Как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Какие схемы использовать. На что обратить внимание при сборке. Какие режимы зарядки бывают. Как правильно заряжать автомобильный аккумулятор.
Виды зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов
Существует несколько основных типов зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов:
- Простые трансформаторные ЗУ без электронной схемы. Состоят из понижающего трансформатора, выпрямителя и амперметра. Требуют постоянного контроля процесса зарядки.
- ЗУ с электронной схемой стабилизации тока. Позволяют задавать определенный ток зарядки.
- Импульсные ЗУ. Работают на высокой частоте, имеют малые габариты.
- Автоматические ЗУ. Самостоятельно выбирают оптимальный режим зарядки в зависимости от состояния аккумулятора.
При самостоятельном изготовлении чаще всего используются простые трансформаторные или ЗУ с электронной схемой стабилизации тока. Они наиболее просты в реализации.
Основные требования к зарядному устройству
При изготовлении зарядного устройства своими руками необходимо учитывать следующие важные моменты:
- Максимальное зарядное напряжение должно быть не более 14,4В для 12-вольтовых аккумуляторов.
- Ток зарядки не должен превышать 10% от емкости аккумулятора.
- Желательно наличие амперметра для контроля тока зарядки.
- Наличие защиты от короткого замыкания и переполюсовки.
- Возможность регулировки тока зарядки.
Соблюдение этих требований позволит безопасно и эффективно заряжать автомобильные аккумуляторы.
Простая схема зарядного устройства на трансформаторе
Самая простая схема зарядного устройства включает в себя следующие элементы:
- Понижающий трансформатор
- Диодный мост
- Амперметр
- Регулировочный реостат
Принцип работы такого ЗУ:
- Трансформатор понижает сетевое напряжение до 15-18В
- Диодный мост выпрямляет переменное напряжение
- Амперметр показывает ток зарядки
- Реостатом регулируется ток зарядки
Преимущества такой схемы — простота и надежность. Недостаток — необходимость постоянного контроля процесса зарядки.
Схема зарядного устройства с электронной стабилизацией тока
Более совершенная схема ЗУ включает электронную схему стабилизации тока на транзисторах или микросхемах. Это позволяет:
- Автоматически поддерживать заданный ток зарядки
- Защитить аккумулятор от перезаряда
- Сделать процесс зарядки более безопасным
В такой схеме используются:
- Операционные усилители для сравнения напряжений
- Транзисторы или тиристоры для регулировки тока
- Стабилитроны для задания опорного напряжения
Схема сложнее в реализации, но обеспечивает более качественный процесс зарядки аккумулятора.
Выбор деталей для самодельного зарядного устройства
При сборке зарядного устройства важно правильно подобрать основные компоненты:
- Трансформатор — мощность не менее 100Вт, выходное напряжение 15-18В
- Диодный мост — на ток не менее 10А
- Амперметр — на ток до 10А
- Регулировочный реостат — на мощность не менее 50Вт
- Провода сечением не менее 1,5 мм²
Для схем с электронной стабилизацией дополнительно потребуются транзисторы, микросхемы, резисторы и конденсаторы согласно выбранной схеме.
Сборка и настройка зарядного устройства
Процесс сборки зарядного устройства включает следующие этапы:
- Подготовка корпуса и монтажной панели
- Установка трансформатора и радиатора
- Монтаж платы с электронными компонентами
- Подключение измерительных приборов
- Монтаж выходных клемм и предохранителей
- Проверка и настройка устройства
При настройке проверяется:
- Выходное напряжение без нагрузки
- Максимальный ток
- Работа защиты от короткого замыкания
- Стабильность поддержания заданного тока
Только после полной проверки устройство можно использовать для зарядки реальных аккумуляторов.
Правила безопасного использования самодельного ЗУ
При эксплуатации самодельного зарядного устройства необходимо соблюдать следующие правила безопасности:
- Использовать устройство только в сухом помещении
- Не допускать попадания влаги на электронные компоненты
- Обеспечить хорошую вентиляцию во время зарядки
- Не оставлять работающее устройство без присмотра
- Периодически проверять исправность всех узлов
- При появлении запаха или дыма немедленно отключить от сети
Соблюдение этих простых правил позволит безопасно эксплуатировать самодельное зарядное устройство в течение длительного времени.
Преимущества и недостатки самодельных зарядных устройств
Изготовление зарядного устройства своими руками имеет ряд преимуществ:
- Низкая стоимость по сравнению с готовыми устройствами
- Возможность подстроить параметры под конкретный аккумулятор
- Развитие навыков электроники
- Возможность быстрого ремонта при поломке
Однако есть и недостатки:
- Отсутствие сертификации и гарантии
- Возможные ошибки при изготовлении
- Меньшая надежность по сравнению с заводскими ЗУ
- Необходимость постоянного контроля при эксплуатации
Поэтому перед изготовлением стоит взвесить все за и против и оценить свои возможности.
Заключение
Изготовление зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками — интересный и полезный проект для любителей электроники. При правильном подходе можно получить вполне работоспособное устройство. Однако важно помнить о необходимости соблюдения всех правил безопасности как при изготовлении, так и при эксплуатации самодельного ЗУ.
Схема зарядного устройства для восстановления АКБ реверсивным током
Всем привет, в этой статье поговорим о том, как собрать устройство для зарядки автомобильного аккумулятора реверсивным, ассиметричным током на полевых транзисторах.
Что такое зарядка АКБ реверсивным током, подробно останавливаться не буду, так как этой информации полно в инете. Для данного устройства было перепробовано много различных схем, большинство из них или не работало вообще, или работа остальных, тем или иным способом не устраивала по параметрам.
Поэтому пришлось начинать с нуля и сделать надёжную, работающую схему, что в конце концов и получилось. Вот так выглядит схема для зарядки аккумуляторов реверсивным током.Данная схема очень элементарна, очень надёжна и очень проста в повторении. Что мы видим на этой схеме, два 555-ых таймера включенных здесь в качестве генераторов импульсов. Каждая микросхема управляет своим полевым ключом.
Соответственно один мосфет отвечает за зарядку аккумулятора, второй мосфет за разрядку. Сначала давайте рассмотрим узел, который отвечает у нас за разрядку аккумулятора.555-ый таймер (№2) здесь настроен на частоту около 1Кгц с коэффициентом заполнения около 85%. Питание данной схемы осуществляется непосредственно от самого аккумулятора, именно поэтому в данной схеме очень важно использовать полевые транзисторы. Потому что в них присутствует, так называемый обратный диод, благодаря этому диоду и возможна работа данной схемы.
Вторая микросхема (№1) отвечает за зарядку аккумулятора, соответственно от того, как вы подберёте частота-задающую обвязку данной микросхемы и будет, в конечном итоге, зависеть время заряда и время разряда вашего аккумулятора.
Значит как же эта схема работает в целом…
Как только на выход нашего устройства мы подключаем какой-либо АКБ, соответственно у нас запускается микросхема №2 и начинает на своём выходе генерировать прямоугольные импульсы, в следствии чего у нас открывается транзистор VT2, который в свою очередь разряжает наш аккумулятор на какую-либо нагрузку, в моём случаи это автомобильная лампа на 21 ватт.
Микросхема под №1 у нас не запускается, так как на выходе нашего устройства стоит диод VD1 (сдвоенный диод-шоттки). На вход нашего устройства мы подключаем какой-либо источник питания, будь то зарядное устройство или какой-нибудь блок питания, соответственно у нас запускается микросхема под №1 и начинает также на своём выходе вырабатывать прямоугольные импульсы с той частотой с которой вы ей задали с помощью частота-задающей обвязки.И как только на выходе №1 микросхемы появляется высокий уровень у нас открываются транзисторы VT1 и VT3. Ну и как видно из схемы транзистор VT1 у нас закорачивает 5 вывод микросхемы №2 на землю, тем самым останавливая генерацию прямоугольных импульсов и запирая транзистор VT2, тем самым прекращая разрядку нашего аккумулятора.
И в то же время открытый транзистор VT3 соединяет наш аккумулятор с нашим источником питания, тем самым обеспечивая его зарядку.
Ну и соответственно, как только с выхода микросхемы №1 высокий уровень исчезает два транзистора VT1 и VT3 закрываются, тем самым разъединяя наше зарядное устройство от нашего аккумулятора и в то же время рассоединяя 5 вывод микросхемы №2 с землёй, тем самым восстанавливая генерацию прямоугольных импульсов на выходе.
По деталям…
Обе микросхемы питаются через 12-ти вольтовые стабилизаторы 7812.
Время заряда и время разряда АКБ можно регулировать изменяя номиналы резисторов R2,R3,R4 и частота-задающего конденсатора С3.
Плата получилась довольно компактная, мосфеты и диод установил на небольшой радиатор.
Хотя они работают в ключевом режиме и нагрев минимальный.
Клемники поставил для подключения разрядной лампы и аккумулятора.Вот подключил, загорелась лампочка, то есть пошла разрядка аккумулятора.Цикл разряда и цикл зарядаПоворачивая бегунок подстроечного резистора можно менять скорость заряда и разряда данной схемы.Данную платку можно разместить непосредственно в корпусе зарядного устройства, тем самым добавив ему очень полезную функцию десульфатации.
Печатку в формате .lay можно скачать здесь.
СХЕМА ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ АККУМУЛЯТОРА
Недавно была опубликована схема простого проверенного самодельного устройства для зарядки небольших аккумуляторов, в частности литий-ионных аккумуляторов шуруповёрта. В процессе экспериментов, были введены пару дополнений, которые позволили зарядному устройству повысить стабильность зарядного тока и упростить работу с ЗУ.В данной схеме реализован режим заряда аккумулятора постоянным током, который прекращается по истечении определенного времени, необходимым для полного заряда. Устройство следит за степенью заряда аккумулятора и само отключит (уменьшит почти до нуля) зарядный ток по достижении заданного напряжения на нём. Зарядный ток составляет обычно I=0,1·Е, где I — зарядный ток в амперах, а Е — емкость аккумулятора в амперчасах. В этом режиме коефициент ёмкостного эффекта аккумулятора принимают 70% и длительность зарядки устанавливают около 15 часов. Режим зарядки малым током хорош тем, что даже при значительной перезарядке аккумулятор не будет поврежден.
На фотографиях показано зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов, собранное по данной схеме в алюминиевой коробке от чего-то подходящего. Корпус цельнофрезерованный, он используется как один большой радиатор для регулирующего транзистора. Данная схема была неоднократно проверена в различных конструктивных исполнениях и показала высокую надёжность работы. Материал предоставил ZU77.
Форум по зарядным устройствам
Форум по обсуждению материала СХЕМА ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ АККУМУЛЯТОРА
Схема зарядного устройства для аккумуляторов 3,7В
Добавил: STR2013,Дата: 15 Мар 2021Следующее зарядное устройство для малогабаритных аккумуляторов построено с использованием компаратора, который отключает зарядный ток при достижении заданного напряжения.
Заряд производится стабильным током, не зависящим от степени зарядки аккумулятора и напряжения в сети. Данная схема простая и имеет свои преимущества и недостатки, которые мы обсуждали в предыдущих статьях.
Зарядное устройство обеспечивает стабильный ток заряда и автоматически отключается при достижении заданного напряжения на аккумуляторе. Если на аккумуляторе достигнута необходимая величина напряжения, переключается компаратор, отключающий зарядный ток. При этом светодиод «заряд» гаснет и небольшой ток течет через резистор 750 Ом . По окончании зарядки через аккумулятор пропускается небольшой ток, компенсирующий ток саморазряда.
Схема используется при эксплуатации достаточно качественных аккумуляторов, у которых внутреннее сопротивление ещё низко, поэтому погрешность установки напряжения полного заряда пока невелика.
Номиналы прецизионных резисторов на схеме достаточно условны — делитель с необходимым коэффициентом деления можно собрать и на других резисторах. Также один из резисторов в делителе можно заменить подстроечным и с помощью цифрового мультиметра установить необходимый порог отключения зарядного тока. Зарядный ток подбирается резистором 39 Ом.
Это устройство имеет фиксированный ток заряда, т.к. при его изменении требуется корректировать пороговое напряжение отключения из-за наличия внутреннего сопротивления аккумулятора, что приводит к большим погрешностям в определении момента окончания зарядки.
При протекании зарядного тока светится светодиод «Заряд».
Автор: Кравцов В. (сайт:Автоматика в быту)
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Устройство защиты от переполюсовки для зарядного устройства.
- Самодельное зарядное устройство li-ion аккумуляторов на базе МК ATMega328
- Простой светодиодный фонарик
Простая схема защиты АКБ и зарядного устройства от переполюсовки
Захотел я собрать какой-нибудь зарядник для аккумуляторов. И самым первым, что я подумал собрать — это зашита от переполюсовки на реле. Приведённая ниже простая схема для защиты зарядного и АКБ под силам любому, даже начинающему радиолюбителю. Подробнее…
Анализируется возможность построения схемы зарядки литий-ионных аккумуляторов на базе МК ATMega328 и популярного программного обеспечения ARDUINO версии 1.8.5.
В интернете, в свободном доступе, размещена статья Рыкованова А., Беляева С. «Зарядные устройства для портативных литий-ионных аккумуляторных батарей», где рассмотрена методология построения зарядных устройств, без рассмотрения принципиальных схем. В данной статье сделана попытка разработки и изготовления одной из множества вероятных схем на основе радиолюбительской технологии «Сделай сам».
Подробнее…
Светодиодный фонарик своими руками и зарядное устройство к нему.
Уже давно известно, что фонарики на светодиодах очень экономичны, малогабаритны и имеют более продолжительный срок службы. Светодиодный фонарик можно легко сделать своими руками или переделать имеющийся ламповый. Для этого нужны яркие светодиоды повышенной мощности.
Светодиоды потребляют меньший ток, долговечней и надежней по сравнению с лампочкой. К тому же они не боятся ударов и тряски.
Подробнее…
Популярность: 757 просм.
Электрическая Схема Зу 2м — tokzamer.ru
Измеряйте переменное напряжение между точкой обмотки трансформатора, отнимите 4 вольта и получится постоянное напряжение после моста 2.
А Не желательно производить зарядку батареи самодельным устройством, если она не снята с автомобиля. VD5 диод, который служит для защиты управляющей цепи тринистора от возможного обратного напряжения, которое возникает при включении тринистора VS1.
Транзисторы прозвонить можно любым стрелочным или цифровым мультиметром. Оборудование должна быть выключено, когда происходит соединение с зарядным устройством.
№49 простое зарядное устройство ЗУ — 2М аккумулятор изготовление платы (часть 2)
Схема такого устройства показана на рис.
Зарядный ток, рекомендуемый в инструкции по эксплуатации аккумуляторной батареи, обеспечивает оптимальное протекание электрохимических процессов в ней и нормальную работу в течение длительного времени. Самое простое зарядное устройство- схема
Вариант печатной платы зарядного устройства на рисенке 5, размером 60х75 мм приведен на рисунке ниже: Примечание: Диоды выпрямительного мостика VD5-VD8 необходимо установить на радиаторы.
Выключателями Q1 — Q4 можно подключать различные комбинации конденсаторов и тем самым регулировать ток зарядки.
Это место и потребуется тщательно протереть, чтобы избавиться от всей кислоты.
Нереально просто!!! Регулятор тока для Зарядного Устройства.
Самоделки, хобби, увлечения.
Позже попробую зимний режим. Изменение тока в нагрузке достигается регулированием угла открывания тринистора VS1. Фирмы хорошо зарекомендовали себя на рынке, а потому о надежности и функциональности переживать при покупке не следует. Первые отвращают низкой надежностью, вторые ценой.
Для регулировки зарядного тока можно использовать магазин конденсаторов, включаемых последовательно с первичной сетевой обмоткой трансформатора и выполняющих функцию реактивных сопротивлений, гасящих избыточное напряжение сети. Может ли аккумулятор выйти из строя, если автомобилем не пользуются долгое время стоит в гараже без запуска?
Переменным резистором R4 устанавливают порог срабатывания реле К2, которое должно срабатывать при напряжении на зажимах аккумулятора, равном напряжению полностью заряженной батареи. VD5 диод, который служит для защиты управляющей цепи тринистора от возможного обратного напряжения, которое возникает при включении тринистора VS1.
Внимательно осмотрите плату на наличие трещин и непропаев, омовые резисторы часто бывают в обрыве, на глаз не заметишь, можно прозвонить не выпаивая.
Иначе возможны неприятные последствия.
Когда кислота соприкоснется с содой, то произойдет реакция и автомобилист обязательно ее заметит.
До последнего времени пользовался ЗУ еще советского производства.
ДЕЛАЕМ ПРОСТОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКБ с авто выключением при полном заряде
Смотрите также: Глубина заложения электрокабеля в земле снип
27 Replies to “простое зарядное устройство ЗУ-2М АКБ схема (часть 1)”
А Автомобилист вышел из транспорта и забыл выключить фары.
Гораздо проще следить за агрегатом, чем после тратиться на составляющие для ремонта.
Ручкой 5 установить требуемый зарядный ток, величина которого должна соответствовать указанной в инструкции на аккумуляторную батарею. Это отличный вариант для обработки всех поверхностей. Когда кислота соприкоснется с содой, то произойдет реакция и автомобилист обязательно ее заметит.
Б Аккумуляторная батарея слишком нагрелась под воздействием солнечных лучей. Амперметр измеряет силу тока которую нужно регулировать для зарядки аккумулятора, в данном устройстве используется РА1 — 10 А.
Цитата: Сообщение от Sergey2 1. Шунт подбираем по образцу амперметра. Удачи в ремонте. Величина напряжения устанавливается автоматически и по мере заряда батареи будет возрастать при неизменной силе тока.
75 комментариев для “Тиристорное импульсное зарядное устройство 10А на КУ202”
Имеется также большое количество схем — их желательно все изучить, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант. А Не желательно производить зарядку батареи самодельным устройством, если она не снята с автомобиля. Их сложно установить на аппарате, собранном дома, а потому придется придерживаться нескольких правил при эксплуатации. А Автомобилист вышел из транспорта и забыл выключить фары.
В качестве регуляторов тока применяют проволочные реостаты см. В этом режиме, по заявлению производителя устройство может находиться месяцами. Цитата: Сообщение от Sergey2 1. А Есть только один вариант — сеть с напряжением в вольт. Ручкой 5 установить требуемый зарядный ток, величина которого должна соответствовать указанной в инструкции на аккумуляторную батарею.
Выполняя эти простые правила, получится правильно произвести подпитку АКБ и не допустить неприятных последствий. Максимальный ток заряда аккумулятора 10А , устанавливается амперметром. Шнур питания 9 подключить к сети.
Электрическая схема автомобильного зарядного устройства
Простые самоделки для автомобиля, советы автолюбителю и схемы сделанные своими руками
Его проще изготовить своими руками, из любого другого миллиамперметра. Заряд 12В и 6В аккумуляторных батарей в ручном режиме: 6.
Между катодом и управляющим электродом от 30 до Ом. Зарядный ток, рекомендуемый в инструкции по эксплуатации аккумуляторной батареи, обеспечивает оптимальное протекание электрохимических процессов в ней и нормальную работу в течение длительного времени.
Как избежать 2-х ошибок при зарядке аккумуляторной батареи Необходимо соблюдать основные правила, чтобы правильно подпитать батарею на автомобиле.
Между катодом и управляющим электродом от 30 до Ом. К недостатку этого зарядного устройства следует отнести гальваническую связь с сетью элементов узла регулирования, что необходимо учитывать при разработке конструктивного исполнения например, использовать переменный резистор с пластмассовой осью. Возможно заряжать не отключая АКБ от бортсети, хотя и желательно. Контакты очень хорошо нужно почистить, чтобы ток без трудностей поступал к батарее.
См. также: Как прокладывать кабельную линию в траншее снип
А Для подзарядки применяется напряжение сети в В. Оборудование предназначается для зарядки автомобильных аккумуляторов с напряжением 14,5 Вольт.
Возможно заряжать не отключая АКБ от бортсети, хотя и желательно. Простейший ЗУ-2М, г. Его проще изготовить своими руками, из любого другого миллиамперметра. Уровень определить не составит труда — пластины должны быть полностью покрыты жидкостью.
Кроме того, применение тринистора в цепи первичной обмотки трансформатора позволило несколько улучшить форму кривой зарядного тока и снизить значение коэффициента формы кривой тока что также приводит к повышению КПД зарядного устройства. Транзисторы прозвонил,как как показано всылке,всё нормально,только я их со схемы не выпаивал.
Крышка 12 крепится к корпусу 1 винтом. Б Необязательно снимать АКБ с установленного места. Это место и потребуется тщательно протереть, чтобы избавиться от всей кислоты. Максимальный ток заряда аккумулятора 10А , устанавливается амперметром.
Зарядное для Автомобильных аккумуляторов на советских деталях
Схема автомобильного зарядного устройства | 2 Схемы
Зима неумолимо приближается и скоро начнется сезон покупки (сборки) автомобильных зарядных устройств. Хотим представить зарядное устройство, которое изготовлено самостоятельно для собственных потребностей в зарядке двух АКБ на 40 и 60 А/ч. Оно работает уже в нескольких экземплярах у разных людей, и зимой особенно необходимо.
В дешевых зарядных устройствах, доступных в магазинах, бывает так что зарядное напряжение в финальной фазе достигает 20 В (такое без стабилизатора при росте сетевого напряжения до 250 В вполне возможно), а электролит превращается в газ. Они не подходят по соображениям безопасности, поэтому лучше о покупке таких девайсов даже не думайте!
При минимальных знаниях и ровности рук можно потратив наименьшее количество денег, используя что есть под рукой, собрать вполне приличную зарядку для авто 12 В.
Схема зарядного к автомобилю
Потенциометр PR1 позволяет регулировать рабочее напряжение компаратора U1 в диапазоне не менее 13,5 … 15 В. Если напряжение батареи ниже чем рабочее напряжение компаратора, то после каждого сброса триггера U2A после дополнительного короткого момента высокое состояние выводится на Q-выход. Конденсатор С1 заряжается, и напряжение на затворе транзистора становится как минимум на 10 В выше, чем напряжение на его истоке — транзистор открывается. Важной характеристикой схемы является то, что описанный цикл зарядки C1 не повторяется в каждой половине работы сети, только каждый полный период, то есть каждые 20 мс. Благодаря этому система всегда будет проходить через четное число синусоидальных полуволн, что полезно для трансформатора, поскольку поглощенный ток не содержит постоянной составляющей.
Данное зарядное устройство построено на хорошо известной микросхеме 4013. Единственное изменение в схеме — это использование CEP50N06 вместо транзистора BUZ11, он имеет еще более низкое сопротивление перехода (19 мОм вместо 30 мОм). Это действительно очень хорошая и многократно проверенная схема, хотя она имеет два недостатка, а именно: отсутствие регулировки зарядного тока и невозможность работать при напряжении аккумулятора ниже 10 В. Трудно сказать каково предельное нижнее напряжение для правильной работы схемы, но подключив разряженную батарею, на которой напряжение без нагрузки было 8 В — система не запускалась, нужно было ненадолго подключить аккумулятор к БП напрямую (чуть поднять напряжение), после чего зарядное устройство справилось.
Корпус от классического блока питания компьютера, в котором всё было возможно разместить. В середине был прикручен трансформатор от поврежденного ИБП, от которого была использована только одна обмотка 17 В. Схема также работает с выпрямительным мостом 25 А, V / A модулем производства Китая. Что касается модуля V / A, его преимуществом является широкий диапазон напряжения питания до 30 В и то, что он может легко запитываться от самого измеренного напряжения. Точность измерения может быть откалибрована с помощью микро потенциометров. Модуль имеет встроенный шунт, диапазон измерения тока составляет 10 А. Выход защищен предохранителем на 15 А.
Вентилятор установлен на задней части корпуса БП, рабочее напряжение его ограничено резистором 220 Ом, 5 Вт (чтоб меньше шумел). Резистор подобран экспериментальным путем, чтобы у кулера не было проблем с запуском, а его обороты были ниже. Он ведь должен не шуметь, а только обеспечивать циркуляцию воздуха. Конечно можно отказаться от вентилятора вообще, но тогда было бы полезно иметь большой радиатор для транзистора.
Кабель подключения к АКБ 2×1,5 мм длиной 3 м, зажимы типа «крокодил», он используется для подключения к аккумулятору. Кабель может быть и более толстым, так как при токе 8 А падение напряжения составляет около 0,75 В, при 5 А — около 0,5 В, а при 2 А — всего 0,2 В. Это не слишком большая проблема, потому что на последней стадии зарядки ток очень маленький и напряжение тоже падает.
Расходы на самодельную автозарядку вышли несравнимо меньшие, чем на покупку готовой, пусть даже на дешевом китайском сайте.
При зарядке не нужно отсоединять аккумулятор от автомобильной электроники (схема контролирует выходное напряжение, которое установлено на 14,4 В), и не нужно контролировать время зарядки, когда заряд аккумулятора завершается, ток зарядки со временем упадет почти до нуля.
Максимальный ток, который удавалось достичь на представленной конструкции, составляет 12 А (модуль V / A выдержал) при разряженной батарее до 8 В, о которой упоминалось ранее. При нормальной работе аккумуляторных батарей ток в начальной фазе составляет 6 А, а затем постепенно уменьшается. Его значение зависит от степени разрядки аккумулятора.
Цифровой вольтметр подключен к аккумулятору. Амперметр подключен сразу к диодному мосту. Во время зарядки вольтметр колебался в диапазоне около 0,1 В и это нормальная работа. После зарядки батареи до 14,4 В вольтметр перестал колебаться и постоянно отображал это значение. Во время зарядки амперметр изменял свои показания с максимума на ноль. Ноль показывал строго и не колебался как на вольтметре 14.4 В.
Инструкция по работе с ЗУ к авто
Зарядное устройство работает следующим образом:
- Вы подключаете батарею несколько разряженную, предположим что после подключения напряжение составляет 12,3 В. Поскольку сопротивление такой батареи низкое, а напряжение ниже установленного 14,4 В, транзистор открывается и течет постоянный ток. Насколько велик этот ток, зависит от мощности трансформатора и сопротивления аккумулятора. Предположим, что это будет 6 А.
- Батарея заряжается, напряжение на ней увеличивается, а ток немного уменьшается.
- Напряжение достигает заданного значения 14,4 В, схема переходит в импульсный режим, чтобы ограничить дальнейшее повышение напряжения.
- Напряжение больше не будет увеличиваться, но батарея будет подзаряжаться все время, ток будет постепенно уменьшаться, амперметр будет колебаться по показаниям.
- Батарея продолжает заряжаться, пиковый ток становится ниже, а при полной зарядке колеблется в пределах очень низких значений. Аккумулятор следует считать заряженный, когда ток составляет около 0-0,3 А.
Схема переходит в импульсный режим подпитки, когда напряжение достигает 14,4 В, и к этому времени ток протекающий через АКБ становится стабильным, амперметр также показывает это. В импульсном режиме амперметр будет показывать около нуля, это означает что батарея полностью заряжена.
Это не первое самодельное зарядное устройство собранное по предлагаемой схеме, предыдущие выглядели так как на фото выше. Все они работают у людей уже давным-давно. Описание ЗУ в оригинале и рисунок печатной платы скачайте в архиве.
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками
Проблемы с аккумуляторами — не такое уж редкое явление. Для восстановления работоспособности необходима дозарядка, но нормальная зарядка стоит приличных денег, а сделать ее можно из подручного «хлама». Самое главное — найти трансформатор с нужными характеристиками, а сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками — дело буквально пары часов (при наличии всех необходимых деталей).
Содержание статьи
Немного теории
Процесс заряда аккумуляторов должен проходить по определенным правилам. Причем процесс заряда зависит от вида батареи. Нарушения этих правил приводит к уменьшению емкости и срока эксплуатации. Потому параметры зарядного устройства для автомобильного аккумулятора подбираются для каждого конкретного случая. Такую возможность предоставляет сложное ЗУ с регулируемыми параметрами или купленное специально под эту батарею. Есть и более практичный вариант — сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Чтобы знать, какие параметры должны быть, немного теории.
Перед началом заряда надо измерить напряжение
Виды зарядных устройств для аккумуляторных батарей
Заряд аккумулятора — процесс восстановления израсходованной емкости. Для этого на клеммы аккумулятора подается напряжение, немного превышающее рабочие показатели АБ. Подаваться может:
- Постоянный ток. Время заряда — не менее 10 часов, в течении всего этого времени подается фиксированный ток, напряжение изменяется от 13,8-14,4 В в начале процесса до 12,8 В в самом конце. При таком виде заряд накапливается постепенно, держится дольше. Недостаток этого способа — необходимо контролировать процесс, вовремя отключить зарядное устройство, так как при перезаряде электролит может закипеть, что существенно снизит его рабочий ресурс.
- Постоянное напряжение. При заряде постоянным напряжением, ЗУ выдает все время напряжение 14,4 В, а ток изменяется от больших значений в первые часы заряда, до очень небольших — в последние. Потому перезаряда АБ не будет (разве что вы оставите его на несколько суток). Положительный момент этого способа — время заряда уменьшается (90-95% можно набрать за 7-8 часов) и заряжаемый аккумулятор можно оставить без присмотра. Но такой «экстренный» режим восстановления заряда плохо влияет на срок службы. При частом использовании постоянным напряжением АБ быстрее разряжается.
Графики изменения параметров ЗУ в разных режимах
В общем, если нет необходимости спешить, лучше использовать заряд постоянным током. Если надо за короткое время восстановить работоспособность аккумулятора — подавайте постоянное напряжение. Если говорить о том, какое лучше сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, ответ однозначен — подающее постоянный ток. Схемы будут простые, состоящие из доступных элементов.
Как определить нужные параметры при зарядке постоянным током
Опытным путем установлено, что заряжать автомобильные свинцовые кислотные аккумуляторы (их большинство) необходимо током, который не превышает 10% от емкости батарей. Если емкость заряжаемой АБ 55 А/ч, максимальный ток заряда будет 5,5 А; при емкости 70 А/ч — 7 А и т.д. При этом можно ставить чуть меньший ток. Заряд будет идти, но медленнее. Он будет накапливаться даже если ток заряда будет 0,1 А. Просто для восстановления емкости потребуется очень много времени.
Так как в расчетах принимают, что ток заряда составляет 10%, получаем минимальное время заряда — 10 часов. Но это — при полном разряде аккумулятора, а его допускать нельзя. Потому фактическое время заряда зависит от «глубины» разряда. Определить глубину разряда можно, замерив вольтаж на АБ до начала заряда:
- Полностью заряженная батарея (100%) имеет напряжение 12,7-12,8 В.
- Половинный разряд (около 50%) с напряжением 12 В. Вот при таком разряде или чуть ниже надо ставить АБ на зарядку.
- Почти полный или полный разряд (10-0%) — 11,8-11,7 В. До таких значений лучше не опускаться — частый полный разряд сокращает срок службы.
Конкретный вольтаж будет у каждого производителя свой, но можно примерно ориентироваться по этим данным (аккумуляторы Bosch)
Чтобы рассчитать примерное время заряда АБ, надо узнать разницу между максимальным зарядом батареи (12,8 В) и текущим ее вольтажом. Умножив цифру на 10 получим время в часах. Например, напряжение на аккумуляторе перед зарядом 11,9 В. Находим разницу: 12,8 В — 11,9 В = 0,8 В. Умножив эту цифру на 10, получаем что время заряда будет около 8 часов. Это при условии, что подавать будем ток, который составляет 10% от емкости батареи.
Схемы зарядного устройства для авто АБ
Для заряда аккумуляторов обычно используется бытовая сеть 220 В, которая преобразуется в пониженное напряжение при помощи преобразователя.
Простые схемы
Наиболее простой и эффективный способ — использование понижающего трансформатора. Именно он понижает 220 В до требуемых 13-15 В. Такие трансформаторы можно найти в старых ламповых телевизорах (ТС-180-2), компьютерных блоках питания, найти на «развалах» блошиного рынка.
Но на выходе трансформатора получается переменное напряжение, которое необходимо выпрямить. Делают это при помощи:
- Одного выпрямляющего диода, который устанавливают после трансформатора. На выходе такого ЗУ ток получается пульсирующим, причем биения сильные — срезана только одна полуволна.
Самая простая схема
- Диодного моста, который отрицательную волну «заворачивает» наверх. Ток тоже пульсирующий, но биения меньше. Именно эта схема чаще всего реализуется самостоятельно, хотя не является лучшим вариантом. Можно собрать диодный мост самостоятельно на любых выпрямляющих диодах, можно купить готовую сборку .
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: схема с диодным мостом
- Диодного моста и сглаживающего конденсатора (4000-5000 мкФ, 25 В). На выходе этой схемы получаем постоянный ток.
Схема со сглаживающим конденсатором
В приведенных схемах присутствуют также предохранители (1 А) и измерительные приборы. Они дают возможность контролировать процесс заряда. Их из схемы можно исключить, но придется периодически использовать для контроля мультиметр. С контролем напряжения это еще терпимо (просто приставлять к клеммам щупы), то контролировать ток сложно — в этом режиме измерительный прибор включают в разрыв цепи. То есть, придется каждый раз выключать питание, ставить мультиметр в режиме измерения тока, включать питание. разбирать измерительную цепь в обратном порядке. Потому, использование хотя-бы амперметра на 10 А — очень желательно.
Недостатки этих схем очевидны — нет возможности регулировать параметры заряда. То есть, при выборе элементной базы выбирайте параметры так, чтобы на выходе сила тока была те самые 10% от емкости вашего аккумулятора (или чуть меньше). Напряжение вы знаете — желательно в пределах 13,2-14,4 В. Что делать, если ток получается больше желаемого? Добавить в схему резистор. Его ставят на плюсовом выходе диодного моста перед амперметром. Сопротивление подбираете «по месту», ориентируясь на ток, мощность резистора — побольше, так как на них будет рассеиваться лишний заряд (10-20 ВТ или около того).
И еще один момент: зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, сделанное по этим схемам, скорее всего, будет сильно греться. Потому желательно добавить куллер. Его можно вставить в схему после диодного моста.
Схемы с возможностью регулировки
Как уже говорили, недостаток всех этих схем — в невозможности регулировки тока. Единственная возможность — менять сопротивления. Кстати, можно поставить тут переменный подстроечный резистор. Это будет самый простой выход. Но более надежно реализована ручная регулировка тока в схеме с двумя транзисторами и подстроечным резистором.
Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора с возможностью ручной регулировки тока заряда
Ток заряда изменяется переменным резистором. Он стоит уже после составного транзистора VT1-VT2, так что ток через него протекает небольшой. Потому мощность может быть порядка 0,5-1 Вт. Его номинал зависит от выбранных транзисторов, подбирается опытным путем (1-4,7 кОм).
Трансформатор мощностью 250-500 Вт, вторичная обмотка 15-17 В. Диодный мост собирается на диодах с рабочим током 5А и выше.
Транзистор VT1 — П210, VT2 выбирается из нескольких вариантов: германиевые П13 — П17; кремниевые КТ814, КТ 816. Для отвода тепла устанавливать на металлической пластине или радиаторе (не менее 300 см2).
Предохранители: на входе ПР1 — на 1 А, на выходе ПР2 — на 5 А. Также в схеме есть сигнальные лампы — наличия напряжения 220 В (HI1) и тока заряда (HI2). Тут можно ставить любые лампы на 24 В (в том числе и светодиоды).
Видео по теме
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками — популярная тема для автолюбителей. Откуда только не извлекают трансформаторы — из блоков питания, микроволновок.. даже мотают сами. Схемы реализуются не самые сложные. Так что даже без навыков в электротехнике можно справиться самостоятельно.
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.
Как разработать трехступенчатую схему зарядки аккумулятора | Custom
Трехступенчатые зарядные устройства обычно называют интеллектуальными зарядными устройствами. Это высококачественные зарядные устройства, которые популярны для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов. Однако в идеале все типы аккумуляторов следует заряжать с помощью трехступенчатых зарядных устройств. Для более дорогих свинцово-кислотных аккумуляторов этот трехэтапный процесс зарядки сохраняет их работоспособность.
Прежде чем переходить к схемам трехступенчатого зарядного устройства, мы должны больше узнать о многоступенчатых зарядных устройствах и причинах их использования.
Что такое многоступенчатые зарядные устройства?Многоступенчатые зарядные устройства определяют требования к батарее и автоматически переключаются в режим CC-CV, гарантируя оптимальную эффективность и более длительный срок службы батареи. Эти технологии зарядки аккумуляторов обычно используют микропроцессоры для регулируемой зарядки от 2 до 5 ступеней.
Двухступенчатое зарядное устройство для аккумуляторов имеет (очевидно) две ступени: накопительную и плавающую. Вы можете наблюдать эти этапы на общей схеме контроллера зарядного устройства для мобильных аккумуляторов.Здесь основная стадия обычно упоминается как стадия повышения, на которой батарея заряжается высокими токами в течение короткого промежутка времени. Стадия плавающего режима, также называемая непрерывной зарядкой, происходит, когда батарея заряжается со скоростью саморазряда.
Некоторые зарядные устройства имеют стадию восстановления для восстановления разряженных батарей. Как упоминалось ранее, эти зарядные устройства повышают эффективность и продлевают срок службы аккумуляторов. Возможно, вы видели людей, заряжающих свинцово-кислотные (или другие дорогие) батареи от постоянного источника питания.Это как медленная смерть вашим батареям!
Трехэтапный процесс зарядкиКак видно из названия, в этом зарядном устройстве есть три стадии: накопление, абсорбция и поплавок. Обсудим каждый этап.
Зарядная ступеньОколо 80% батареи заряжается на основной ступени. Здесь обеспечивается постоянный ток 25% от номинального значения Ач. Например, в случае батареи 100 Ач подается постоянный ток 25 А, и напряжение увеличивается со временем.
Вы можете увеличить ток, подаваемый на батарею, более чем на 25% от ее емкости, что сократит время зарядки, но также может сократить срок службы батареи, поэтому не рекомендуется применять ток более высокий, чем указано. Не забудьте ознакомиться с рекомендациями производителей по зарядке, некоторые батареи также указывают 10% емкости.
Стадия абсорбцииНа стадии абсорбции заряжаются оставшиеся 20% батареи. Здесь зарядное устройство подает постоянный ток, такой же, как и напряжение поглощения зарядного устройства, которое зависит от вариантов зарядки, и это потребление тока уменьшается до тех пор, пока аккумулятор не будет полностью заряжен.
Иногда, однако, сила тока не падает должным образом. В этом случае в аккумуляторе может быть стойкое сульфатирование. Постоянная сульфатация возникает, когда аккумулятор находился в состоянии низкого заряда в течение недель или более, и восстановление аккумулятора в этом случае невозможно.
Float StageНа плавающей стадии зарядное устройство пытается поддерживать полностью заряженный аккумулятор в том же состоянии в течение неопределенного времени. Здесь снижается напряжение и подается ток менее 1% от емкости батареи.Вы можете оставить зарядку аккумулятора в этом состоянии навсегда, и это не повредит аккумулятору.
Трехступенчатые схемы зарядки аккумулятораДавайте поговорим об обычном аккумуляторе 12 В, 7 Ач. Его напряжение поглощения составляет от 14,1 В до 14,3 В, а напряжение холостого хода составляет от 13,6 В до 13,8 В. Зная это, нам нужна схема, в которой мы можем регулировать напряжение с течением времени, чтобы было легче контролировать его с помощью потенциометра или мы можем использовать микроконтроллер задачи.
ИС регулятора напряжения LM317 — это первое, что приходит на ум для таких приложений.Вы можете выбрать LM338 или LM350 в соответствии с вашими текущими требованиями к емкости. Нам нужны резисторы на выводе регулировки микросхемы для управления выходным напряжением. Для этого мы используем потенциометры 5 кОм и 2 кОм, так как у нас есть фиксированный резистор стока на 270 Ом.
Самодельная схема зарядного устройства с сбалансированной BMS Схема DIY
Сегодня мы попробуем схему из Интернета для зарядки аккумуляторов, BMS или систему управления аккумулятором. Я покажу вам схему только для одной ячейки и увеличу ее для любого количества батарей, если вам нужен батарейный блок 2S, 3S и так далее.Функция этой схемы состоит в том, чтобы заряжать батареи, защищать их от перенапряжения, ограничивать ток, а также балансировать батареи в случае наличия более чем одной ячейки. Не самая лучшая схема или самая компактная, но работает ли? Что ж, держись до конца, чтобы узнать. Я покажу компоненты, которые нам нужны, и то, что каждая из них будет делать в схеме, и тем самым покажу, как схема работает. Мы устанавливаем его на печатную плату и тестируем, чтобы зарядить и сбалансировать наши батареи. Эта схема — не моя идея, в Интернете уже есть много подобных схем, таких как эта.Итак, ребята, приступим.
Часть 1 — Зачем нам BMS?
Как дела, друзья, добро пожаловать обратно. Эту печатную плату мы проанализируем сегодня и узнаем, как она работает. Сможет ли эта простая схема ограничить ток, контролировать перенапряжение и сбалансировать аккумуляторную батарею? Ну что ж, посмотрим. Литий-ионные или литий-полимерные батареи очень популярны, особенно у таких производителей, как мы, для небольших роботов, портативных устройств, игрушечных машинок с дистанционным управлением, дронов и так далее.Но эти батареи тоже очень толковые и опасные. Если не контролировать процесс зарядки и разрядки таких аккумуляторов, перестанут работать или хуже. Элементы аккумулятора могут разбухнуть и даже взорваться от перезарядки, а глубокая разрядка может привести к выходу аккумулятора из строя.
Вот почему эти батареи должны идти вместе с блоком системы управления батареями или BMS . Это позволит контролировать напряжение и ток от батареи и сохранить их в безопасности.Обычно номинальное напряжение батареи LIPO составляет 3,8 В и 4,2 В при полной зарядке. Итак, как только аккумуляторная батарея достигнет этого значения, процесс зарядки должен остановиться, и вот что должна делать эта схема.
Часть 2.1 — Зарядное устройство 1S
Когда у вас только одна ячейка, вы заботитесь только о максимальном напряжении , и ограничении тока для защиты батареи. Но когда у вас есть батарейный блок из более чем одной ячейки, то есть 2S, 3S и т. Д., Вам также необходимо сбалансировать значение каждой отдельной ячейки.
У нас есть транзистор PNP, соединенный последовательно с 4 диодами, которые имитируют нагрузку. На базе транзистора у нас есть эталонный диод ZENNER (TL431), который открывается при определенном значении напряжения и тем самым соединяет землю с базой транзистора, и когда транзистор активен, мы обходим аккумулятор и тратим энергию на вместо диодов. Этот диод ZENNER называется TL431 и имеет опорный вывод, поэтому, регулируя потенциометр, мы можем установить это опорное значение на 4.2V, так мы выбираем, когда процесс зарядки остановится.
Часть 2.2 — Перечень деталей
Как видите, эта схема не так эффективна, поскольку мы тратим энергию на диоды и транзисторы. Кроме того, если потери энергии слишком велики, возможно, транзистору потребуется рассеиватель тепла, чтобы он не перегорел. Но мы не стремимся к эффективности этой схемы, потому что мы можем использовать это зарядное устройство с питанием от основной розетки, поэтому нас не заботит эффективность.
Также добавляем регулятор LM317 на вход в токовом режиме. В этой конфигурации предел тока устанавливается резистором на выходе и равен формуле VREF, деленной на значение сопротивления. VREF для LM317 составляет 1,25 В, поэтому легко выбрать резистор и ограничить ток зарядки, скажем, 600 мА. Добавляем второй регулятор LM317, но в режиме контроля напряжения. Без этого на входе должно быть ровно 4,2 В. Но иногда у нас есть только 5 В от USB-разъема или, может быть, 12 В от адаптера постоянного тока.Итак, используя этот второй LM317, мы можем настроить выход на 4,2 В, поэтому независимо от входного значения напряжение, которое идет на батарею, составляет 4,2 В. Выходное значение определяется этими двумя резисторами.
Часть 2.3 — Проверка цепи
Я монтирую эту простую схему на свой макет. Я питаю его от своего блока питания напряжением 4,2 В. Я подключаю свой мультиметр к выходу и с помощью потенциометра сначала фиксируем пороговое значение примерно на 4.16 В, некоторое значение ниже 4,2 В. Я буду использовать разряженный аккумулятор ниже 4,2 В (было 3,8 В). Когда подключаю к зарядному устройству светодиод гаснет. У нас есть ток около 450 мА, и батарея заряжается. Через некоторое время, когда мы получим более 4,16 В, светодиод включится, и процесс зарядки будет завершен. Теперь ток течет через диоды и транзистор, и мы пропускаем батарею, поэтому ячейка защищена от перенапряжения. Я измеряю батарею tge и она составляет 4,11 вольт.Хорошо, но теперь, как мы можем контролировать ограничение тока, которое также является важным фактором защиты? На данный момент мы не можем регулировать ограничение тока с помощью этой схемы.
Часть 3.1 — Схема 3S
Теперь самое интересное. Мы можем взять эту простую схему и соединить ее последовательно с другими идентичными схемами. Теперь мы можем зарядить аккумуляторную батарею 2S, 3S или более, а также сбалансировать напряжение, как я упоминал ранее.С помощью этой схемы мы можем, например, зарядить аккумулятор 3S, и все отдельные элементы перестанут заряжаться при 4,2 В. Кроме того, имея на входе два регулятора LM317, у нас есть защита по ограничению тока, но мы также можем обеспечить всю схему, скажем, от 16 до 20 В и установить напряжение, которое идет на батарею, на 12,6 В, что является напряжением заряда. из 3-х батареек последовательно.
Часть 3.2 — Сборка печатной платы
Список деталей такой же, как и для 1S, но в 3 раза больше тех же компонентов, не считая LM317, которые нам нужны только 2.Получите эту окончательную схему сверху. Я достаю все необходимые компоненты и припаиваю схему к макетной печатной плате. Я сначала добавляю транзисторы и диоды Зеннера, затем потенциометры и 4 нормальных диода для каждой группы. Затем я добавляю светодиоды и, наконец, стабилизаторы LM317 и токоограничивающий резистор, сделанный из 5 резисторов по 10 Ом. Соединения делаю припоем и проводами сзади. Теперь у нас есть 3 пары соединений для аккумулятора и два провода для входа и выхода. Каждый светодиод загорится, когда каждая отдельная ячейка заполнится.С помощью потенциометра можно точно настроить пороговое значение. Изменение этого резистора, подключенного ко второму LM317, может изменить ограничение тока зарядки.
Часть 3.3 — Тест
Я все подключаю и запитываю схему 16В от своего блока питания. Все аккумуляторы заряжаются. Через некоторое время один светодиод загорелся почти при достижении максимального напряжения. Затем загорается второй светодиод, и, наконец, загораются все 3, так что все батареи полностью заряжены почти на 12.6 вольт. Проверяю мультиметром напряжение и чуть ниже 4,2В. Так что схема работает без проблем. Единственный недостаток — это КПД и отвод тепла. Но если вас это не волнует, эта схема может быть полезна для вашей аккумуляторной батареи. А если вам нужна большая мощность, вы должны использовать мощные транзисторы, большие диоды для имитации нагрузки, а также добавить теплоотвод на компоненты. Вам также следует изменить номинал и мощность токоограничивающего резистора, поэтому выберите больший.
Часть 4 — см. Полное видео
Я надеюсь, что вам понравился этот видеоролик и вы узнали что-то новое.Теперь вы можете сделать свою собственную схему BMS, а компоненты будут очень дешевыми. Общая стоимость этой печатной платы составляет менее доллара, если вы покупаете пакеты из 50 компонентов всего за несколько центов.
Надеюсь, вам понравился этот урок, и, возможно, вы узнали что-то новое. Если мои видео вам помогут, подумайте о поддержке моей работы над PATREON или о пожертвовании через PayPal. Еще раз спасибо и увидимся позже, ребята.
Настенный соединитель | Тесла
Tesla Wall Connector — это эффективное и удобное решение для домашней зарядки, которое позволяет подключить автомобиль на ночь и начать свой день с зарядки.Чтобы приобрести настенный соединитель, посетите интернет-магазин Tesla.
Характеристики настенного соединителя
Скорость
Настенный соединительсовместим с Model S, Model 3, Model X и Model Y и способен обеспечивать дальность до 44 миль в час зарядки с выходной мощностью до 11,5 кВт / 48 ампер, в зависимости от модели.
Удобство
Настенный соединительможет адаптироваться к большинству домашних электрических систем с настраиваемыми уровнями мощности на ряде автоматических выключателей.Такая универсальность позволяет устанавливать их в большинстве домов, квартир, кондоминиумов и на рабочих местах. Легкий 24-футовый (7,3 метра) кабель позволяет оставлять Mobile Connector в машине.
Возможности подключения
Подключение Wall Connector к локальной сети Wi-Fi позволяет получать обновления прошивки по беспроводной сети, получать доступ к удаленной диагностике и отслеживать данные об использовании. Обновления прошивки будут автоматически отправляться в Wall Connector, чтобы улучшить взаимодействие с пользователем и ввести новые функции.
Разделение мощности
Разделение энергии идеально подходит для домашних хозяйств, которым необходимо заряжать более одной Tesla одновременно, но может не хватить мощности для нескольких электрических цепей. Эта функция позволяет до четырех настенных разъемов делить питание от одной цепи, при этом позволяя вашим автомобилям получать достаточный заряд.
Контроль доступа
Charging Access Control дает вам полный контроль над тем, какие автомобили могут заряжаться с помощью настенного разъема.Вы можете ограничить доступ к зарядке напрямую через мастер ввода в эксплуатацию, не прибегая к физическому запирающему устройству.
Совместимость внутри и снаружи помещений
Легкая конструкция настенного соединителяобеспечивает универсальный монтаж как внутри, так и снаружи помещений.
Заказать сейчасСкорость зарядки автомобиля
Для максимально быстрой зарядки в домашних условиях установите настенный разъем с автоматическим выключателем, который соответствует возможностям бортового зарядного устройства вашего автомобиля. Чтобы просмотреть максимальную силу тока вашего Tesla, коснитесь значка молнии на сенсорном экране.
Для особых ситуаций с питанием или когда мощность может быть ограничена, Wall Connector также может быть установлен с автоматическими выключателями с меньшим током для поддержки практически любой существующей электрической системы.
В приведенной ниже таблице указаны скорости зарядки для каждого варианта уровня мощности.
Настенный соединитель Технические характеристики | Скорость зарядки | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
Автоматический выключатель | Максимальная мощность | Мощность при 240 В | Модель S | Модель 3 * | Модель X | Модель Y |
| 60 | 48 | 11.5 кВт | 34 | 44 | 30 | 42 |
| 50 | 40 | 9,6 кВт | 29 | 37 | 25 | 36 |
| 40 | 32 | 7,7 кВт | 23 | 30 | 20 | 29 |
| 30 | 24 | 5.7 кВт | 17 | 22 | 14 | 21 |
| 20 | 16 | 3,8 кВт | 11 | 15 | 8 | 14 |
| 15 | 12 | 2,8 кВт | 7 | 11 | 5 | 10 |
* Максимальный ток заряда для стандартного диапазона модели 3 составляет 32 А (7.7кВт) — до 30 миль в час.
Пошаговое руководство по установке
Процесс
Мы рекомендуем установить настенный соединитель перед доставкой автомобиля. В большинстве случаев установка занимает несколько часов, но поиск и планирование электрика может занять до двух недель.
Выполните следующие действия, чтобы успешно установить Wall Connector в вашем доме:- Найти электрика
Введите свой почтовый индекс в инструмент «Найти электрика», чтобы найти установщика в вашем районе. - Запросить ценовое предложение
Мы рекомендуем установить настенный разъем в цепи 60 А на парковочном месте, ближайшем к существующей электрической инфраструктуре. Многие электрики теперь предлагают расценки онлайн и по электронной почте, что упрощает получение нескольких расценок. - Закажите настенный разъем
Получив предложение от электрика, закажите настенный разъем через Интернет. - Запланируйте установку
Отправьте электронное письмо с подтверждением отгрузки заказа настенного соединителя своему электрику и назначьте дату установки напрямую.
Стоимость
Стоимость установкиможет варьироваться в зависимости от вашей электрической системы.
Стоимость простой установки составляет от 750 до 1500 долларов. Однако, если для завершения установки необходимы дополнительные элементы, цена будет соответствующим образом скорректирована.
Обычно включает:
- Профессиональные услуги по установке и материалы
- Разрешение
- Инспекция
- Гарантия на установку
Обычно дополнительно:
- Длинный провод (расстояние от электрического щита до места установки)
- Дополнительная подпанель
- Траншея (подземные провода)
- Обновление главной панели
- Пьедестал для установки
- Скрытие кабелей за стенами
Ресурсы для установки
Ваш электрик может посетить страницу поддержки настенного соединителя для получения дополнительной информации о том, как установить настенный соединитель.
Руководства по установке и информацию по поиску и устранению неисправностей для зарядных устройств Tesla также можно найти на странице Руководства по зарядным устройствам и адаптерам.
Поддержка после покупки
С вопросами о заказанном вами настенном соединителе, который вы еще не получили, обращайтесь по адресу [email protected].
Если у вас возникли проблемы с настенным соединителем, свяжитесь с [email protected] или позвоните по телефону 1-877-961-7652 для получения помощи.
Дополнительные ресурсы
Саморегулирующаяся цепь зарядного устройства для аккумуляторов
Свинцово-кислотные аккумуляторы, которые не используются в течение долгого времени, неизбежно выходят из строя.Схема саморегулирующегося зарядного устройства, описанная ниже, предназначена для поддержания работоспособности такой батареи в период бездействия.
Схема заряжает аккумулятор, а затем позволяет ему разрядиться через себя, а также внутреннее сопротивление аккумулятора. Как только заряд падает ниже определенного уровня, схема снова заряжает его, продолжая, таким образом, цикл.
Как работает схема
Схема работает на триггере Шмитта T1 / T2. Заряд, при котором зарядное устройство должно отключиться, зависит от стабилитрона D7, а необходимый гистерезис обеспечивается резистором R2.
Проверьте цепь, подав напряжение 13,6 В и 12,5 В на клеммы аккумулятора без подключения к сети или какой-либо аккумуляторной батареи. Реле должно выключиться и включиться соответственно.
Критическое значение для включения зарядного устройства может быть зафиксировано путем последовательного подключения 1N4148 (катод к + линии) к D7. Значение выключенного состояния также можно изменить, изменив R2, например, установив на его место фиксированное сопротивление 100 Ом.
Другая возможность — использовать зарядное устройство вместо мостового выпрямителя и сетевого трансформатора, сохранив остальную часть цепи и подключив ее к зарядному устройству.
Имейте в виду, что схема не будет работать с полностью разряженной батареей — она должна быть заряжена минимум до 10 В. Альтернативой является включение сети с помощью переключателя, подключенного параллельно контакту реле.
Как заряжать две батареи в серии
Вы также можете обслуживать две батареи 12 В таким образом посредством автоматического саморегулирования их зарядного напряжения, чтобы ни одна из них не перезарядилась.
Для этого все, что вам нужно сделать, это поднять вторичное напряжение сетевого трансформатора, напряжение стабилитрона D7, напряжение катушки ралай и гистерезис.
Цепь замыкается последовательной установкой обеих батарей на клеммы.
Цепь защищена от короткого замыкания предохранителем F1. То же самое можно сделать для первичной цепи трансформатора, используя предохранитель с задержкой срабатывания, такой как F1, с порогом 1 А.
Сглаживающий конденсатор здесь не требуется, поскольку эту работу выполняет сама батарея.
Простые микросхемы зарядного устройства для любой химии
Предпосылки
Для многих устройств с батарейным питанием обычно требуются самые разные источники заряда, химический состав батарей, напряжения и токи.Например, промышленные, высокопроизводительные, многофункциональные потребительские, медицинские и автомобильные зарядные устройства требуют более высоких напряжений и токов, поскольку появляются новые аккумуляторные блоки большой емкости для всех типов батарей. Кроме того, солнечные панели с широким диапазоном уровней мощности используются для питания множества инновационных систем, содержащих перезаряжаемые герметичные свинцово-кислотные (SLA) и литиевые батареи. Примеры включают габаритные огни пешеходного перехода, портативные акустические системы, уплотнители мусора и даже огни морских буев.Более того, некоторые свинцово-кислотные (LA) батареи, используемые в солнечных батареях, представляют собой батареи глубокого цикла, способные выдерживать длительные повторяющиеся циклы зарядки в дополнение к глубоким разрядам. Хороший пример этого — глубоководные морские буи, обязательным условием которых является 10-летний срок эксплуатации. Другой пример — внесетевые (то есть отключенные от электроэнергетической компании) системы возобновляемых источников энергии, такие как солнечная или ветровая энергия, где время безотказной работы имеет первостепенное значение из-за трудностей с близким доступом.
Даже в несолнечных приложениях последние рыночные тенденции означают возобновление интереса к аккумуляторным элементам SLA большой емкости. Автомобильные или пусковые элементы SLA недороги с точки зрения соотношения цена / мощность и могут обеспечивать высокие импульсные токи в течение коротких промежутков времени, что делает их отличным выбором для автомобильных и других пусковых устройств транспортных средств. Встраиваемые автомобильные приложения имеют входное напряжение> 30 В, а в некоторых даже выше. Рассмотрим систему определения местоположения GPS, используемую в качестве средства защиты от кражи; линейное зарядное устройство с типичным входом 12 В с понижением до двух последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов (7.4 В) и нуждающиеся в защите от гораздо более высоких напряжений, могут быть полезны для этого приложения. Аккумуляторы глубокого разряда LA — еще одна технология, популярная в промышленных приложениях. У них более толстые пластины, чем у автомобильных аккумуляторов, и они рассчитаны на разряд до 20% от их общей емкости. Обычно они используются там, где мощность требуется в течение длительного времени, например, в вилочных погрузчиках и тележках для гольфа. Тем не менее, как и их литий-ионные аккумуляторы, аккумуляторы LA чувствительны к перезарядке, поэтому осторожное обращение во время цикла зарядки очень важно.
Решенияна основе интегральных схем (ИС) тока покрывают лишь небольшую часть множества возможных комбинаций входного напряжения, напряжения заряда и тока заряда. Громоздкая комбинация микросхем и дискретных компонентов обычно использовалась для покрытия большинства оставшихся, более сложных комбинаций и топологий. Так было только в 2011 году, когда компания Analog Devices обратилась к этому рыночному пространству приложений и упростила его с помощью своего популярного решения для зарядки с двумя микросхемами, состоящего из микросхемы контроллера зарядки аккумулятора LTC4000, соединенной с совместимым преобразователем постоянного тока с внешней компенсацией.
Коммутационные и линейные зарядные устройства
ИС для зарядных устройств с традиционной линейной топологией часто ценились за их компактность, простоту и низкую стоимость. Однако к недостаткам этих линейных зарядных устройств относятся ограниченный диапазон входного напряжения и напряжения батареи, более высокое относительное потребление тока, чрезмерное рассеивание мощности, ограниченные алгоритмы прекращения заряда и более низкая относительная эффективность (эффективность ~ [VOUT / VIN] × 100%). С другой стороны, импульсные зарядные устройства для аккумуляторов также являются популярным выбором из-за их гибкой топологии, мультихимической зарядки, высокой эффективности зарядки (которая минимизирует нагрев для обеспечения быстрой зарядки) и широких диапазонов рабочего напряжения.Тем не менее, некоторые из недостатков переключаемых зарядных устройств включают относительно высокую стоимость, более сложную конструкцию на основе индукторов, потенциальное шумообразование и решения, занимающие большую площадь. Современный Лос-Анджелес, беспроводное энергоснабжение, сбор энергии, солнечная зарядка, удаленный датчик и встроенные автомобильные приложения обычно питаются от высоковольтных линейных зарядных устройств по причинам, указанным выше. Однако существует возможность для более современного зарядного устройства с переключаемым режимом, которое устраняет связанные с этим недостатки.
Простое зарядное устройство Buck Battery
Некоторые из более сложных задач, с которыми сталкивается разработчик на начальном этапе разработки зарядного решения, — это широкий диапазон источников входного сигнала в сочетании с широким диапазоном возможных аккумуляторов, высокая емкость аккумуляторов, которые необходимо заряжать, и высокое входное напряжение.
Источники входного сигнала столь же широки, сколь и разнообразны, но некоторые из наиболее сложных из них, которые имеют дело с системами зарядки аккумуляторов: мощные настенные адаптеры с диапазоном напряжений от 5 до 19 В и выше, выпрямленные системы на 24 В переменного тока, высокое сопротивление солнечные батареи, аккумуляторы для автомобилей и тяжелых грузовиков / Humvee.Следовательно, комбинация химического состава батарей, возможная в этих системах — на основе лития (Li-Ion, Li-Polymer, фосфат лития-железа (LiFePO4)) и на основе LA — еще больше увеличивает перестановки, что делает конструкцию еще более устрашающе.
Из-за сложности конструкции ИС существующие ИС для зарядки аккумуляторов в основном ограничены понижающей (или понижающей) или более сложной топологией SEPIC. Добавьте сюда возможность солнечной зарядки, и вы откроете множество других сложностей. Наконец, некоторые существующие решения заряжают аккумуляторные батареи с несколькими химическими соединениями, некоторые — со встроенной заделкой.Однако до сих пор ни одно зарядное устройство для ИС не обеспечивало всех необходимых характеристик производительности для решения этих проблем.
Новые многофункциональные компактные зарядные устройства
Понижающее устройство для зарядки ИС, которое решает проблемы, описанные выше, должно обладать большинством из следующих атрибутов:
- Широкий диапазон входного напряжения
- Широкий диапазон выходного напряжения для работы с несколькими батареями
- Гибкость — возможность зарядки нескольких химических батарей
- Простая и автономная работа со встроенными алгоритмами прекращения заряда (микропроцессор не требуется)
- Большой ток заряда для быстрой зарядки, большие элементы большой емкости
- Возможность зарядки от солнечной батареи
- Усовершенствованная упаковка для улучшения тепловых характеристик и экономии места
Когда несколько лет назад компания ADI разработала популярную микросхему контроллера зарядки аккумулятора LTC4000 (которая работает вместе с преобразователем постоянного тока с внешней компенсацией, образуя мощное и гибкое решение для зарядки двухчиповых аккумуляторов), это значительно упростило существующее решение, которое было довольно запутанным и громоздким.Чтобы включить управление PowerPath TM , функции повышения / понижения и ограничение входного тока, решения состояли из импульсного регулятора постоянного тока с повышающим постоянным током или контроллера зарядного устройства с понижающим переключением, соединенного с внешним контроллером повышения. , а также микропроцессор, а также несколько микросхем и дискретных компонентов. К основным недостаткам относятся ограниченный диапазон рабочего напряжения, отсутствие возможности подключения солнечной панели, невозможность заряжать аккумулятор любого химического состава и отсутствие прерывания заряда на борту. Перенесемся в настоящее, и теперь доступны более простые и гораздо более компактные монолитные решения для решения этих проблем.Понижающие зарядные устройства LTC4162 и LTC4015 от Analog Devices предоставляют однокристальные решения для понижающей зарядки с различными уровнями тока заряда и полным набором функций.
Зарядное устройство LTC4162
LTC4162 — это высокоинтегрированное синхронное монолитное понижающее зарядное устройство с мультихимическим режимом высокого напряжения и диспетчером PowerPath со встроенными функциями телеметрии и дополнительным отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT). Он эффективно передает питание от различных источников ввода, таких как настенные адаптеры, объединительные платы и солнечные панели, для зарядки литий-ионных / полимерных аккумуляторов, LiFePO4 или батарей LA, при этом обеспечивая питание нагрузки системы до 35 В.Устройство обеспечивает расширенный системный мониторинг и управление PowerPath, а также мониторинг состояния батареи. Хотя для доступа к наиболее продвинутым функциям LTC4162 требуется хост-микроконтроллер, использование порта C I 2 необязательно. Основные характеристики зарядки продукта можно отрегулировать, используя конфигурацию штыревой перемычки и программирующие резисторы. Устройство обеспечивает точность регулирования тока заряда ± 5% до 3,2 А, регулировку напряжения заряда ± 0,75% и работает в диапазоне входного напряжения от 4,5 В до 35 В.Приложения включают портативные медицинские инструменты, устройства USB-питания (USB-C), военное оборудование, промышленные портативные компьютеры и защищенные ноутбуки / планшетные компьютеры.
Рисунок 1. Типовая схема применения LTC4162-L.
LTC4162 (см. Рисунок 1) содержит точный 16-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который непрерывно отслеживает многочисленные параметры системы по команде, включая входное напряжение, входной ток, напряжение батареи, ток батареи, выходное напряжение, температуру батареи. , температура кристалла и последовательное сопротивление батареи (BSR).Все параметры системы можно контролировать через двухпроводной интерфейс I 2 C, а программируемые и маскируемые предупреждения гарантируют, что только интересующая информация вызовет прерывание. Алгоритм отслеживания активной точки максимальной мощности устройства глобально просматривает входной контур управления пониженным напряжением и выбирает рабочую точку для максимального извлечения энергии из солнечных панелей и других резистивных источников. Кроме того, его встроенная топология PowerPath отделяет выходное напряжение от батареи, тем самым позволяя портативному изделию запускаться мгновенно, когда источник зарядки применяется в условиях очень низкого напряжения батареи.Встроенные профили зарядки LTC4162 оптимизированы для аккумуляторов различного химического состава, включая литий-ионные / полимерные, LiFePO4 и LA. Как напряжение заряда, так и ток заряда могут автоматически регулироваться в зависимости от температуры аккумулятора в соответствии с рекомендациями JEITA или настраиваться индивидуально. Для LA непрерывная температурная кривая автоматически регулирует напряжение батареи в зависимости от температуры окружающей среды. Для любого химического состава может быть задействована дополнительная система регулирования температуры стыка фильеры, предотвращающая чрезмерный нагрев в условиях ограниченного пространства или в условиях высоких температур.См. Рисунок 2 для получения информации об эффективности зарядки литий-ионных аккумуляторов.
Наконец, LTC4162 размещен в 28-выводном корпусе QFN размером 4 мм × 5 мм с открытой металлической площадкой для обеспечения превосходных тепловых характеристик. Устройства класса E и I гарантированно работают от –40 ° C до + 125 ° C.
Рис. 2. Зависимость эффективности зарядки литий-ионных аккумуляторов от входного напряжения по количеству ячеек.
Что делать, если требуется более высокий ток?
LTC4015 также является высокоинтегрированным, многохимическим синхронным понижающим зарядным устройством для аккумуляторов высокого напряжения со встроенными функциями телеметрии.Тем не менее, он имеет архитектуру контроллера с внешними силовыми полевыми транзисторами для более высокого тока заряда (до 20 А или более в зависимости от выбранных внешних компонентов). Устройство эффективно подает питание от входного источника (сетевой адаптер, солнечная панель и т. Д.) На литий-ионный / полимерный аккумулятор, LiFePO4 или батарею LA. Он обеспечивает расширенные функции системного мониторинга и управления, включая подсчет кулонов батареи и мониторинг состояния. Хотя для доступа к наиболее продвинутым функциям LTC4015 требуется главный микроконтроллер, использование его порта I 2 C не является обязательным.Основные характеристики зарядки продукта можно отрегулировать, используя конфигурацию штыревой перемычки и программирующие резисторы.
Рис. 3. Схема зарядного устройства понижающей батареи 12 В IN на 2-элементный литий-ионный аккумулятор на 8 А.
LTC4015 обеспечивает точность регулирования тока заряда ± 2% до 20 А, регулировку напряжения заряда ± 1,25% и работу в диапазоне входного напряжения от 4,5 В до 35 В. Приложения включают портативные медицинские инструменты, военное оборудование, приложения для резервного питания от батарей, промышленные портативные устройства, промышленное освещение, защищенные ноутбуки / планшетные компьютеры, а также системы связи и телеметрии с дистанционным питанием.
LTC4015 также содержит точный 14-битный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), а также высокоточный счетчик кулонов. АЦП непрерывно отслеживает многочисленные параметры системы, включая входное напряжение, входной ток, напряжение батареи, ток батареи, и по команде сообщает о температуре батареи и последовательном сопротивлении батареи (BSR). Контролируя эти параметры, LTC4015 может сообщать о состоянии аккумулятора, а также о состоянии его заряда. Все параметры системы можно контролировать через двухпроводной интерфейс I 2 C, в то время как программируемые и маскируемые предупреждения гарантируют, что только интересующая информация вызовет прерывание.Профили зарядки на плате LTC4015 оптимизированы для различных типов аккумуляторов, включая литий-ионные / полимерные, LiFePO4 и LA. Конфигурационные штыри позволяют пользователю выбирать между несколькими предопределенными алгоритмами заряда для каждого химического состава батареи, а также несколькими алгоритмами, параметры которых можно регулировать с помощью I 2 C. Как напряжение заряда, так и ток заряда могут быть автоматически отрегулированы в зависимости от температуры батареи в соответствии с требованиями. с рекомендациями JEITA или даже с индивидуальными настройками.См. Рисунок 4 для получения информации об эффективности зарядки свинцово-кислотным аккумулятором. LTC4015 размещен в корпусе QFN размером 5 мм × 7 мм с открытой металлической площадкой для обеспечения превосходных тепловых характеристик.
Рис. 4. Эффективность заряда свинцово-кислотной батареи с LTC4015.
Экономия места, гибкость и более высокие уровни мощности
При равных уровнях мощности (например, 3 А), поскольку это монолитное устройство со встроенными силовыми полевыми МОП-транзисторами, LTC4162 может сэкономить до 50% площади печатной платы по сравнению с LTC4015.Поскольку их наборы функций аналогичны, LTC4015 следует использовать при выходных токах от> 3,2 А до 20 А или более. Ни одно из конкурирующих в отрасли решений для зарядных устройств IC не предлагает такой же высокий уровень интеграции и не может генерировать такие же уровни мощности. Те, которые приближаются к зарядному току (от 2 А до 3 А), ограничены только одним химическим составом аккумулятора (литий-ионный) или ограничены по напряжению заряда аккумулятора (максимум 13 В), и поэтому не предлагают уровни мощности или гибкость. из LTC4162 или LTC4015.Кроме того, если учесть количество внешних компонентов, необходимых для ближайшего конкурирующего решения для монолитного зарядного устройства, LTC4162 предлагает до 40% экономии площади печатной платы, что делает его еще более привлекательным выбором для разработки.
Солнечная зарядка
Есть много способов использовать солнечную панель на максимальной мощности (MPP). Один из самых простых способов — подключить аккумулятор к солнечной панели через диод. Этот метод основан на согласовании максимального выходного напряжения панели с относительно узким диапазоном напряжения батареи.Когда доступные уровни мощности очень низкие (примерно менее нескольких десятков милливатт), это может быть лучшим подходом. Однако уровни мощности не всегда низкие. Поэтому в LTC4162 и LTC4015 используется метод MPPT, который определяет максимальное напряжение питания (MPV) солнечной панели при изменении количества падающего света. Это напряжение может резко измениться с 12 В до 18 В по мере того, как ток панели изменяется в течение 2 или более десятилетий динамического диапазона. Алгоритм схемы MPPT находит и отслеживает значение напряжения панели, которое обеспечивает максимальный ток заряда для аккумулятора.Функция MPPT не только непрерывно отслеживает точку максимальной мощности, но также может выбрать правильный максимум на кривой мощности для увеличения мощности, получаемой от панели в условиях частичной тени, когда на кривой мощности возникают несколько пиков. В периоды низкой освещенности режим низкого энергопотребления позволяет зарядному устройству подавать небольшой зарядный ток, даже если света недостаточно для работы функции MPPT.
Заключение
Новейшие мощные и полнофункциональные микросхемы для зарядки аккумуляторов и PowerPath Manager от компании, LTC4162 и LTC4015, упрощают очень сложную систему высоковольтной и сильноточной зарядки.Эти устройства эффективно управляют распределением мощности между входными источниками, такими как настенные адаптеры, объединительные платы, солнечные панели и т. Д., А также зарядкой батарей различного химического состава, включая литий-ионные / полимерные, LiFePO4 и SLA. Их простое решение и компактные размеры позволяют им достигать высокой производительности в передовых приложениях, где когда-то единственным вариантом были только более сложные, устаревшие топологии на основе коммутирующих стабилизаторов, такие как SEPIC. Это значительно упрощает задачу разработчика, когда речь идет о схемах зарядного устройства для аккумуляторов средней и высокой мощности.
Схема зарядного устройства для аккумуляторов 12 В и 6 В
В этом уроке мы делаем схему зарядного устройства 12 В и 6 В с автоматическим отключением. Эта схема может заряжать батареи как на 12, так и на 6 В и автоматически отключает батарею от цепи зарядного устройства, когда она полностью заряжена. Это простая, удобная и недорогая схема, в которой используются два транзистора и несколько других внешних компонентов.
Компоненты оборудования
| С.№ | Компонент | Значение | Кол-во | |||
| 1 | Трансформатор | 230 В / 12 В 1A | 1 | |||
| 2 | Диоды для выпрямителя моста 1 | 00 | 9055 | Диод | 1N4148 | 2 |
| 4 | Стабилитрон | 9,1 В | 1 | |||
| 5 | Конденсатор | 1 кОм, 10 кОм, 470 Ом | 1, 1, 1 | |||
| 7 | Транзистор | 2N4401, 2N4403 | 1, 1 | |||
| 8 | Переключатель | |||||
| Реле | 12 В | 1 | ||||
| 10 | Светодиод | Зеленый | 1 |
Рабочее объяснение
Работа этой схемы проста.Трансформатор, мостовой выпрямитель и конденсатор используются для понижения напряжения до требуемого 12 В, а затем преобразования и сглаживания сигнала переменного тока в постоянный. Это напряжение теперь отправляется на аккумулятор для зарядки. Транзисторы используются для определения напряжения батареи. Зеленый светодиод используется для визуальной индикации полностью заряженного аккумулятора.
Схема, указанная на схеме, предназначена для зарядки аккумуляторов напряжением 12 В, но ее можно настроить и для зарядки других аккумуляторов. Стабилитрон должен составлять около половины напряжения батареи.
Регулировка цепей
- Для настройки схемы для аккумуляторов 12 В замените аккумулятор в цепи на регулируемый источник питания. Аккумулятор 12 В показывает 14,4 В на цифровом мультиметре при полной зарядке, поэтому установите 14,4 В на блоке питания.
- Регулируйте переменный резистор 10 кОм, пока не загорится зеленый светодиод.
- Чтобы настроить схему для батарей 6 В, замените стабилитрон на стабилитрон 3 В. Установите 7,2 В на регулируемом источнике питания, потому что полностью заряженная батарея 6 В показывает 7.2В на цифровом мультиметре. Теперь повторите тот же процесс.
Приложения и способы использования
Может использоваться для зарядки свинцово-кислотных или герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов напряжением 6 и 12 вольт.
Типы зарядных устройств| Зарядное устройство капельного и поплавкового типа работает
Назначение зарядного устройства — заряжать аккумулятор без перезарядки. Самый простой тип контроллера заряда для возобновляемых источников энергии контролирует напряжение батареи и отключает зарядный ток или снижает его, когда напряжение батареи превышает заданный уровень.
Включает ток зарядки снова, когда напряжение батареи падает ниже другого указанного уровня; Контроллер заряда включает (замыкает) цепь, чтобы возобновить зарядку.
Рабочее устройство постоянного токаСамым простым типом зарядного устройства является непрерывное зарядное устройство, которое заряжает аккумулятор со скоростью саморазряда за счет подачи постоянного напряжения и тока, независимо от того, полностью ли он заряжен.
Поскольку простое постоянное зарядное устройство необходимо отключать вручную по прошествии определенного периода времени, чтобы предотвратить перезарядку аккумулятора, оно обычно не используется в системах возобновляемой энергии, хотя его можно использовать в небольшой домашней системе.
Зарядный ток может быть предварительно установлен в соответствии с требованиями к непрерывной подзарядке для конкретного типа аккумулятора, который обычно составляет некоторый процент от номинала аккумулятора.
Часть общего тока от источника отводится через шунтирующее управление, а оставшаяся часть тока заряжает аккумулятор.
Ток через шунтирующий регулятор устанавливается на значение, которое устанавливает требуемый ток зарядки аккумулятора. Это зарядное устройство обеспечивает аккумулятор одинаковым током независимо от уровня заряда аккумулятора.Это приводит к перезарядке аккумулятора и потенциально может повредить аккумулятор после его полной зарядки.
Принципиальная схема на Рисунке 1 иллюстрирует одну возможную конфигурацию непрерывного зарядного устройства.
В этой конфигурации выходное напряжение источника должно быть совместимо с напряжением батареи; в противном случае следует использовать регулятор последовательно с источником, чтобы снизить напряжение модуля до уровня, совместимого с батареей.
Диод предотвращает обратный разряд батареи через источник, если выходное напряжение модуля упадет ниже напряжения батареи.
Рисунок 1 Схема цепи непрерывного капельного зарядного устройства
Работа плавающего зарядного устройстваПоплавковое зарядное устройство обеспечивает относительно постоянное напряжение, называемое плавающим напряжением, которое непрерывно подается на аккумулятор для поддержания полного заряда. заряженное состояние.
- Включение / выключение поплавкового зарядного устройства
В своей простейшей форме поплавковое зарядное устройство представляет собой капельное зарядное устройство с автоматическим переключателем включения / выключения (обычно тиристорным или транзисторным).Это зарядное устройство определяет, когда напряжение батареи достигает предварительно установленного опорного уровня (VREF1) , что соответствует полной зарядке или плавающей зарядке, и отключает ток в батарее.
Когда батарея разряжается до второго заданного уровня (VREF2), она снова включает ток в батарею.
Чувствительный резистор , R используется для изоляции напряжения батареи от выхода переключателя, чтобы оно могло колебаться независимо от напряжения источника.
Схема измерения напряжения сравнивает напряжение батареи с каждым из двух опорных напряжений и соответственно включает или выключает шунтирующий переключатель.Эта установка решает проблему непрерывной подзарядки из-за необходимости выключать его вручную.
Это не идеальный способ зарядки аккумулятора, но он лучше, чем непрерывная подзарядка, способная перезарядить аккумулятор. Принципиальная схема на рисунке 2 иллюстрирует одну возможную конфигурацию поплавкового зарядного устройства.
Рисунок 2 Схема переключаемого шунтирующего поплавкового зарядного устройства
В другом типе поплавкового зарядного устройства электронный двухпозиционный переключатель включен последовательно с источником и нагрузкой.
Регулятор используется для установки тока и напряжения. На рисунке 3 показана концепция последовательного поплавкового зарядного устройства.
График на Рисунке 4 иллюстрирует идею последовательной коммутируемой плавающей зарядки. Незаряжаемые части шкалы времени сжимаются, чтобы показать более одного цикла включения / выключения.
Время, в течение которого аккумулятор не заряжается (разряжается), обычно велико по сравнению со временем, когда аккумулятор заряжается.
Рисунок 3 Схема цепи плавающего зарядного устройства с переключаемой последовательностью
Рисунок 4 Типичная кривая плавающего заряда с переключателем
Трехступенчатое поплавковое зарядное устройствоХарактеристика свинцово-кислотных аккумуляторов такова, что вы заряжаете их, подавая постоянное напряжение, и позволяете батарее потреблять необходимый ей ток, пока она полностью не зарядится.
Свинцово-кислотный аккумулятор рекомендуется заряжать в три этапа. Этими ступенями являются
(1) Объемная ступень (или постоянный ток),
(2) ступень абсорбции (или доливка или приемка) и
(3) плавающая ступень.
На рисунке 5 показаны этапы зарядки типичной батареи.
Стадия зарядки батареи, при которой напряжение батареи увеличивается с постоянной скоростью, является основной стадией.
Когда трехступенчатое зарядное устройство применяется к аккумулятору, который значительно разряжен, существует максимальный ток заряда аккумулятора.
Зарядное устройство настроено на максимальное напряжение аккумулятора, которое обычно составляет от 14,4 В до 14,6 В для свинцово-кислотных аккумуляторов при 25 ° C.
Напряжение аккумулятора начинается с разряженного уровня (V DISCH ) и увеличивается до V MAX с почти постоянной скоростью во время этой основной стадии, как показано на рисунке 5.
Рисунок 5 Кривые зарядки для трехступенчатого зарядного устройства с переключаемым поплавком
Этап зарядки аккумулятора после напряжения аккумулятора достигает максимума, и ток через батарею начинает уменьшаться на стадии поглощения.
Когда напряжение батареи составляет от 75% до 80%, ток через батарею начинает уменьшаться, отмечая начало стадии поглощения.
На этом этапе напряжение поддерживается на максимальном значении, а ток уменьшается. Снижение тока ограничивается не зарядным устройством, а тем, сколько аккумулятор может поглотить; получение правильной скорости поглощения важно для максимального срока службы батареи.
Эта стадия поглощения продолжается до тех пор, пока ток через батарею не упадет до нескольких процентов от I MAX .На этом этапе аккумулятор полностью заряжен, и ток аккумулятора намного меньше.
После того, как ток в аккумуляторе достигает некоторого более низкого уровня, зарядное устройство переходит в плавающий режим.
Плавающая стадия — это последняя стадия технического обслуживания или постоянного заряда с целью компенсации любого саморазряда батареи. Обычно напряжение холостого хода составляет от 13,2 В до 13,8 В при 25 ° C.
Во время стадии плавающего режима ток холостого хода может быть импульсным, чтобы поддерживать аккумулятор полностью заряженным.На всех трех этапах зарядное устройство контролирует напряжение и подает ток, необходимый для увеличения срока службы батареи.
Принципиальная схема на Рисунке 6 иллюстрирует этот процесс зарядки аккумулятора. Датчик минимального тока выдает сигнал в систему управления обратной связью, когда аккумулятор полностью заряжен. Затем управление с обратной связью заставляет регулятор понижать выходное напряжение до плавающего уровня.
Рисунок 6 Функция трехступенчатого зарядного устройства
Контрольные вопросы
- В чем заключается недостаток капельного зарядного устройства по сравнению с поплавковым?
- Что означает плавающая зарядка?
- Какие ступени у трехступенчатого регулятора заряда?
- Что происходит во время основной стадии?
- Что происходит на стадии абсорбции?
Ответы:
- Зарядное устройство должно отключаться вручную, когда аккумулятор заряжен, иначе он может перезарядиться.
