особенно с Tesla Model 3. После того, как вы получите свой автомобиль, вы захотите установить для него домашнюю зарядку там, где вы его припаркуете (т. Е. В гараже. или подъездная дорожка.) Если вы вообще не можете установить зарядку, потому что вы паркуетесь на улице или в гараже квартиры, тогда вы сталкиваетесь с проблемой.Если вы можете зарядить в своем офисе (часто бесплатно), это прекрасно, хотя и не без других проблем. Если вы не можете сделать то же самое, я сейчас не рекомендую покупать электромобиль, по крайней мере, на данный момент.

Но вы можете обнаружить, что когда вы позвоните электрику и попросите установить хорошую зарядную станцию ​​второго уровня с цепью на 50 ампер, они представят очень дорогую оценку — возможно, 5000 долларов или больше, — потому что вам нужно будет модернизировать электрическую сеть в вашем доме. . В старых домах часто есть только 100 ампер сети, и электрические коды не позволяют вам превышать установленную квоту устройств и нагрузок на них.Не вдаваясь в полную формулу, если вы получаете устройства на 240 В на 80 А на панели 100 А, вы, вероятно, превысите лимит. Если у вас есть сушилка на 30 ампер, электрическая духовка на 30 ампер, кондиционер, насос для бассейна или другое подобное устройство, вы легко можете превысить лимит. Ваш электрик скажет вам, что вам нужно ввести новую услугу от энергетической компании (обычно 200 ампер), а также полностью новую силовую панель. Вдобавок к этому им потребуется провести линию мощностью от 40 до 50 ампер к месту парковки и установить вилку на 50 ампер (дешево) или проводной настенный EVSE («зарядное устройство»).

Если у вас более новая услуга, не бойтесь, вам не нужно менять панель, и вы можете просто добавить новую схему. Если провод не такой длинный, покупка вилки может стоить не так дорого. К сожалению, многие видят более дорогую оценку. Как от этого уйти? Ответ заключается в том, что , хотя и неплохо иметь достаточно мощности, чтобы перезарядить автомобиль с нуля до полной за одну ночь, на самом деле вам не нужно почти столько же .

Зарядка на первом уровне

Средняя машина проезжает всего 40 миль в день.Зарядное устройство Level One (которое обычно поставляется практически с любым электромобилем) подключается к специальной стандартной домашней розетке и может обеспечить ток 12 ампер. Это означает, что он сможет доставить 40 миль за 8-часовую ночную зарядку. Большинство людей проводят дома на машине в среднем более 8 часов. Так что, как правило, даже при очень медленной зарядке вы не отставаете. В те дни, когда вы больше ездите, вы не сможете полностью зарядиться, но если вы не будете проводить долгие дни несколько дней подряд, вы в конечном итоге вернетесь.(Насколько быстро зависит от того, нужно ли ограничивать зарядку только непиковым временем работы электричества.)

(Если вы один из тех, кто преодолевает 100-мильную поездку, это не сработает для вас, и вам, возможно, придется укусить пулю и получить новое электрическое обслуживание. Но большинство людей не заходят так далеко.)

Конечно, прибавляя 50 миль / ночь, иногда не хватает. Для многих это будет всего несколько раз в год. Тогда вам могут помочь быстрые зарядные устройства, такие как нагнетатели Tesla.Это нормально, если это не обычное явление. Другие решения могут включать зарядку на работе. Если вы не едете на работу или вам нужно пройти в оба конца не более 20 миль, это решение, вероятно, подойдет вам — и оно может быть даже бесплатным, если у вас есть специальная розетка на вашем парковочном месте. Он должен быть посвящен — ничего другого на этом автоматическом выключателе.

Один слева — это стандартная розетка на 15 ампер. Тот, что справа, может предложить 20 ампер

Общественное достояние

В некоторых случаях на специальной вилке может быть выключатель на 20 А и провод 12AWG.В этом случае в вилке может уже быть Т-образный паз, в котором указано, что она составляет 20 ампер. Купите вилку на 20 ампер (которую продает Tesla и некоторые другие зарядные устройства), и вы увидите 50 миль или больше за 8 часов ночи, и вы определенно наверстаете упущенное со средним уровнем езды.

На первый взгляд, когда вы прочитаете, что зарядка автомобиля с пробегом в 250 миль на Первом Уровне может занять более двух дней , вы подумаете, что Первый уровень — это нелепо, но на самом деле, чем больше батарея, тем больше она может раскачиваться и вниз и по-прежнему оставляет вам достаточно возможностей для вождения.Это маленький аккумуляторный автомобиль, который абсолютно необходимо заряжать каждую ночь. Автомобиль с большим аккумулятором — нет.

Следует отметить, что в очень холодном климате эта медленная зарядка может не сработать из-за необходимости нагревать батареи и большего расхода энергии при вождении в холодную погоду.

Зарядка медленнее, уровень два

Цепь второго уровня работает при удвоенном напряжении и обычно при более высоком токе. Фактически, вы можете установить их, рассчитанные на ток до 80 ампер. Однако большинству людей это не нужно.Вы будете очень довольны тем, что достаточно, чтобы восстановить около 60% заряда батареи, потому что ваш типичный дневной цикл должен составлять от 20% до 80%. На 240-мильном Tesla Model 3 вы можете получить это за 8 часов всего с 5 кВт, что вы получаете от вилки на 30 ампер, той же, что и ваша сушилка. (На любой вилке автомобиль заряжается на 80% от полного тока, в данном случае на 24 ампера.) Такая схема полностью восстановит вас почти в любой день, когда вы едете, особенно если у вас дома более 8 часов. Вам действительно не нужно быстрее.Тесла обычного диапазона не может потреблять более 32 ампер в любом случае (например, схема на 40 ампер), но вам просто не нужно даже это. Если вы можете его получить, вы, конечно, должны его взять, но вам не следует тратить тысячи, чтобы получить дополнительный импульс.

Ваш электрик может сказать вам, что вам нужна новая панель для вилки на 50 ампер, но вы можете вставить 30 или 20 ампер без новой панели, что может сэкономить вам состояние.

Это зарядное устройство уровня 2 на 20 ампер будет восстанавливать около 14 миль за каждый час, который вы заряжаете, или около 110 миль за 8 часов ночи.Для большинства людей этого более чем достаточно — опять же, помните, что средняя машина проезжает 40 миль в день. Вы найдете несколько дней или несколько дней, когда вы не насытитесь, но вы можете найти только пару дней в году, для которых требуется нагнетатель. Опять же, вы не хотите медлить, но если это сэкономит вам 3000 долларов, чтобы перейти на 20 ампер вместо 50, то сделайте это. Попросите электрика установить вилку «6-20» на 240 В при 20 А. Он использует горизонтальный штифт (например, 20а, изображенный выше), но с другой стороны.Купите этот адаптер для своей машины.

Если у вас действительно выделенная вилка (это единственное, что есть в выключателе), то во многих случаях электрик может за небольшие деньги заменить обычную розетку на 120 В на розетку на 240 В для удвоенной скорости зарядки, заменить вилку и выключатель, если проводка рассчитана на более высокое напряжение. Спросите об этом — он почти наверняка выдержит максимальную нагрузку на вашу панель. (В то время как в США обычные розетки работают от 120 В, а большая часть остального мира работает от 220 В, дома в США могут устанавливать розетки на 240 В, и для этого существует установленный стандарт.)

Совместное использование с сушилкой

В большинстве домов есть электрическая розетка на 30 ампер для вашей сушилки. Вам может быть легко перейти на сушилку на природном газе, особенно если вы настроены на новую сушилку. Они стоят немного дороже, но они стоят немного дешевле в эксплуатации и, таким образом, экономят деньги в долгосрочной перспективе. Они также стоят одинаково днем ​​и ночью. Вам действительно нужно установить газопровод в прачечной. Добавление этого может стоить реальных денег — или быть дешевым — в зависимости от того, насколько далеко это еще предстоит.Возможно, вы даже сможете продать свою электрическую сушилку кому-нибудь из Craigslist.

Если вы сделаете это, вы удалите 30 ампер нагрузки из вашего дома, и теперь вы можете добавить линию на 30 ампер для вашего автомобиля без необходимости обновления обслуживания. В некоторых случаях электрик может просто проложить линию от того места, где находится (была) вилка электрической сушилки, до места, где находится ваша машина. Этой мощности более чем достаточно для ваших нужд, и хотя новая газовая сушилка не бесплатна, она может быть самым дешевым вариантом из всех.

Вы также можете купить устройство под названием «Dryer Buddy» примерно за 350 долларов, которое позволяет подключать машину и сушилку к одной розетке, если ваша машина припаркована рядом с сушилкой.Это устройство просто видит, когда сушилка включена, и отключает зарядку автомобиля, когда она включена. Это тоже относительно дешевое решение. Если вы не включите сушильную машину после полуночи, вы даже не заметите, что у нее общая розетка.

Умное зарядное устройство

По правде говоря, хотя электрический кодекс требует, чтобы ваш дом был в состоянии справиться со всем, что включается одновременно, — сушилкой, духовкой, кондиционером и автомобилем — в действительности вам никогда не нужно этого делать. Если бы автомобильные зарядные устройства были умными, они бы поставлялись со схемами, которые обнаруживают, когда другие устройства включены, и уменьшают или прекращают зарядку автомобиля, когда это происходит, что является очень редким событием.Такие зарядные устройства позволили бы установить автомобильную зарядку без обновления сервиса. К сожалению, их еще нет. В Канаде есть устройство под названием DCC-9, которое можно вставить в вашу электрическую коробку, и оно отключает питание зарядного устройства, когда другие устройства включены. К сожалению, это стоит около 1000 долларов, когда это то, что должно поставляться в комплекте с зарядным устройством почти бесплатно. Но это может быть намного дешевле, чем обновление услуги. Когда-нибудь эта технология может стать дешевле и проще в установке. Устройство с открытым исходным кодом, известное как SmartEVSE, может это сделать, но требует более продвинутых знаний по настройке.

А как насчет высокого класса?

Этот совет предназначен для тех, у кого дома есть сеть на 100 ампер. Если у вас более крупный сервис, например, 200 ампер, нет причин не устанавливать хорошую схему на вилку на 50 ампер, известную как вилка 14-50 — ту же самую, что используют большие дома на колесах. Вы не можете использовать все это, но вы можете купить электромобиль большего размера в будущем, и вы можете даже купить два электромобиля и пожелать получить 60 или более ампер. Цена на провод большего размера, чем вам нужно, может лишь незначительно добавить к цене вашей установки.Настенные соединители Tesla имеют приятную особенность, которая позволяет им «шлейфовать» и распределять мощность между двумя из них, когда у вас есть два Tesla.

Даже если вы выберете одну из описанных более дешевых вилок, например 6-20, вам следует подвести к ней более толстый провод, способный выдержать ток 30, 40 или 50 ампер. Цена. Если вы это сделаете, а позже вы обновите домашнюю службу, вам не нужно будет перепрограммировать эту схему, чтобы получить максимальную мощность.

Конечно, могут быть и другие причины для повышения качества обслуживания в вашем доме.Это немного безопаснее, и в нем есть место для других расширений, которые вы можете сделать в будущем, например, большего количества автомобилей, кондиционирования воздуха, гидромассажной ванны и прочего. Все эти причины могут оправдать модернизацию — основной целью этой статьи было выяснить, когда машина сама по себе не нуждается в этом.

Кстати, если ваш работодатель дает вам бесплатную зарядку на работе, то, конечно, воспользуйтесь этой привилегией. Это может означать немного меньшее удобство при парковке или может означать место премиум-класса. Даже в этом случае у вас все равно должен быть дома хотя бы первый уровень, так как это дешево.Это будет держать вас в тонусе в выходные и праздничные дни.

При зарядке

Ваша энергетическая компания может предлагать вам выставление счетов за электроэнергию по времени использования. Это означает, что вместо того, чтобы платить фиксированную ставку в течение всего дня, вы платите более высокие ставки в часы пик (обычно во второй половине дня и ранними вечерами) и более низкие ставки в непиковые часы (ночью, а иногда и утром). использование в непиковое время. Если вы заряжаете машину ночью, вы именно этим и занимаетесь, и это большая победа для автовладельцев.Фактически, в Калифорнии и некоторых других местах владельцы электромобилей могут запросить специальный тариф «сверхвысокого времени использования», который даже дешевле в ночное время и доступен только для электромобилей. Хорошая новость: если вы получаете эту ставку, то ночью вы платите очень низкую цену за машину. Плохая новость заключается в том, что дневная норма довольно высока, и тогда вам стоит избегать таких вещей, как использование сушилки. Если вы много кондиционируете, это может не быть победой, но обычно так оно и есть.

Другой недостаток заключается в том, что вы не заряжаете свою машину во время пика, поэтому, если у вас есть только первый уровень, в дне будет меньше часов, когда вы сможете восстановиться.Если вы можете заряжать 24 часа в сутки, даже Level One может добавить много энергии в день в те дни, когда машина остается дома.

Прочтите / оставьте комментарии здесь

Создавайте собственные решения для зарядки аккумуляторов электромобилей

Приведенное ниже примечание по применению должно помочь разработчикам создавать собственные решения для зарядки аккумуляторов электромобилей. При необходимости можно получить помощь от компании.

Популярность электромобилей (EV) в Индии быстро растет.Согласно опросу, рынок электромобилей в Индии вырастет с 3 миллионов единиц в 2019 году до 29 миллионов единиц к 2027 году с среднегодовым темпом роста 21,1 процента. В результате возрастет спрос на зарядные устройства переменного / постоянного тока, интеллектуальные зарядные устройства для электромобилей.

Для эффективной зарядки аккумуляторов и обеспечения их длительного срока службы нам нужна интеллектуальная система управления аккумулятором или система зарядки. Для реализации такой системы зарядки электромобилей компания Holtek разработала интеллектуальные зарядные устройства для электромобилей на основе их недорогого флэш-микроконтроллера (MCU) ASSP HT45F5Q-X для зарядки аккумуляторов электромобилей.

В настоящее время доступны три конструкции зарядных устройств для электромобилей, подходящие для индийского рынка — с характеристиками 48 В / 4 А, 48 В / 12 А и 48 В / 15 А — для быстрой разработки продукта. Эта интеллектуальная система зарядки на основе полупроводников может поддерживать как литий-ионные, так и свинцово-кислотные батареи.

Блок-схема зарядного устройства для электромобилей показана на рис. 1. Здесь устройство для зарядки аккумуляторов ASSP flash MCU HT45F5Q-X является сердцем схемы зарядного устройства электромобиля со встроенными операционными усилителями (OPA) и цифро-аналоговыми преобразователями ( ЦАП), которые необходимы для зарядки аккумулятора.

Рис. 1: Блок-схема зарядного устройства электромобиля

Технические характеристики флэш-микроконтроллера для зарядного устройства серии HT45F5Q-X показаны на рис. 2. Разработчики могут выбрать подходящий микроконтроллер из серии HT45F5Q-X в соответствии с требованиями своего приложения.

Рис. 2: Характеристики HT45F5Q-X

Характеристики и работа зарядного устройства EV для спецификации 48 В / 12 А кратко описаны ниже. В этой конструкции зарядного устройства для электромобилей используется микроконтроллер HT45F5Q-2 для реализации функции управления зарядкой аккумулятора.

MCU включает в себя модуль зарядки аккумулятора, который можно использовать для управления зарядкой с обратной связью с постоянным напряжением и постоянным током для эффективной зарядки аккумулятора.Внутренняя структурная схема микроконтроллера HT45F5Q-2 представлена ​​на рис. 3.

Рис. 3: Блок-схема HT45F5Q-2

Модуль зарядки аккумулятора в HT45F5Q-2 имеет встроенные OPA и DAC, необходимые для процесса зарядки. Поэтому конструкция снижает потребность во внешних компонентах, таких как шунтирующие регуляторы, OPA и DAC, которые обычно используются в обычных схемах зарядки аккумуляторов. В результате периферийная схема стала компактной и простой, что привело к уменьшению площади печатной платы и низкой общей стоимости.

Работа зарядного устройства EV

Входное напряжение для зарядного устройства EV — это переменное напряжение в диапазоне от 170 до 300 В.Зарядное устройство EV использует конструкцию полумостового резонансного преобразователя LLC из-за его характеристик высокой мощности и высокой эффективности, чтобы получить мощность постоянного тока для зарядки аккумулятора.

Конструкция использует схему выпрямителя для преобразования входного переменного напряжения в высоковольтное выходное постоянное напряжение, а также имеет фильтр электромагнитных помех (EMI) для устранения высокочастотного шума от входного источника питания. ИС контроллера широтно-импульсной модуляции (ШИМ), такая как UC3525, может использоваться для управления полевыми МОП-транзисторами полумостового LLC-преобразователя.

Процесс зарядки аккумулятора контролируется MCU HT45F5Q-2. Он контролирует уровень напряжения аккумулятора и зарядного тока и передает обратную связь на ИС ШИМ-контроллера. На основе обратной связи контроллер PWM изменяет рабочий цикл своего сигнала PWM и управляет схемой MOSFET для получения переменного выходного напряжения и тока для зарядки аккумулятора.

Для лучшей защиты HT45F5Q-2 изолирован от остальной части схемы (т. Е. Высоковольтных компонентов) с помощью оптопары.Светодиодные индикаторы уровня заряда аккумулятора позволяют узнать о состоянии зарядки.

Процесс зарядки аккумулятора

Изменение зарядного напряжения и тока во время процесса зарядки графически проиллюстрировано на рис. 4. Если напряжение аккумулятора слишком низкое при подключении для зарядки, сначала будет установлен низкий зарядный ток (т. Е. Непрерывный заряд (TC)) и зарядка процесс начнется.

Рис. 4: Кривая зарядки аккумулятора

Когда напряжение аккумулятора увеличивается до заданного уровня (Vu), для зарядки применяется постоянное напряжение (CV) и постоянный ток (CC), и продолжается до тех пор, пока аккумулятор не будет полностью заряжен.Батарея считается полностью заряженной, когда напряжение достигает VOFF. Когда зарядный ток падает до Iu, устанавливается конечное напряжение (FV). Ниже описывается процесс контроля напряжения, тока и температуры в этом зарядном устройстве для электромобилей.

(а) Контроль напряжения

Напряжение зарядки определяется на основе начального напряжения аккумулятора, когда он подключен для зарядки. По мере зарядки напряжение зарядки изменяется соответствующим образом, и, наконец, когда аккумулятор полностью заряжен, устанавливается окончательное напряжение.Уровни напряжения зарядки для зарядного устройства 48 В / 12 А поясняются ниже.

• Если напряжение батареи <36 В, зарядка TC (0,6 A), установка напряжения FV (56 В)
• Если напряжение аккумулятора <40 В, зарядка TC (0,6 A), установка напряжения CV (58 В)
• Если напряжение аккумулятора> 40 В, зарядка CC (12,0 A), установка напряжения CV (58 В)
• При полной зарядке устанавливается напряжение FV (56 В). Если напряжение аккумулятора ниже FV, зарядный ток будет сброшен до CC (12,0 А).

(б) Текущий контроль

Ток зарядки устанавливается в зависимости от напряжения аккумулятора.Первоначально, если напряжение батареи слишком низкое, для зарядки батареи будет установлен ток капельной зарядки. Как только напряжение аккумулятора достигает определенного уровня, для зарядки подается постоянный ток, пока аккумулятор не зарядится полностью. Уровни выбора зарядного тока для зарядного устройства 48 В / 12 А перечислены ниже.

• Ток зарядки <1,2 А, определение окончания зарядки
• Ток зарядки> 0,2 А, определение начала зарядки

(c) Защита от перегрева

Зарядное устройство EV имеет термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) для контроля температуры и вентилятор для регулирования нагрева.При повышении температуры автоматически включается вентилятор для отвода тепла; он отключается, когда температура снижается до нижнего установленного порога. Кроме того, вентилятор включается при высоком токе зарядки и выключается при низком токе зарядки.

• Когда температура NTC> 110 ° C, зарядный ток будет снижен до 50% от зарядного тока и будет периодически контролироваться

(d) Светодиодные индикаторы состояния зарядки

Они перечислены ниже.

• Зарядка TC, красный индикатор медленно мигает (0,3 с горит, 0,3 с не горит)
• CC, зарядка CV, красный индикатор быстро мигает (0,1 с горит, 0,1 с не горит)
• Когда не заряжается, горит зеленый свет
• Когда время зарядки превышает восемь часов, загораются красный и зеленый индикаторы

(e) Продолжительность зарядки

Когда продолжительность зарядки превышена (продолжительность зависит от емкости аккумулятора), напряжение падает до FV, ток снижается до TC, и зарядное устройство постоянно контролирует напряжение аккумулятора.

Схема и сборка печатной платы

Схема зарядного устройства Holtek EV для типа 48V / 12A показана на рис. 5 для справки, а его печатная плата в сборе показана на рис. 6.

Рис. 5: Схема зарядного устройства EV на 48V / 12A

Скачать оригинал:

Нажмите здесь

Флэш-микроконтроллер ASSP HT45F5Q-2 также можно использовать для разработки решений с более высокой мощностью. Он предлагает программируемую опцию для установки пороговых значений параметров, что делает его очень удобным для зарядных устройств электромобилей.Holtek предоставляет технические ресурсы, такие как блок-схема, схемы приложений, файлы печатных плат, исходный код и т. Д., Чтобы помочь дизайнерам в быстрой разработке продукта и ускорить вывод продукта на рынок.

Рис. 6: Сборка печатной платы зарядного устройства для электромобилей

Платформа для разработки зарядных устройств для электромобилей серии HT45F5Q-X также будет доступна в ближайшее время. Используя этот программный инструмент, пользователи смогут легко выбрать напряжение / ток зарядки и другие параметры для создания программы. Это приложение также сможет сгенерировать программу, содержащую стандартный процесс зарядки, тем самым значительно упростив процесс разработки.

---

Кришна Чайтанья Камасани, директор по операциям в Индии в Holtek Semiconductor

Простое автомобильное зарядное устройство и схема индикатора

Автомобильный аккумулятор — это типичный свинцово-кислотный аккумулятор, состоящий примерно из 6 ячеек, каждый по 2 В, так что общее напряжение аккумулятора составляет около 12 В. Типичные значения номинальных значений батареи находятся в диапазоне от 20 Ач до 100 Ач. Здесь мы рассматриваем автомобильный аккумулятор номиналом 40 Ач, поэтому требуемый зарядный ток будет около 4 А.В данной статье описывается принцип действия, конструкция и работа простого автомобильного зарядного устройства от сети переменного тока и секция управления с обратной связью для управления зарядкой аккумулятора.

Принцип работы автомобильного зарядного устройства:

Это простое автомобильное зарядное устройство с индикацией. Аккумулятор заряжается от сети переменного тока 230 В, 50 Гц. Это переменное напряжение выпрямляется и фильтруется, чтобы получить нерегулируемое постоянное напряжение, используемое для зарядки аккумулятора через реле.Это напряжение батареи постоянно контролируется схемой обратной связи, состоящей из делителя потенциала, диода и транзистора. Реле и цепь обратной связи питаются от регулируемого постоянного напряжения (получаемого с помощью регулятора напряжения). Когда напряжение аккумулятора превышает максимальное значение, схема обратной связи рассчитывается таким образом, что реле выключается и заряд аккумулятора прекращается.

Также получите представление о том, как работает схема зарядного устройства свинцово-кислотной батареи?

Схема цепи зарядного устройства для автомобильного аккумулятора: Схема цепи зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Конструкция зарядного устройства для автомобильного аккумулятора:

Чтобы спроектировать всю схему, мы сначала спроектируем три различных модуля — блок питания, обратная связь и раздел нагрузки.

Этапы проектирования источника питания:

1. Здесь желаемой нагрузкой является автомобильный аккумулятор с номинальной мощностью около 40 Ач. Поскольку зарядный ток батареи должен составлять 10% от номинала батареи, требуемый зарядный ток будет около 4А.
2. Теперь требуемый вторичный ток трансформатора будет около 1,8 * 4, т. Е. Ток около 8 А. Поскольку требуемое напряжение нагрузки составляет 12 В, мы можем остановиться на трансформаторе с номиналом 12 В / 8 А. Теперь необходимое среднеквадратичное значение переменного напряжения составляет около 12 В, пиковое напряжение будет около 14.4 В, то есть 15 В.
3. Поскольку здесь мы используем мостовой выпрямитель, PIV для каждого диода должен более чем в четыре раза превышать пиковое напряжение переменного тока, то есть более 90 В. Здесь мы выбираем диоды 1N4001 с рейтингом PIV около 100 В.
4. Поскольку здесь мы также разрабатываем регулируемый источник питания, максимально допустимая пульсация будет равна пиковому напряжению конденсатора за вычетом необходимого минимального входного напряжения для регулятора. Здесь мы используем стабилизатор напряжения LM7812, чтобы обеспечить регулируемое напряжение 5 В для реле и таймера 555.Таким образом, пульсация будет около 4 В (пиковое напряжение около 15 В и входное напряжение регулятора около 8 В). Таким образом, расчетная емкость конденсатора фильтра составляет около 10 мФ.

Проектирование секции обратной связи и нагрузки:

Проектирование секции обратной связи и нагрузки предполагает выбор резисторов для секции делителя напряжения. Поскольку диод будет проводить только тогда, когда напряжение батареи достигнет 14,4 В, номиналы резисторов должны быть такими, чтобы положительное напряжение, подаваемое на диод, было не менее 3 В, когда напряжение батареи примерно равно максимальному.

Имея это в виду и сделав необходимые вычисления, мы выбираем потенциометр 100 Ом и другие резисторы на 100 Ом и 820 Ом каждый.

Также прочтите пост — Работа цепи зарядного устройства солнечной батареи и ее применение.

Работа цепи зарядного устройства автомобильного аккумулятора:

Работа схемы начинается после подачи питания. Мощность переменного тока 230 В RMS понижается до 15 В RMS понижающим трансформатором.Это низковольтное переменное напряжение затем выпрямляется мостовым выпрямителем для создания нерегулируемого постоянного напряжения с пульсациями переменного тока. Конденсатор фильтра пропускает через него пульсации переменного тока, создавая на нем нерегулируемое и фильтрованное постоянное напряжение. Здесь выполняются две операции: — 1. Это нерегулируемое напряжение постоянного тока подается непосредственно на нагрузку постоянного тока (в данном случае аккумулятор) через реле. 2. Это нерегулируемое напряжение постоянного тока также подается на регулятор напряжения для создания регулируемого источника постоянного тока 12 В.

Здесь реле представляет собой реле 1С, и общая точка подключена к нормально замкнутому положению, так что ток течет через реле к батарее, и она заряжается.Когда через светодиод проходит ток, он начинает проводиться, указывая на то, что батарея заряжается. Часть тока также протекает через последовательные резисторы, так что напряжение батареи разделяется с помощью устройства делителя потенциала. Первоначально падение напряжения на делителе потенциала недостаточно для смещения диода. Это напряжение равно напряжению батареи и, таким образом, определяет зарядку и разрядку батареи. Первоначально потенциометр настраивается до середины.Поскольку напряжение батареи постепенно увеличивается, оно достигает точки, когда напряжения на делителе потенциала достаточно для прямого смещения диода. Когда диод начинает проводить, переход база-эмиттер транзистора Q2 приводится в состояние насыщения, и транзистор включается.

Поскольку коллектор транзистора подключен к одному концу обмотки реле, на последний подается напряжение, и точка общего контакта перемещается в нормально разомкнутое положение. Таким образом, источник питания отключается от батареи, и зарядка батареи прекращается.По прошествии некоторого времени, когда батарея начинает разряжаться и напряжение на делителе потенциала снова достигает положения, при котором диод смещен в обратном направлении или находится в выключенном состоянии, транзистор принудительно отключается, и теперь таймер находится в выключенном положении, так что нет выхода. Общая точка реле возвращается в исходное положение, то есть в нормально замкнутое положение. Аккумулятор снова начинает заряжаться, и весь процесс повторяется.

Применение цепи зарядного устройства автомобильного аккумулятора:

1. Эта схема является портативной и может использоваться в местах, где имеется источник переменного напряжения.
2. Может использоваться для зарядки аккумуляторов игрушечных автомобилей.

Ограничения этой схемы:

1. Это теоретическая схема и может потребовать некоторых практических изменений.
2. Зарядка и разрядка аккумулятора может занять больше времени.

Зарядка электромобилей 101 | CALeVIP

Узнайте больше о различных вариантах зарядки электромобилей (EV).

Зарядные устройства для электромобилей уровня 1, 2 и постоянного тока

Зарядные устройства

EV подразделяются на три категории: уровень 1, уровень 2 и быстрая зарядка постоянного тока (DC).Одно из различий между этими тремя уровнями — это входное напряжение, уровень 1 использует 110/120 вольт, уровень 2 использует 208/240 вольт, а быстрые зарядные устройства постоянного тока используют от 200 до 600 вольт. Многочисленные производители выпускают зарядные устройства с разнообразной продукцией и разными ценами, приложениями и функциями.

Уровень 1 Зарядка

Зарядка

Level 1 является рентабельной — в ней используется стандартная розетка на 110 В, что позволяет водителям электромобилей использовать комплект зарядных шнуров, поставляемый с большинством электромобилей, практически в любом месте.Эта зарядка занимает больше всего времени и используется в основном в качестве дополнительной, аварийной или резервной зарядки.

Зарядка уровня 1 может быть жизнеспособным решением в многоквартирных домах (MUD), таких как многоквартирные дома или кондоминиумы, а также на некоторых рабочих местах. В настройках MUD большая часть зарядки уровня 1 осуществляется от существующих розеток 110 В на стоянке или в личных гаражах / навесах жителей. Когда планируются новые зарядные устройства, схема с более высокой выходной мощностью 240 В часто оказывается более рентабельной, поскольку она обеспечивает большую зарядную емкость по эквивалентной установленной цене.

Выходная мощность зарядки уровня 1 незначительно отличается, но обычно составляет от 12 до 16 ампер непрерывной мощности. При таких уровнях мощности зарядное устройство уровня 1, по оценкам, обеспечивает запас хода от 3,5 до 6,5 миль в час. Эти тарифы могут быть удовлетворительными для водителей, которые не проезжают более 30-40 миль в день и могут использовать зарядное устройство на ночь.

Большинство электромобилей поставляются с фирменным шнуром 1-го уровня в багажнике. Существует всего несколько сторонних производителей зарядных устройств уровня 1, и большинство из них предназначены для использования в жилых помещениях.

Уровень 2 Зарядка

Зарядные устройства

Level 2 — это типичные решения для жилых и коммерческих помещений / рабочих мест. Большинство из них предлагают более высокую выходную мощность, чем зарядные устройства уровня 1, и обладают дополнительными функциями, недоступными для зарядных устройств уровня 1. В целом зарядные устройства уровня 2 различаются между зарядными устройствами, не подключенными к сети, и зарядными устройствами, подключенными к сети.

Зарядные устройства уровня 2, не подключенные к сети

Зарядные устройства уровня 2, не подключенные к сети, используются как в одноквартирных домах, так и в MUD.Они могут быть разработаны для использования в помещении или на открытом воздухе (например, NEMA 3R, NEMA 6P, NEMA 4x) и обычно вырабатывают от 16 до 40 ампер выходной мощности, что может обеспечить от 14 до 35 миль электрического диапазона за час зарядки. Они выполняют ту же функцию, что и зарядные устройства 1-го уровня, однако, если для установки выделенной цепи для зарядки электромобилей требуется разрешение на электричество, чаще всего лучше установить 240-вольтовую цепь для зарядки 2-го уровня.

Зарядные устройства уровня 2, не подключенные к сети, полезны для установки в MUD или коммерческих объектах, которые питаются от субпанелей жителей или арендаторов.В этом случае вся электроэнергия, используемая зарядными устройствами, будет включена в счет за электроэнергию человека, что устраняет необходимость в отдельном счетчике зарядных устройств. Кроме того, при наличии электрической емкости несетевые зарядные устройства уровня 2 полезны для узлов сети, которым требуется более высокая мощность, чем зарядка уровня 1, но которые не имеют большого бюджета.

Зарядные устройства

уровня 2 доступны с различными выходными мощностями от 16 до 40 ампер, с несетевыми зарядными устройствами по несколько более низкой цене, чем сетевые зарядные устройства.Таким образом, если жителю / владельцу недвижимости не нужны сетевые зарядные устройства (описанные в следующем разделе), зарядных устройств, не подключенных к сети, будет достаточно.

Сетевые зарядные устройства

Хотя сетевые зарядные устройства иногда используются в частных домах, они более распространены в коммерческих / рабочих местах, где требуются платежи, или в MUD, где счет за электроэнергию распределяется между несколькими жителями. Они могут быть разработаны для использования внутри или вне помещений (например, NEMA 3R, NEMA 6P, NEMA 4x).Сетевые зарядные устройства уровня 2, как и несетевые зарядные устройства, обычно вырабатывают от 16 до 40 ампер выходной мощности, что может обеспечить от 14 до 35 миль электрического диапазона за час зарядки, а их выходная мощность иногда регулируется. Некоторые из расширенных функций включают удаленный доступ / управление через Wi-Fi или сотовую связь, управление доступом / возможность принимать несколько форм оплаты, балансировку нагрузки между несколькими зарядными устройствами и многое другое.

Сетевые зарядные устройства

полезны для сайтов, которым необходимо отслеживать потребление электроэнергии несколькими зарядными устройствами, у которых несколько водителей используют одно зарядное устройство или требуют оплаты за использование зарядных устройств, а также для сайтов с небольшой электрической мощностью и, следовательно, для балансировки нагрузки.Некоторые модели сетевых зарядных устройств также могут ограничивать зарядку определенными часами, что позволяет оператору максимизировать структуру тарифов на электроэнергию по времени использования (TOU) и разрешать зарядку только тогда, когда электроэнергия самая дешевая (обычно где-то между 21:00 и 6:00). . Этот тип контроля также увеличивает вероятность участия в программах реагирования на спрос коммунальных предприятий. Следовательно, хотя сетевые зарядные устройства дороже, чем несетевые зарядные устройства, они обладают гораздо большей функциональностью и могут предоставить больше возможностей для рабочего места, коммерческого объекта или MUD.

DC Быстрая зарядка

Зарядные устройства

DC — самые мощные зарядные устройства для электромобилей на рынке. Они часто используются в качестве расширителей диапазона вдоль основных транспортных коридоров для поездок на дальние расстояния и в городских условиях для поддержки водителей без зарядки дома или водителей с очень большим пробегом. Большинство представленных на рынке устройств быстрой зарядки постоянного тока заряжаются от 25 до 50 кВт. При нынешних скоростях зарядки они идеально подходят для мест, где человек будет проводить от 30 минут до часа, таких как рестораны, зоны отдыха и торговые центры.

Доступные в настоящее время устройства быстрой зарядки постоянного тока требуют входного напряжения 480+ вольт и 100+ ампер (50-60 кВт) и могут произвести полную зарядку электромобиля с аккумулятором на 100 миль диапазона чуть более чем за 30 минут (178 миль электрического привода). за час зарядки). Однако новые поколения устройств быстрой зарядки постоянного тока набирают обороты и могут производить 150–350 кВт мощности.

Важно отметить, что не каждая модель электромобиля поддерживает быструю зарядку постоянным током, и поэтому они не могут использоваться каждым водителем электромобиля.Кроме того, в связи с электрической нагрузкой и требованиями к проводке для установки требуется наличие коммерческого электрика на этапе первоначального планирования. Кроме того, у быстрых зарядных устройств постоянного тока есть несколько стандартов для разъемов, тогда как существует только один общий стандарт для зарядки уровней 1 и 2 (SAE J1772). Зарядные устройства постоянного тока имеют три типа разъемов: CHAdeMO, CCS или Tesla.

Generic USB Car Charger 2A — DIY

На этот раз я собираюсь показать вам, как собрать недорогое, но очень полезное универсальное автомобильное зарядное устройство USB 2A для смартфонов и планшетов, используя готовые детали.Здесь вы можете увидеть простейший проект зарядного устройства USB с портом для прикуривателя, основанный на довольно популярном понижающем (понижающем) модуле преобразователя постоянного тока в постоянный. «Вход 6-24 В для автомобильного USB-модуля 5 В USB 2A», как называют большинство интернет-продавцов, представляет собой продуманную и безопасную конструкцию, основанную на высокоэффективном высокочастотном синхронном понижающем преобразователе MP2315, 3 А, 24 В, 500 кГц, представлена ​​компанией Monolithic Power Solutions (www.MonolithicPower.com).

Модуль, который я получил от Amazon под маркой «QSKJ», выглядит точной копией известного модуля «Ailavi».Поскольку в этом маленьком модуле почти все компоненты уже припаяны, оторваться от земли очень легко. Все, что вам нужно, — это несколько недорогих аксессуаров для завершения всей сборки. Перед самой сборкой теперь давайте посмотрим на модуль и посмотрим, как он спроектирован неизвестным китайским инженером-конструктором!

Рабочей лошадкой, безусловно, является импульсный стабилизатор MP2315 (AGCG). Хотя микросхема MP2315 может работать до 3 А, она считается безопасной только до 2 А непрерывно, прежде чем нагрев станет серьезной проблемой, но этого выхода 2 А при 5 В постоянного тока кажется достаточно для большинства распространенных автомобильных зарядных устройств USB для смартфонов / планшетов.Неудивительно, что модуль также имеет диод защиты от обратной полярности входа (ss34) и ограничитель переходного напряжения (TVS), специально добавленный для защиты выходной нагрузки. Однонаправленный TVS-диод с верхней маркировкой «AE» показывает, что его минимальное напряжение пробоя составляет 6,40 (максимум 7,07), поскольку 2-контактный тип устройства представляет собой ограничитель переходных напряжений SMAJ5.0A для поверхностного монтажа от Vishay (www.vishay.com) .

Если вы внимательно изучите модуль и сравните его со стандартной схемой из официального технического описания MP2315, вы увидите, что на печатной плате припаяно несколько дополнительных резисторов.Проще говоря, включение поддерживает зарядку устройств Android и Apple, поскольку этот трюк помогает имитировать родное зарядное устройство. Родное зарядное устройство для смартфона / планшета часто имеет специальную сигнатуру напряжения на линиях передачи данных USB (D- и D +), позволяющую подключенному устройству идентифицировать зарядное устройство и вычислять максимально допустимый зарядный ток, который он может получить от источника питания (I ‘ Я уточню это позже).

Хорошо, давайте построим. Конструкция довольно проста, потому что для этого требуется всего лишь 2-проводная пайка.Прежде всего купите / подготовьте одну вилку автомобильного прикуривателя со стандартной вилкой постоянного тока (вилка) на конце (см. Следующий рисунок), а затем припаяйте стандартный 2-проводной кабель разъема постоянного тока (розетка) к входным площадкам MP2315. модуль (обратите особое внимание на входные соединения +/-).

Наконец, поместите модуль MP2315 в небольшой проектный корпус USB (см. Ниже). Сделанный!

Лабораторная оценка

Поскольку проект подготовлен для питания / зарядки USB-устройств, первым тестом была проверка выходного напряжения. Поскольку это USB, выходное напряжение должно составлять 5 В (+/- 5%), согласно к спецификациям.Во время оценки наблюдаемый выходной сигнал без нагрузки составил 5,10 В, который упал до 5,06 В при нагрузке 1 А (к счастью, в пределах спецификаций USB). Что касается отчета об испытании эффективности, то эффективность, наблюдаемая при тестировании с выходной нагрузкой 1 А, составила 87%, в то время как она близка к 84% с нагрузкой 2,1 А. Как указывалось ранее, модуль зарядного устройства USB имеет свой особый способ передачи сигналов по линиям передачи данных USB. Вот фактические измерения напряжений линии передачи данных USB:

Следует отметить, что наиболее распространенный выделенный порт зарядки USB (DCP) должен иметь закороченные линии передачи данных D + и D- (быстрая зарядка USB / 1 А) с максимальной последовательностью. сопротивление 200 Ом, или просто закорочены (0 Ом).Для устройств Samsung обычно требуется напряжение 1,2 В на линиях передачи данных D + и D- (Samsung fast / 1 А или 1,5 А). Плавающие (неподключенные) линии данных повсеместно интерпретируются как медленная зарядка (500 мА). Однако конфигурация этого модуля (2,7 В для D + и D-) устанавливает стандартную скорость зарядки модуля через USB на 2400 мА (зарядное устройство USB на 12 Вт)!

Для грубого лабораторного теста нагрузки USB вы можете подключить один стандартный проволочный переменный резистор 10 Ом / 50 Вт к выходу USB (5 В и заземление) автомобильного зарядного устройства USB.Затем измените значение сопротивления, чтобы измерить доступное выходное напряжение при различных выходных нагрузках. Например, наберите значение 10 Ом для 500 мА (2,5 Вт), значение 5 Ом для 1000 мА (5 Вт) и значение 2,1 Ом для 2400 мА (12 Вт) и проверьте, есть ли заметный дрейф на выходе 5 В.

Наконец, один случайный снимок с моего рабочего места, сделанный, когда я тестировал экспериментальную установку с розеткой автомобильного прикуривателя (питание от автомобильного аккумулятора):

Регулируемая схема зарядного устройства автомобильного аккумулятора для гаражных механиков

Если Вы автомобильный техник, техник по автомобилестроению или автомеханик, вы можете найти эту дешевую, но мощную схему зарядного устройства для автомобильного аккумулятора чрезвычайно удобной, поскольку ее можно использовать для зарядки всех типов аккумуляторов автомобилей и мотоциклов в течение ночи с минимальными усилиями.

Это зарядное устройство особенно подходит для гаражей, поскольку оно имеет прочную конструкцию, не требующую обслуживания, что позволяет механику использовать его без особых мер предосторожности. Единственная предосторожность, которую необходимо принять, — это выбор напряжения от 6 В до 12 В, в зависимости от батареи.

Еще одним преимуществом этого твердотельного автомобильного зарядного устройства является то, что автомеханик может оставить аккумулятор без присмотра после подключения его к зарядному устройству, поскольку зарядное устройство само позаботится обо всем, начиная с автоматического отключения полной зарядки и заканчивая контролируемой зарядкой по току. .

Основные характеристики

• Недорогая конструкция, построенная из отдельных обычных деталей.
• Регулируемое напряжение зарядки
• Регулируемый ток зарядки.
• Полностью транзисторный твердотельный корпус.
• Подходит для всех аккумуляторов автомобилей и мотоциклов.
• Автоматическое отключение
• Индикатор уровня заряда и состояния

Полностью заряженная батарея увеличивает ток холодного пуска

Эту схему также могут использовать все автомобилисты, чтобы они могли расслабиться, особенно холодным утром.Устройство будет автоматически заряжать аккумулятор автомобиля в течение ночи, так что в морозное утро двигатель автомобиля запускается легко и при первом запуске.

При установке устройства для подзарядки аккумулятора в ночное время становится критически важным обеспечить, чтобы аккумулятор не перезарядился ни при каких обстоятельствах.

Чтобы исключить возможность перезарядки, выходное напряжение зарядного устройства должно быть ограничено до правильного безопасного предела.

Для 12-вольтных аккумуляторов оптимальное безопасное напряжение зарядки составляет примерно 14.1 В, а для аккумуляторов 6 В — около 7 В.

Пороговое значение напряжения полной зарядки для автомобильного аккумулятора 12 В регулируется с помощью предустановки P2, а для аккумулятора мотоцикла 6 В — с помощью предустановки P1.

Принципиальная схема

Как работает автоматическое отключение при полном уровне заряда

Ситуация с перезарядкой контролируется с помощью следующих операций схемы.

Пока батарея заряжается, ее уровень напряжения медленно повышается, пока не достигнет уровня заряда 80 или 90%.Это фактически устанавливается предустановками P2 или P3, как объяснялось ранее.

Теперь, когда уровень напряжения начинает достигать уровня полного заряда, ток начинает падать, пока не достигнет отметки почти 0 ампер. Это обнаруживается каскадом датчика тока, построенным на транзисторе T1 / T2 или BC547 / BC557, который мгновенно проводит и отключает смещение к базе T3 (BD138).

Это, в свою очередь, осушает базовое смещение для силового транзистора 2N3055, отключая подачу заряда аккумулятора.

Транзисторы T3, T4 на самом деле ведут себя как пара PNP / NPN Дарлингтона с высоким коэффициентом усиления и высокой мощностью для эффективной передачи тока на подключенную батарею.

Как работает датчик тока

Ступень датчика тока с использованием T1, T2 и предустановки P1 может использоваться для установки любого тока в диапазоне от 2 до 6 ампер для зарядки соответствующего автомобильного аккумулятора. При токе 6 ампер автомобильный аккумулятор на 60 Ач можно зарядить за 12 часов до уровня 80%, что является почти полным уровнем заряда аккумулятора.

Как отслеживается состояние зарядки

Выходной ток зарядки или состояние зарядки можно непрерывно контролировать с помощью обычного амперметра.Это может быть любой дешевый амперметр соответствующего номинала.

Резисторы серии Rs используются для соответствующей калибровки отклика измерителя на отклонение на полную шкалу вначале и отклонение на 0 В при полном заряде.

Конденсатор Cp гарантирует, что стрелка счетчика не будет вибрировать из-за частоты 100 Гц от мостового выпрямителя.

Как схема предотвращает десульфатацию

Следует отметить, что в эту схему зарядного устройства автомобильного аккумулятора не входит фильтрующий конденсатор, что помогает реализовать два фактора: 1) стоимость и экономия места, 2) увеличение срока службы аккумулятора за счет минимизации шансов сульфатации. пластин.Единственный сглаживающий элемент в зарядном устройстве — это сам автомобильный аккумулятор!

Как установить предустановки

Как видно, предустановки P2, P3 связаны с несколькими выпрямительными диодами и стабилитронами. Когда предустановка 1K находится на максимальном уровне, она устанавливает соответствующие выходы на 14 В и 7 В для заряда батареи 12 В и 6 В соответственно.

Предварительные настройки 1 K позволяют пользователю точно настроить полный уровень заряда до желаемого точного значения. В случае, если максимальное значение по умолчанию не достигает рекомендуемых уровней 14.1 В и 7 В, пользователь может добавить дополнительный выпрямительный диод с существующими диодами D3, D4 или D5, а затем настроить предустановки 1K до тех пор, пока не будет определен точный выходной уровень полного заряда.

Как установить предел тока

Ограничение выходного тока можно зафиксировать, соответствующим образом отрегулировав предустановку P1 следующим образом:

Вначале держите ползунок P1 в направлении резистора 68 Ом.

Подключите амперметр на 10 ампер к эмиттеру 2N3055 и заземлению.

Теперь медленно регулируйте P1, пока желаемый максимальный ток не будет определен по показаниям счетчика.Это позволит зафиксировать выходной ток зарядки автомобильного аккумулятора на требуемом оптимальном уровне.

О Swagatam

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

Разработка индивидуальной схемы зарядного устройства

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

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

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

Правильная зарядка батареи — это важно.

Три основных параметра, которые требуются всем батареям для оптимальной и безопасной зарядки:

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

Итак, по сути, это три основных момента, которые необходимо применить для успешной зарядки аккумулятора, а также для обеспечения того, чтобы срок службы аккумулятора не пострадал в процессе.

Несколько расширенных и дополнительных условий:

Управление температурой.

и Пошаговая зарядка.

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

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

Важность постоянного напряжения:

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

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

Это требование называется требованием постоянного напряжения.

При наличии большого количества микросхем стабилизаторов напряжения на сегодняшний день создание зарядного устройства с постоянным напряжением занимает считанные минуты.

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

Вы можете использовать микросхему LM338, которая подходит для большинства батарей для достижения постоянного напряжения.

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

Схема зарядного устройства постоянного напряжения

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

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

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

Где VREF = 1,25

Поскольку IADJ слишком мал его можно игнорировать

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

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

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

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

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

Добавление постоянного тока

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

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

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

Для реализации функции постоянного тока снова становится полезным LM338, который может быть настроен для достижения параметра с высокой степенью точности.

Приведенные ниже схемы показывают, как можно сконфигурировать ИС для реализации зарядного устройства с регулируемым током.

---

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

---

Схема зарядного устройства с постоянным и постоянным током

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

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

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

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

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

Настройка тока для зарядки аккумулятора

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

Для них может потребоваться зарядка при более высоких скоростях тока, которых одного LM338 может быть недостаточно.

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

Схема зарядного устройства на 25 А

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

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

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

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

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

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

Добавление автоматического отключения в зарядное устройство

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

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

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

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

Концепция может быть полностью понята с помощью следующего пояснения и показанной имитации схемы в формате GIF:

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

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

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

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

Первоначально напряжение питания и аккумулятор отключены от цепи.

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

Затем включается входной зарядный источник 14,2 В.

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

Начинается процедура зарядки, и аккумулятор начинает заряжаться.

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

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

Это мгновенно заставляет выходной сигнал операционного усилителя повышаться.

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

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

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

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

Это включение / выключение реле будет продолжать циклически повторяться, издавая нежелательный «щелкающий» звук из реле.

Чтобы избежать этого, необходимо добавить в схему гистерезис.

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

Добавление гистерезиса

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

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

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

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

Итак, вот готовая индивидуальная схема зарядного устройства, которую можно использовать для зарядки любой желаемой батареи после настраивая его, как описано во всем нашем руководстве:

• Операционный усилитель может быть IC 741
• Предустановка = 10k предустановка
• оба стабилитрона могут быть = 4.7 В, 1/2 Вт
• стабилитрон = 10 кОм
• Резисторы светодиодов и транзисторов также могут быть = 10 кОм
• Транзистор = BC547
• диод реле = 1N4007
• реле = выберите соответствие напряжения батареи.

Как заряжать батарею без каких-либо из вышеперечисленных средств

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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