Схема зарядки автомобильного аккумулятора. Схема зарядки акб

Зарядка аккумулятора схема и принцип действия

Как происходит зарядка аккумулятора? Схема этого устройства сложна или нет, для того чтобы сделать устройство своими руками? Отличается ли принципиально зарядное устройство для автомобильного аккумулятора от того, что применяется для мобильных телефонов? На все поставленные вопросы мы попытаемся ответить далее в статье.

Общие сведения

Аккумулятор играет очень важную роль в функционировании устройств, агрегатов и механизмов, для работы которых необходимо электричество. Так, в транспортных средствах он помогает запустить двигатель машины. А в мобильных телефонах батареи позволяют нам совершать звонки.

Зарядка аккумулятора, схема и принципы работы данного устройства рассматриваются даже в школьном курсе физики. Но, увы, уже к выпуску многие эти знания успевают позабыть. Поэтому спешим напомнить, что в основу работы аккумулятора положен принцип возникновения разности напряжения (потенциалов) между двумя пластинами, которые специально погружаются в раствор электролита.

Первые батареи были медно-цинковыми. Но с того времени они существенно улучшились и модернизировались.

Как устроена аккумуляторная батарея

Единственный видимый элемент любого устройства – корпус. Он обеспечивает общность и целостность конструкции. Следует отметить, что наименование «аккумулятор» может быть полноценно применено только к одной ячейке батареи (их ещё называют банками), а том же стандартном автомобильном аккумуляторе на 12 В их всего шесть.

Возвращаемся к корпусу. К нему выдвигают жесткие требования. Так, он должен быть:

стойким к агрессивным химическим реагентам;
способным переносить значительные колебания температуры;
обладающим хорошими показателями вибростойкости.

Всем этим требованиям отвечает современный синтетический материал – полипропилен. Более детальные различия следует выделять только при работе с конкретными образцами.

Принцип работы

В качестве примера мы рассмотрим свинцово-кислотные батареи.

Когда есть нагрузка на клемму, то начинает происходить химическая реакция, которая сопровождается выделением электричества. Со временем батарея будет разряжаться. А как она восстанавливается? Есть ли простая схема?

Зарядка аккумулятора не является чем-то сложным. Необходимо осуществлять обратный процесс – подаётся электричество на клеммы, вновь происходят химические реакции (восстанавливается чистый свинец), которые в будущем позволят использовать аккумулятор.

Также во время зарядки происходит повышение плотности электролита. Таким образом батарея восстанавливает свои начальные свойства. Чем лучше были технология и материалы, которые применялись при изготовлении, тем больше циклов заряда/разряда может выдержать аккумулятор.

Какие электрические схемы зарядки аккумуляторов существуют

Классическое устройство делают из выпрямителя и трансформатора. Если рассматривать все те же автомобильные батареи с напряжением в 12 В, то зарядки для них обладают постоянным током примерно на 14 В.

Почему именно так? Такое напряжение необходимо для того, чтобы ток мог идти через разряженный автомобильный аккумулятор. Если он сам имеет 12 В, то устройство той же мощности ему помочь не сможет, поэтому и берут более высокие значения. Но во всём необходимо знать меру: если слишком завысить напряжение, то это пагубно скажется на сроке службы устройства.

Поэтому при желании сделать прибор своими руками, необходимо для машин искать подходящие схемы зарядки автомобильных аккумуляторов. Это же относится и к другой технике. Если необходима схема зарядки аккумулятора литий-ионного, то тут необходимо устройство на 4 В и не больше.

Процесс восстановления

Допустим, у вас есть схема зарядки аккумулятора от генератора, по которой было собрано устройство. Батарея подключается и сразу же начинается процесс восстановления. По мере его протекания будет расти внутреннее сопротивление устройства. Вместе с ним будет падать зарядный ток.

Когда напряжение приблизится к максимально возможному значению, то этот процесс вообще практически не протекает. А это свидетельствует о том, что устройство успешно зарядилось и его можно отключать.

Технологические рекомендации

Необходимо следить, чтобы ток аккумулятора составлял только 10% от его емкости. Причем не рекомендовано ни превышать этот показатель, ни уменьшать его. Так, если вы пойдёте по первому пути, то начнёт испаряться электролит, что значительно повлияет на максимальную емкость и время работы аккумулятора. На втором пути необходимые процессы не будут происходить в требуемой интенсивности, из-за чего негативные процессы продолжатся, хотя и в несколько меньшей мере.

Зарядка

Описываемое устройство можно купить или собрать своими руками. Для второго варианта нам понадобятся электрические схемы зарядки аккумуляторов. Выбор технологии, по которой она будет делаться, должен происходить зависимо от того, какие батареи являются целевыми. Понадобятся такие составляющие:

Ограничитель тока (конструируется на балластных конденсаторах и трансформаторе). Чем большего показателя удастся достичь, тем значительней будет величина тока. В целом, для работы зарядки этого должно хватить. Но вот надёжность данного устройства весьма низкая. Так, если нарушить контакты или что-то перепутать, то и трансформатор, и конденсаторы выйдут из строя.
Защита на случай подключения «не тех» полюсов. Для этого можно сконструировать реле. Так, условная завязка базируется на диоде. Если перепутать плюс и минус, то он не будет пропускать ток. А поскольку на нём завязано реле, то оно будет обесточенным. Причем использовать данную схему можно с устройством, в основе которого и тиристоры, и транзисторы. Подключать её необходимо в разрыв проводов, с помощью которых сама зарядка соединяется с аккумулятором.

Автоматика, которой должна обладать зарядка аккумулятора. Схема в данном случае должна гарантировать, что устройство будет работать только тогда, когда в этом действительно есть потребность. Для этого с помощью резисторов меняется порог срабатывания контролирующего диода. Считается, что аккумуляторы на 12 В являются полностью, когда их напряжение находится в рамках 12,8 В. Поэтому этот показатель является желанным для данной схемы.

Заключение

Вот мы и рассмотрели, что собой представляет зарядка аккумулятора. Схема данного устройства может быть выполнена и на одной плате, но следует отметить, что это довольно сложно. Поэтому их делают многослойными.

В рамках статьи вашему вниманию были представлены различные принципиальные схемы, которые дают понять, как же, собственно, происходит зарядка аккумуляторов. Но необходимо понимать, что это только общие изображения, а более детальные, имеющие указания протекающих химических реакций, являются особенными для каждого типа батареи.

fb.ru

Схема зарядки автомобильного аккумулятора

Зарядка для автомобильного аккумулятора своими руками

Цены на современные зарядки для автомобильных аккумуляторов постоянно растут изза неспадающего на них спроса. На нашем сайте выложены уже несколько схем таких устройств.И представляю вашему вниманию еще одно устройство: Схема зарядки для автомобильного акб на 12 Вольт

Схема устройства:

В схеме зарядки для аккумулятора имеется узел контроля, обеспечивающий отключение по окончанию процесса зарядки.Микросхема TL494 ШИМ – контроллер, применяющийся в импульсных блоках питания персональных компьютеров, может обеспечить регулировку выходного I заряда в диапазоне 1- 6 А и Uвых. 2-20 В. Максимально возможный ток которое может выдать зарядное устройство для авто аккумуляторадостигает 10А.

Конструктивно все мощные и тепловыделяющие элементы: ключевой транзистор VT1, VD5, выпрямительные диоды VD1 - VD4 должны быть установлены на радиатор достаточной площади рассеивания. Надёжная схема зарядного устройства автомобильного аккумулятора собирается с использованием слюдяных прокладок на радиатор площадью минимум 200 см2, рекомендуемое значение будет 500 см2. Для этих целей хорошо подойдёт игольчатый радиатор. От дросселя L1 зависит КПД схемы зарядных устройств авто аккумуляторов. Сердечник можно взять от импульсного трансформатора ТПИ, который расположен в блоке питания телевизоров 3УСЦТ-5УСЦТ.

Щелевой зазор магнитопровода должен быть 0,5-1,5 мм. Этим мы предотвращаем насыщение при максимальных токах. Наматываем примерно витков 15-100 проводом ПЭВ-2 2,0 мм. Свистящий звук будет исходить от дросселя если мы намотаем лишних витков при средних токах. Если зарядное устройство для авто аккумулятора перестаёт издавать свистящий звук при малых токах а при больших выходной транзистор VT1 начинает сильно греться то необходимо увеличить F рабочую микросхемы TL494 подбором элементов R4 или C3. Можно правда применить в схема зарядного устройства автомобильного аккумулятора дроссель L1 большего типоразмера. Если у Вас нет силовых транзисторов p-n-p то можно применить транзисторы n-p-n, соединённые по схеме Дарлингтона.

Схема зарядного устройства для автомобиля должна содержать диод VD5 с барьером Шоттки с Iраб 10А и U 50В, диод КД213или КД2997 использовать в крайнем случае. Вместо мощных выпрямительных диодов на ток 10А можно использовать диодный мост KBPC3506или MP3508. Rшунта наматываем самостоятельно. I выхода зависит от R3 в цепи 15 ноги микросхемы tl494. Резистор регулировки Uвых. R9 в схемы зарядных устройств авто аккумуляторов может иметь номинал 2-100 кОм. R10 устанавливает максимум выходного напряжения. Минимум Uвых. определяется соотношением R6 и R7, но не меньше 1 В. Зарядное устройство для авто аккумулятора на микросхеме tl494 использует переделанный трансформатор ТС180 от телевизоров черно-белого изображения типа Горизонт.Если все элементы исправны то схема зарядного устройства автомобильного аккумулятора начинает работать сразу же без дополнительной подстройки.

Смотрите также остальные схемы на нашем сайте зарядных устройств

radiostroi.ru

Схема зарядки аккумулятора

Аккумуляторная батарея – один из важнейших элементов любого транспортного средства. При правильной эксплуатации и своевременном уходе она исправно исполняет свои функции долгие годы. Однако случаи разрядки аккумулятора по каким-либо причинам достаточно нередки, в том числе и в случае длительного пребывания без эксплуатации. Как правило, это не влечет за собой никаких катастрофических последствий, и после правильно проведенной подзарядки аккумуляторная батарея способна работать еще длительное время.

В специализированных магазинах и на рынках сегодня можно встретить самые разнообразные устройства для зарядки аккумуляторных батарей, как автоматические, так и полуавтоматические, с электронными схемами различной степени сложности. В большинстве своем это достаточно надежные и безопасные устройства, однако стоимость их нередко бывает достаточно высока для рядового автолюбителя. При этом играет роль и психологический фактор – ведь, невзирая на свою несомненную полезность, зарядные устройства используют весьма редко, иногда – раз в несколько лет.

Для автолюбителей, немного разбирающихся в электронике, существует вполне простое, экономичное и эффективное решение – самостоятельно изготовить зарядное устройство для аккумуляторной батареи. Существуют различные схемы зарядных устройств, ниже будут приведены наиболее простые в изготовлении, и в то же время уже проверенные в эксплуатации.

Вот простейшие схемы устройств для зарядки аккумуляторной батареи:

1) схема включает в себя:

- понижающий трансформатор, с одной из обмоток, рассчитанных на 220 вольт, и одной из других – от 12 до 50 вольт, мощностью 25-100 Вт;

- автомобильную 12-вольтную лампочку 21-60 Вт;

- выпрямительный диод на ток 5…50 А и обратное напряжение от 100 до 1000, это могут быть Д242-Д247, КД203, КД210 и т.п.

Электрическая схема:

Приблизительный ток зарядки в данном случае составит (12…50 — 12)*21…60/12/12/2 = 0,5…8 ампера. При использовании трансформатора 220/24 В, лампочки 21 Вт и диода КД203Д зарядный ток — примерно 1А.

Для того, чтобы зарядный ток сделать бо?льшим вдвое, следует изготовить диодный мост:

2) зарядное устройство без трансформатора:

Диод должен иметь обратное напряжение не менее 400 вольт, а ток — более 2 ампер , например Д233, Д246,КД203,ДЛ112 и т.п., а лампочка – 220В, мощностью от 100 до 200 Вт. Зарядный ток такого устройства приблизительно 0,2-0,5 А. Для его увеличения следует использовать чуть более сложную схему:

В этом случае ток зарядки увеличится до 1А. Для того. чтобы получить еще большее значение можно использовать электролампу (или любой бытовой прибор) мощностью 500…1000 Вт, в таком случае зарядный ток составит 2…4 А.

3) автоматическое зарядное устройство, созданное по одной из «классических» схем. Его конструкция чуть более сложная, однако вполне доступна и надежна:

Регулировка тока заряда производится при помощи транзистора VT3 (его коллекторное напряжение, в свою очередь, управляет индикатором заряда на светодиоде – по мене увеличения заряда АКБ ток падает, и свечение светодиода ослабевает) и составного транзистора VT4, VT5, VT6.

Ограничение максимального зарядного тока осуществляет резистор R3, поэтому его мощность должна быть не менее 10 Вт. Порог заряда батареи следует устанавливать около 13,8 В, в таком случае зарядка производится на полную емкость. Устанавливает данный порог резистор 10к. Транзисторы 814, 815 и КТ805 на выход.

Для изготовления корпуса необходимо использовать любой крепкий материал с хорошими изоляционными свойствами. Устройство следует оснастить амперметром, вольтметром и светодиодами, показывающими наличие питания и уровень заряда. Зарядный ток следует выставлять на уровне 0,1…0,2 паспортной емкости аккумулятора.

4) еще одна схема устройства для зарядки разряженных АКБ и для поддержания должного уровня заряда батарей, находящихся на длительном хранении:

В этом зарядном устройстве допустимо использование любого трансформатора, обладающего мощностью 150…250 ВА и напряжением на вторичной обмотке 20…36 В. Для диодного моста можно применить любые диоды, рассчитанные на номинальный ток, превышающий 10 А. Используемые тиристоры – КУ202 В, Г и т.п. Как регулирующий элемент вполне можно взять обычный регулятор напряжения для генератора автомобиля (РНГ) на 14 В любого типа (например, 121.3702). Переключателем S1 производится выбор режима зарядки либо хранения. Ток хранения должен быть равен 1…1.5 А, а оптимальный ток зарядки – 0,1 от установленной производителем емкости АКБ.

Из настроечных работ в данном устройстве требуется лишь проверить емкость конденсатора, осуществляя контроль силы тока амперметром. Во время этой операции следует закоротить выводы 15 и 67.

При изготовлении устройства для зарядки аккумуляторных батарей необходимо соблюдать все соответствующие меры предосторожности, исключающие возможность замыканий и экстремальных сбоев в работе прибора. Поэтому изготовление и работа с самодельными зарядными устройствами рекомендуется пользователям, уверенным в своих знаниях.

Читайте так же:

avtorussians.ru

КАК ЗАРЯЖАТЬ АККУМУЛЯТОРЫ

Жизнь современного человека трудно себе представить без различных бытовых помощников. Автомобили, компьютеры, звуковоспроизводящие устройства, телефоны, бытовая медицинская техника, фонари и т.д. - все это стало неотемлемой необходимостью в наше время. Связующим звеном, которым можно связать такие разные предметы как автомобиль и фонарик, являются химические источники тока. В данной статье мы рассмотрим основной класс электрохимических возобновляемых источников тока - аккумуляторные батареи, а так же как заряжать аккумуляторы различных типов. Соблюдение режима эксплуатации аккумуляторных батарей, и в частности режима заряки, гарантирует их безотказную работу в течении всего срока службы. Основополагающими факторами при заряде любых батарей являются токи и напряжения приложенные во время процесса зарядки. Установлено, что зарядка чрезмерно большим током приводит к деформации пластин аккумуляторов и даже к их разрушению. Зарядка малым током вызывает сульфатацию пластин и снижению емкости аккумуляторной батареи. Зарядный ток, рекомендуемый в инструкции по эксплуатации батареи, обеспечивает оптимальное протекание электрохимических процессов в ней и нормальную работу в течении всего срока эксплуатации. Некоторые недобросовесные производители (в частности Китайские) приводят в паспортах на свои изделия совершенно ненормированные показатели токов заряда,и как следствие батарея выходит из эксплуатации раньше времени. Цель таких производителей - экономическая выгода (ведь вышедший из строя аккумулятор придется сменить на новый). Чтобы не попадаться на удочку таких горе-производителей, приведу несколько теоретических выкладок и советов. Зарядку аккумуляторных батарей производят вполне определенным током, значение которого можно вычислить по формуле I=0,1Q для кислотных

и I=0,25Q для щелочных аккумуляторных батарей,

где Q-паспортная электрическая емкость батареи (А-ч), а I-средний зарядный ток (А). Для герметичных кислотно-свинцовых аккумуляторов (гелевых)

значение зарядного тока расчитывают исходя из того, что он должен составлять 0,2-0,3 от емкости батареи. Такое же значение зарядного тока применимо и для NI-MH аккумуляторов. Кислотные батареи чуствительны к недозарядке и перезарядке. Щелочные аккумуляторные батареи менее критичны к режиму эксплуатации. Гелевые элементы питания можно заряжать/разряжать только до значений указанных в паспорте или на самой батарее. NI-MH и NI-CD батареи заряжают до номинального паспортного значения, но из 10 циклов заряда разряда такие батареи желательно хотя бы один раз разрядить полностью (до нижнего номинального значения) а затем зарядить. Связано это с возникновением эффекта памяти у этих батарей - устройства в которых они применяются как правило не позволяют произвести полного разряда батареи (отключаются раньше), и мы производим заряд недоразряженного элемента. Со временем (в очень короткие сроки) это приводит к выходу батареи из строя.

Блок схема зарядного устройства состоит из понижающего трансформатора и выпрямителя. В качестве регуляторов тока в практических схемах используют: проволочные реостаты; магазины конденсаторов, включаемых последовательно с первичной обмоткой трансформатора; транзисторные и интегральные стабилизаторы тока; тиристорные регуляторы. Далее предлагаю рассмотреть несколько простых практических схем для зарядки аккумуляторных батарей.

Для зарядки кислотных АКБ на протяжении 15 лет использую простой самодельный зарядник

с перемотанным трансформатором ТС-270 (транс перематывался для достижения токов в 15А,что в конечном счете и не понадобилось).

Электронную начинку регулятора тока можно собрать по схеме Руслана Старобинского

или по схеме Германа Рабурахманова (десульфатирующее зарядное устройство, для восстановления аккумуляторной батареи).

Прибор желательно оснастить амперметром для наблюдений за протекающими процессами (на снимке миллиамперметр от радиостанции с константановым шунтом). Для зарядки герметичных кислотно-свинцовых аккумуляторов (гелевых) можно применить устройство на микросхеме L200C.

Но в силу того, что микросхема эта довольно редкая и дорогая, можно изготовить более простое универсальное зарядное устройство, подходящее для всех типов не слишком емких аккумуляторов.

Основа схемы-интегральный стабилизатор К142ЕН12; диодный мост-любой на ток не менее 2А;

транзистор германиевый из-за малого открывающего напряжения Б-Э; резисторы R1-R4 с мощностью рассеивания от 2Вт (можно намотать из нихрома). Сборка схемы зарядки. Она содержит минимальное количество деталей и может быть произведена навесным монтажем. В качестве переключателя режимов зарядного тока применим галетный.

Подключаем к заряднику полностью разряженный аккумулятор, выбираем зарядный ток по известной формуле и заряжаем в течении 12 часов. В заключении совет по выбору ЗУ при покупке - не поленитесь поискать в сети данные на приглянувшееся вам зарядное устройство. Это сможет вас уберечь от ненужных трат. Если же имеющееся у вас устройство вызывает подозрение (изготовленное неизвестно где ЗУ для малоемкого аккумулятора), не поленитесь открыть его корпус - в некоторых устройствах ничего кроме выпрямителя не имеется, и у вас будет поле для модернизаций и усовершенствований (если вы конечно не хотите потерять свой аккумулятор раньше времени). Конечно тут приведены не все теоретические и практические выкладки и тонкости, а только самые основные. В дальнейших наших публикациях мы познакомимся с более сложными типами ЗУ. Автор: Электродыч.

el-shema.ru

Электрическая схема зарядного устройства

"Юному радиолюбителю"

Неуклонная тенденция развития портативной электроники практически ежедневно заставляет рядового пользователя сталкиваться с зарядкой аккумуляторов своих мобильных устройств. Будь вы владельцем мобильного телефона, планшета, ноутбука или даже автомобиля, так или иначе вам неоднократно придётся столкнуться с зарядкой аккумуляторов этих устройств. На сегодняшний день рынок выбора зарядных устройств настолько обширен и велик, что в этом многообразии довольно тяжело сделать грамотный и правильный выбор зарядного устройства, подходящего к типу используемого аккумулятора. К тому же, сегодня существуют более 20-и типов аккумуляторов с различным химическим составом и основой. Каждый из них имеет свою специфику работы заряда и разряда. В силу экономической выгоды современное производство в этой сфере сейчас сконцентрировано преимущественно на выпуске свинцово-кислотных (гелевых) (Pb), никель – металл - гидридных (NiMH), никель – кадмиевых (NiCd) аккумуляторов и аккумуляторов на основе лития – литий-ионных (Li-ion) и литий-полимерных (Li-polymer). Последние из указанных, кстати, активно используются в питании портативных мобильных устройств. Главным образом литиевые аккумуляторы заслужили популярность за счёт применения относительно недорогих химических компонентов, большого количества циклов перезаряда (до 1000), высокой удельной энергии, низкой степени саморазряда, а так же способности удерживать ёмкость при отрицательных значениях температуры.

Электрическая схема зарядного устройства литиевых аккумуляторов, применяемых в мобильных гаджетах сводится к обеспечению их в процессе заряда постоянным напряжением, превышающим на 10 – 15 % номинальное. К примеру, если для питания мобильного телефона используется литий-ионная батарея на 3,7 В., то для её заряда необходим стабилизированный источник питания достаточной мощности для поддержания напряжения заряда не выше 4,2В – 5В. Именно поэтому большинство портативных зарядных устройств, идущих в комплекте с устройством, выпускают на номинальное напряжение 5В, обусловленное максимальным напряжением питания процессора и заряда батареи с учётом встроенного стабилизатора.

Конечно, не стоит забывать и о контроллере заряда, который берёт на себя основной алгоритм заряда батареи, а так же опрос её состояния. Современные литиевые аккумуляторы, выпускаемые для мобильных устройств с малыми токами потребления, уже идут со встроенным контроллером. Контроллер выполняет функцию ограничения тока заряда в зависимости от текущей ёмкости аккумулятора, отключает подачу напряжения устройству в случае критического разряда батареи, защищает батарею в случае короткого замыкания нагрузки (литиевые батареи очень чувствительны к большому току нагрузки и имеют свойство сильно нагреваться и даже взрываться). С целью унификации и взаимозаменяемости литий-ионных аккумуляторов ещё в 1997 году компании Duracell и Intel разработали управляющую шину опроса состояния контроллера, его работы и заряда с названием SMBus. Под эту шину были написаны драйвера и протоколы. Современные контроллеры и сейчас используют основы алгоритма заряда, прописанные этим протоколом. В плане технической реализации существует множество микросхем, способных реализовать контроль заряда литиевых аккумуляторов. Среди них выделяется серия MCP738xx, MAX1555 от MAXIM, STBC08 или STC4054 с уже встроенным защитным n-канальным MOSFET транзистором, резистором определения тока заряда и диапазоном напряжения питания контроллера от 4,25 до 6,5 Вольт. При этом у последних микросхем от STMicroelectronics значение напряжения заряда аккумулятора 4,2 В. имеет разброс всего +/- 1%, а зарядный ток может достигать 800 мА, что позволит реализовать зарядку аккумуляторов ёмкостью до 5000 мА/ч.

Рассматривая алгоритм заряда литий-ионных аккумуляторов стоит сказать, что это один из немногих типов, предусматривающих паспортную возможность зарядки током до 1С (100% ёмкости аккумулятора). Таким образом, аккумулятор ёмкостью в 3000 ма/ч может заряжаться током до 3А. Однако, частая зарядка большим «ударным» током хоть и существенно сократит её время, но в то же время довольно быстро снизит ёмкость аккумулятора и приведёт его в негодность. Из опыта проектирования электрических схем зарядных устройств скажем, что оптимальным значением зарядки литий-инного (полимерного) аккумулятора является значение 0,4С – 0,5С от его ёмкости.

Значение тока в 1С допускается лишь в момент начального заряда батареи, когда ёмкость аккумулятора достигает приблизительно 70% своей максимальной величины. Примером может стать работа зарядки смартфона или планшета, когда первоначальное восстановление ёмкости происходит за короткое время, а оставшиеся проценты набираются медленно.

На практике довольно часто случается эффект глубокого разряда литиевого аккумулятора, когда его напряжение опускается ниже 5% его ёмкости. В этом случае контроллер не в состоянии обеспечить достаточный пусковой ток для набора начальной ёмкости заряда. (Именно поэтому не рекомендуется разряжать такие аккумуляторы ниже 10%). Для решения таких ситуаций необходимо аккуратно разобрать аккумулятор и отключить встроенный контроллер заряда. Далее необходимо к выводам аккумулятора подсоединить внешний источник заряда, способный выдать ток не менее 0,4С ёмкости аккумулятора и напряжение не выше 4,3В (для аккумуляторов на 3,7В.). Электрическая схема зарядного устройства для начальной стадии зарядки таких аккумуляторов может примениться из примера ниже.

Данная схема состоит из стабилизатора тока в 1А. (задаётся резистором R5) на параметрическом стабилизаторе LM317D2T и импульсном регуляторе напряжения LM2576S-adj. Напряжение стабилизации, определяется обратной связью на 4-ю ногу стабилизатора напряжения, то есть соотношением сопротивлений R6 и R7, которыми на холостом ходу выставляется максимальное напряжение зарядки аккумулятора. Трансформатор должен на вторичной обмотке выдавать 4,2 – 5,2 В переменного напряжения. Тогда после стабилизации мы получим 4,2 – 5В постоянного напряжения, достаточного для заряда вышеупомянутого аккумулятора.

Никель – металл - гидридные аккумуляторы (NiMH) чаще всего можно встретить в исполнении корпусов стандартных батареек – это формфактор ААА (R03), АА (R6), D, С, 6F22 9В. Электрическая схема зарядного устройства для NiMH и NiCd аккумуляторов должна в себя включать нижеперечисленные функциональные возможности, связанные со спецификой алгоритма заряда этого типа аккумуляторов.

У различных аккумуляторов (даже с одинаковыми параметрами) со временем меняются химические и емкостные характеристики. В итоге возникает необходимость организовывать алгоритм заряда каждого экземпляра индивидуально, поскольку в процессе зарядки (особенно большими токами, что допускают никелевые аккумуляторы) избыточный перезаряд влияет на быстрый перегрев аккумулятора. Температура в процессе заряда выше 50 градусов из-за химически необратимых процессов распада никеля полностью погубит аккумулятор. Таким образом, электрическая схема зарядного устройства должна иметь функцию контроля температуры аккумулятора. Для увеличения срока службы и количества циклов перезаряда никелевого аккумулятора желательно каждую его банку разрядить до напряжения не ниже 0,9В. током порядка 0,3С от его ёмкости. К примеру, аккумулятор с 2500 – 2700 мА/ч. разрядить на активную нагрузку током в 1А. Так же зарядное устройство должно поддерживать зарядку с «тренировкой», когда в течении нескольких часов происходит циклический разряд до 0,9В с последующим зарядом током 0,3 – 0,4С. Исходя из практики таким образом можно оживить до 30% убитых никелевых аккумуляторов, причём никель-кадмиевые аккумуляторы «реанимации» поддаются гораздо охотнее. По времени заряда электрические схемы зарядных устройств могут делиться на «ускоренные» (ток заряда до 0,7С с временем полного заряда 2 – 2,5ч.), «средней длительности» (0,3 – 0,4С – заряд за 5 – 6ч.) и «классические» (ток 0,1С – время заряда 12 – 15ч.). Конструируя зарядное устройство для NiMH или NiCd аккумулятора, так же можно воспользоваться общепринятой формулой расчёта времени заряда в часах:

T = (E/I) ∙ 1.5

где Е – ёмкость аккумулятора, мА/ч., I – ток заряда, мА, 1,5 – коэффициент для компенсации КПД во момент зарядки. К примеру, время заряда аккумулятора ёмкостью 1200 мА/ч. током 120 мА (0,1С) будет: (1200/120)*1,5 = 15 часов.

Из опыта эксплуатации зарядных устройств для никелевых аккумуляторов стоит отметить, что чем ниже зарядный ток, тем больше циклов перезаряда перенесёт элемент. Паспортные циклы, как правило, производитель указывает при зарядке аккумулятора током 0,1С с наиболее длительным временем заряда. Степень заряженности банок зарядное устройство может определять через измерение внутреннего сопротивления за счёт разницы падения напряжения в момент заряда и разряда определённым током (метод ∆U).

Итак, учитывая всё вышеизложенное, одним из наиболее простых решений для самостоятельной сборки электрической схемы зарядного устройства и в то же время обладающей высокой эффективностью является схема Виталия Спорыша, описание которой без труда можно найти в сети.

Основными преимуществами данной схемы является возможность зарядки как одного, так и двух последовательно соединённых аккумуляторов, термоконтроль заряда цифровым термометром DS18B20, контроль и измерение тока в процессе заряда и разряда, автоотключение по завершению зарядки, возможность зарядки аккумулятора в «ускоренном» режиме. Кроме того, с помощью специально написанного программного обеспечения и дополнительной платы на микросхеме - преобразователе TTL уровней MAX232 возможен вариант контроля зарядки на ПК и дальнейшей её визуализации в виде графика. К недостаткам стоит отнести необходимость наличия независимого двухуровневого питания.

Аккумуляторы на основе свинца (Pb) довольно часто можно встретить в устройствах с большим потреблением тока: автомобилях, электромобилях, бесперебойниках, в качестве источников питания различного электроинструмента. Нет смысла перечислять их достоинства и недостатки, которые можно разыскать на многих сайтах на просторах сети. В процессе реализации электрической схемы зарядного устройства для таких аккумуляторов следует различать два режима зарядки: буферный и циклический.

Буферный режим зарядки предусматривает одновременное подключение к аккумулятору и зарядного устройства, и нагрузки. Такое подключение можно наблюдать в блоках бесперебойного питания, автомобилях, ветряных и солнечных энергосистемах. При этом, во время подзаряда устройство является ограничителем тока, а когда аккумулятор набирает свою ёмкость – переходит в режим ограничения напряжения для компенсации саморазряда. В этом режиме аккумулятор выступает в роли суперконденсатора. Циклический режим предусматривает отключение зарядного устройства по завершению зарядки и его повторное подключение в случае разряда батареи.

Схемных решений по зарядке данных аккумуляторов в Интернете достаточно много, поэтому рассмотрим некоторые из них. Для начинающего радиолюбителя для реализации простого зарядного устройства «на коленках» отлично подойдёт электрическая схема зарядного устройства на микросхеме L200C от STMicroelectronics. Микросхема представляет собой АНАЛОГОВЫЙ регулятор тока с возможностью стабилизации напряжения. Из всех преимуществ, которые имеет эта микросхема – это простота схемотехники. Пожалуй, на этом все плюсы и заканчиваются. Согласно даташиту на эту микросхему, максимальный ток заряда может достигать 2А, что теоретически позволит зарядить аккумулятор ёмкостью до 20 А/ч напряжением (регулируемым) от 8 до 18В. Однако, как оказалось на практике, минусов у этой микросхемы гораздо больше, чем плюсов. Уже при зарядке 12 амперного cвинцово-гелевого SLA аккумулятора током 1,2А микросхема требует радиатор площадью не менее 600 кв. мм. Хорошо подходит радиатор с вентилятором от старого процессора. Согласно документации к микросхеме, к ней можно прикладывать напряжение до 40В. На самом деле, если подать по входу напряжение более 33В. – микросхема сгорает. Данное зарядное требует довольно мощный источник питания, способный выдать ток не менее 2А. Согласно приведённой схеме вторичная обмотка трансформатора должна выдавать не более 15 – 17В. переменного напряжения. Значение выходного напряжения, при котором зарядное устройство определяет, что аккумулятор набрал свою ёмкость, определяется значением Uref на 4-й ножке микросхемы и задаётся резистивным делителем R7 и R1. Сопротивления R2 – R6 создают обратную связь, определяя граничное значение зарядного тока аккумулятора. Резистор R2 в то же время определяет его минимальное значение. При реализации устройства не стоит пренебрегать значением мощности сопротивлений обратной связи и лучше применять такие номиналы, какие указаны в схеме. Для реализации переключения зарядного тока лучшим вариантом станет применение релейного переключателя, к которому подключаются сопротивления R3 – R6. От использования низкоомного реостата лучше отказаться. Данное зарядное устройство способно заряжать аккумуляторы на свинцовой основе ёмкостью до 15 А/ч. при условии хорошего охлаждения микросхемы.

Существенно уменьшить габариты зарядки свинцовых аккумуляторов небольшой ёмкости (до 20 А/ч.) поможет электрическая схема зарядного устройства на импульсном 3А. стабилизаторе тока с регулировкой напряжения LM2576-ADJ.

Для зарядки свинцово-кислотных или гелевых аккумуляторных батарей ёмкостью до 80А/ч. (к примеру, автомобильных). Отлично подойдёт импульсная электрическая схема зарядного устройства универсального типа представленная ниже.

Схема была успешно реализована автором этой статьи в корпусе от компьютерного блока питания ATX. В основе её элементной базы лежат радиоэлементы, большей частью взятые из разобранного компьютерного блока питания. Зарядное устройство работает как стабилизатор тока до 8А. с регулируемым напряжением отсечки заряда. Переменное сопротивление R5 устанавливает значение максимального тока заряда, а резистор R31 устанавливает его граничное напряжение. В качестве датчика тока используется шунт на R33. Реле K1 необходимо для защиты устройства от изменения полярности подключения к клеммам аккумулятора. Импульсные трансформаторы T1 и Т21 в готовом виде были так же взяты из компьютерного блока питания. Работает электрическая схема зарядного устройства следующим образом:

1. включаем зарядное устройство с отключённой батареей (клеммы зарядки откинуты)

2. выставляем переменным сопротивлением R31(на фото верхнее) напряжение заряда. Для свинцового 12В. аккумулятора оно не должно превышать 13,8 – 14,0 В.

3. При правильном подключении зарядных клемм слышим, как щёлкает реле, и на нижнем индикаторе видим значение тока заряда, которое выставляем нижним переменным сопротивлением (R5 по схеме).

4. Алгоритм заряда спроектирован таким образом, что устройство заряжает аккумулятор постоянным заданным током. По мере накопления ёмкости значение зарядного тока стремится к минимальному значению, а «дозаряд» происходит за счёт выставленного ранее напряжения.

Полностью посаженый свинцовый аккумулятор не включит реле, как и собственно саму зарядку. Поэтому важно предусмотреть принудительную кнопку подачи мгновенного напряжения от внутреннего источника питания зарядного устройства на управляющую обмотку реле К1. При этом следует помнить, что в момент нажатой кнопки защита от переполюсовки будет отключена, поэтому нужно перед принудительным пуском обратить особое внимание на правильность подключения клемм зарядного устройства к аккумулятору. Как вариант, возможен запуск зарядки от заряженного аккумулятора, а уж потом перебрасываем клеммы зарядки на требуемый посаженный аккумулятор. Разработчика схемы можно найти под ником Falconist на различных радиоэлектронных форумах.

Для реализации индикатора напряжения и тока была применена схема на pic-контроллере PIC16F690 и «супердоступных деталях», прошивку и описание работы которой можно найти в сети.

Данная электрическая схема зарядного устройства, конечно же, не претендует на звание «эталонной», но она в полной мере способна заменить дорогостоящие зарядные устройства промышленного производства, а по функциональности может даже значительно превзойти многие из них. В окончании стоит сказать, что последняя схема универсального зарядного устройства рассчитана главным образом на человека, подготовленного в радиоконструировании. Если же вы только начинаете, то лучше в мощном зарядном устройстве применить гораздо более простые схемы на обычном мощном трансформаторе, тиристоре и системе его управления на нескольких транзисторах. Пример электрической схемы такого зарядного устройства приведён на фото ниже.

Смотрите также схемы:

Электрическая схема блока питания Электронный термометр Электрическая печи Стабилизатор напряжения Электрический счетчик

elektronika-muk.ru

Схема простого зарядного для АКБ с автовыключением

Привет всем, в этой статье хочу предложить вашему вниманию простую схему зарядного устройства с автоматическим выключением по завершению заряда АКБ. То есть просто поставил зарядное на ночь или на время и не надо следить за ним, зарядка сама отключиться, когда достигнет порог напряжения заряженного АКБ.

Схема не сложная, в ней всего используется один не мощный транзистор для определения напряжения на аккумуляторе, R1 обычный резистор на 4.7 Ком, P1 подстроечный резистор на 10 Ком. В качестве транзистора Т1 можно использовать КТ815 или аналоги.

Реле на 12 вольт 400 ом, можно взять простое автомобильное реле.

Трансформатор TR1 имеет напряжение вторичной обмотки 13.5 -14.5 вольт. Ток надо брать 1\10 от ёмкости АКБ, например если аккумулятор на 60 ампер, то ток соответственно 6 ампер.

Диодный мост D1-D4 надо на ток равный номинальному току трансформатора, то есть в данном случаи не менее 6 ампер, это например такие как Д242, КД213, их нужно устанавливать на радиаторе. Диод обозначенный D1, который стоит параллельно реле и диоды D5 и D6 можно брать наши КД105 или буржуйский аналог 1N4007.

Конденсатор С1 на 100 мкф. 25 вольт, резисторы R2, R3 по 3 кОм. HL1 и HL2 это индикаторы зарядки и ограничения зарядового тока, в качестве них можно взять например красный и зелёный светодиоды. Ну и амперметр для контроля тока.

Ток равный 1\10 от ёмкости АКБ подбирается количеством витков на вторичной обмотке трансформатора. При намотке вторички, необходимо сделать несколько отводков или отводов))) для подбора оптимального варианта зарядного тока.

Заряд автомобильного АКБ считается законченным, когда напряжение на его контактах достигнет 14.4 вольта. Порог отключения подстраивается подстроечным резистором P1 при подключенном и полностью заряженном аккумуляторе.При зарядке разряженного аккумулятора напряжение на нём будет 12-13 вольт, в процессе зарядки ток будет падать, а напряжение расти. Когда напряжение достигнет 14.4 вольта транзистор Т1 отключит реле и цепь заряда будет разорвана.

При снижении напряжения до 11.4 вольт, зарядка снова возобновляется, такой принцип обеспечивают диоды D5, D6 в эмиттере транзистора.

Такое простое, автоматическое, зарядное устройство поможет вам проконтролировать процесс зарядки, без вашего участия, поставил на зарядку и будьте уверены ваш АКБ не перезарядиться, а зарядиться до нужного значения.

Кстати, если кто хочет приобрести сразу готовую зарядку на АЛИ за 1500р, пока там скидки, вот ссылка http://ali.pub/1m8q9j

xn--100--j4dau4ec0ao.xn--p1ai