2. Восстановление и зарядка аккумулятора
. ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРА
В результате неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, и он выходит из строя.
Известен способ восстановления таких батарей при заряде их «ассимметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбрано 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.
Рис. 4.2. Электрическая схема зарядного устройства
На рис. 4.2 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.
Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.
Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.
В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.
Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22…25 В.
Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0…5 А (0…3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.
В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления (1000…18000), который можно заменить на КТ825 при изменении полярности включения диодов и стабилитрона, так как он другой проводимости (см. рис. 4.3). Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.
Для защиты схемы от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.
Резисторы применены такие R1 типа С2-23, R2 — ППБЕ-15, R3 — С5-16MB, R4 — ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В.
Приведенные схемы пускового (рис. 4.1) и зарядного устройств (рис. 4.2) можно легко объединить (при этом не потребуется изолировать корпус транзистора VT1 от корпуса конструкции), для чего на пусковом трансформаторе достаточно намотать еще одну обмотку примерно 25…30 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 1,8…2,0 мм.
Эта обмотка используется для питания схемы зарядного устройства.
Схема зарядного устройства для автомобильного АКБ с выходным плавно регулируемым напряжением от 2 до 20 вольт с током до 6 ампер. Снабжен стабилизатором. Состоит из сетевого понижающего трансформатора на 200 Вт, зарубежная микросхема TL494CN и ключ на транзисторе КТ825. Работает следующим образом, сетевое напряжение 220 вольт трансформатор понижает до 20 вольт, затем выпрямляется диодным мостом и фильтруется конденсатором, а генератор собранный на TL494CN управляет базой кремниевого транзистора КТ825. Резистор R3 управляет выходным током, а резистор R9 выходным напряжением.
|
| Электрическая схема универсального зарядного устройства (ЗУ) для авто и мотоциклетных АКБ, на первый взгляд покажется довольно сложной в сборке для малоопытного радиолюбителя, но это не так. Разберёмся в ролях некоторых радиокомпонентов в схеме по порядку. В роли R13 установлен проволочный резистор 0,02…0,2 Ом и в диапазоне 2…10 Ватт. Обе R11 и R12 обязательно должны быть строго одинаковыми и быть в пределах 0,3…150 кОм. R9 выбирают по формуле: R9 (Ом)= 0,1* I вых.max (ампер) * R11 (Ом) / I вых.max (ампер) * R13 (Ом). R2 с сопротивлением в пределах 1…100 кОм. Далее после подбора R2 подбираем нужное значение R4, которое считаем по формуле: R4(кОм) = R2 (кОм) * (5 вольт — 0,1 * I вых. Max (ампер)) / 0,1 * I вых. Max (ампер). R14 в диапазоне 1,8…91 кОм. Подойдёт ЗУ как и для зарядки маломощных 6 вольтовых АКБ мопедов и скутеров так и для 12 вольтовых автомобильных АКБ мощностью до 90 А.Ч. Зарядник работает сразу при точной сборке, только надо подбирать нужные параметры исходя из личных потребностей или как закажет заказчик. Внимание! При работе и налаживании сетевых прибором будьте внимательны с трансформатором, при самостоятельной намотке трансформатора хорошо изолировать первичную и вторичные обмотки. Проверять сперва на холостом ходу а потом и смело можно подключить всю схему. Некоторые технические характеристики: Входное напряжение: сетевое переменное 220 — 240 вольт Максимальный ток нагрузки на выходе: регулируемое до 6 ампер Радиокомпоненты ЗУ и отечественного и зарубежного производства: S1 — тумблер на 220 вольт и 1 ампер FU1 — плавкий предохранитель на 1 ампер FU2 — плавкий предохранитель на 6,3 ампер TR1 — сетевой трансформатор с выходным напряжением на вторичной обмотке 16 вольт HD1 — АЛ307Б DA1 — шим контролёр TL494 — аналоги TL494CN, TL494CD, TL494IN, TL494C, TL494CI DA2 — КР140УД14 VT1 — КТ825А — аналоги BDх62A, BDх62B, BDх88C, MJ2501, MJ4031, MJ4032, VD1 — 1N4742A VD2 — KBPC3502 VD3 — 1N4148 — аналоги КД522Б, LL4148, LS4148 VD4 — 1N4742A VD5 — КД2998Б (20 вольт 30 ампер) C1 — 2,2 мкФ х 63 вольт C2 — 4700 мкФ х 24 вольт C3 — 100 мкФ х 16 вольт C4 — 1000 пФ C5 — 100 мкФ х 16 вольт C6 — 100 пФ C7 — 2200 мкФ х 25 вольт R1 — 18 кОм R2 — 10 кОм — переменный R3 — 3,3 кОм R4 — 75 кОм R5 — 1 кОм R6 — 200 Ом R7 — 1,5 кОм R8 — 10 кОм R9 — 8,2 кОм R10 — 5,1 кОм R11 — 1 кОм R12 — 1 кОм R13 — 0,012 Ом R14 — 10 кОм — переменный R15 — 5,1 кОм R16 — 150 кОм |
Схема блока питания представленная в статье имеет выходное напряжение от 0 до 12 вольт, которое можно регулировать плавно потенциометром R8. Позволяет подключить нагрузку до 20 ампер. Имеет надёжную защиту от короткого замыкания (КЗ).
SA1 — выключатель на 220 вольт 10 ампер C1 — 3300 х 1600 вольт C2 — 0,1 мкФ C3 — 0,1 мкФ C4 — 0,1 мкФ C5 — 0,1 мкФ C6 — 0,1 мкФ C7 — 4700 мкФ х 16 вольт C8 — 10 мкФ х 16 вольт C9 — 0,1 мкФ C10 — 2200 мкФ х 16 вольт R1 — 1 кОм R2 — 1 кОм R3 — 0,83 Ом R4 — 100 Ом R5 — 1 кОм — переменный R6 — 51 кОм R7 — 10 кОм R8 — 10 кОм — переменный VD1 — КД213А VD2 — КД213А VD3 — КД213А VD4 — КД213А VD5 — КС212 HL1 — АЛ307 HL2 — АЛ307 VT1 — КТ3107 VT2 — КТ3102 VT3 — КП303В VT4 — КТ3102 VT5 — КТ825 |
|
Зарядное устройство автомобильного аккумулятора
Современные автомобильные аккумуляторные батареи выпускаются необслуживаемыми или малообслуживаемыми, а срок их службы напрямую зависит от их правильной эксплуатации. При неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов их пластины могут сульфатироваться, из-за чего они выходят из строя.
Для устранения сульфатации пластин применим способ зарядки таких батарей «асимметричным» током. При этом оптимальным соотношением зарядного и разрядного тока выбирается как 10:1. Этот способ позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.
Схема простого зарядного устройства, рассчитанного на использование выше описанного способа, приведена на рис. 1
Для восстановления и тренировки широко распространённых аккумуляторов, емкостью 55А/ч, применим импульсный зарядный ток 5 А, при этом ток разряда будет 0.5 А. Разрядный ток определяется номиналом резистора R4.
Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты, а аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.
Основным регулирующим элементом схемы является транзисторный стабилизатор тока. Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.
В случае пропадания сетевого напряжения предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда на резистор R4 при помощи реле К1, которое своими контактами разомкнёт цепь подключения аккумулятора.
В качестве реле К1 применено типа РПУ с рабочим напряжением обмотки 24 В. Если напряжение срабатывания меньше, то последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.
В зарядном устройстве используется трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22…25 В (ток 5…7 А). Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0…5 А (0…3 А), например М42100, а его шкалу потребуется переградуировать (множитель ≈2,5).
Транзистор VT1 устанавливается на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого можно использовать металлический корпус самого зарядного устройства.
В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления, который можно заменить на составной транзистор, как показано на рис. 2.
Для защиты схемы от короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.
В конструкции применены следующие резисторы: R1 типа С2-23, R2 — ППБЕ-15, R3 — С5-16МВ, R4 — ПЭВ-15, номинал резистора R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 можно применить любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В. Диоды VD1 и VD2 можно заменить на любые из серии КД242…КД247, с обязательной установкой на радиаторы. Резистор R4 можно составить из восьми 2-х ваттных резисторов, номиналом 220 Ом, соединенных параллельно. Транзистор КТ827А можно заменить на зарубежные аналоги: 2SD1672; MJ3521; 2N6057, BDX67.
Радиосхемы. — Маломощные зарядные устройства
Маломощные зарядные устройства
категория
Электронные самоделки в помощь автолюбителю
материалы в категории
Журнал Радио, 2000 год, №7
Наряду с мощными зарядными устройствами обеспечивающими ток заряда аккумуляторной батареи до 10 Ампер, автолюбителями широко используются и более слабые устройства (с током от 0,5 до 1,5 А). Такие слабенькие зарядки обычно применяются в тех случаях когда требуется только лишь частичная подзарядка аккумулятора (например во время длительного хранения). Преимущества таких маломощных зарядных устройств очевидны- меньшие габариты и вес из за отсутствия мощных трансформаторов.
В этой статье приводятся две схемы таких устройств
А. КОРСАКОВ, г. Орел
Описываемое маломощное сетевое зарядное устройство служит для зарядки автомобильной аккумуляторной батареи небольшим током. Конструктивно оно рассчитано на установку в транспортное средство с подключением к системе электрооборудования. Таким образом, не нужно каждый раз развертывать зарядное устройство и подключать его к батарее, достаточно лишь вставить вилку в розетку.
Схема маломощного зарядного устройства
Это дает возможность заряжать батарею автомобиля везде, где есть доступ к питающей электросети 220 В. Параллельно с зарядкой устройство допускает пользование автомагнитолой.
Схема зарядного устройства показана на рис. 1. ОУ DA1 контролирует напряжение на выходе устройства и при достижении установленного резистором R3 выходного напряжения ограничивает ток через аккумуляторную батарею на уровне ее тока саморазрядки. Конденсаюр С1 предназначен для сглаживания пульсаций. При токе в 1.5 А напряжение пульсаций равно примерно 5 В. Стабилитрон VD6 стабилизирует напряжение питания ОУ. Резистор R6 служит для ограничения тока зарядки.
С делителя напряжения, собранного на резисторах R7 и R8, на инвертирующий вход ОУ поступает напряжение, пропорциональное выходному. Светодиод HL1 служит для индикации наличия напряжения в сети, a HL2 — для индикации подключения к аккумуляторной батарее.
Благодаря резистору R6 зарядный ток мало зависит от напряжения на батарее, но при достижении установленного выходного напряжения ток зарядки снижается до значения тока ее саморазрядки. В таком режиме устройство может работать неограниченное время, поэтому контролировать процесс зарядки нет необходимости.
Устройство также мало чувствительно к аварийному замыканию выходной цепи, но длительное нахождение в таком режиме нежелательно. Для защиты оператора от поражения электрическим током применен сетевой трехпроводный кабель с двойной изоляцией и евровилкой X1 на конце. Разумеется, защитный контакт ответной евророзетки необходимо надежно заземлить.
При случайном попадании фазы сети на корпус автомобиля (из-за повреждения сетевого кабеля) перегорает один из предохранителей, устройство оказывается обесточенным. Вторичная обмотка сетевого трансформатора Т1 во всяком случае должна быть надежно изолирована от первичной и от магнитопровода.
Необходимо помнить, что при зарядке батареи в случайном месте, где евро-розетка может оказаться незаземленной, вы подвергаете себя реальной опасности, поэтому не пренебрегайте никакими мерами защиты (резиновый коврик или сухая доска под ноги, резиновые перчатки или сухие тканевые рукавицы).
Зарядное устройство конструктивно оформлено в пластмассовой коробке от электробритвы «Бердск». Коробку я поместил под капот своего автомобиля «ВАЗ 21063». прикрепив к внутренней перегородке машины рядом с местом для запчастей.
Трансформатор Т1 — любой малогабаритный сетевой мощностью 25 Вт со вторичной обмоткой на напряжение 15.5… 17.5 В при токе 1.5 А. Диоды VD1— VD4. VD7, VD8 подойдут любые из серии КД226; возможна их замена на КД212 КД213 и другие средней мощности. Диод VD5 — КД522. КД521 с любым буквенным индексом или другие малогабаритные. Вместо КС191Ж подойдет стабилитрон КС 191Е.
Светодиод АЛ307В зеленого свечения можно заменить на АЛ307Г. АЛ307ГМ. АЛ307НМ. а АЛ307Б красного свечения — на АЛ307К. АЛ307БМ. АЛ307КМ. ОУ К140УД1208 заменим на К140УД1408. при этом резистор R5 исключают, а вывод 8 оставляют свободным.
Транзистор КТ825Г устанавливают на теплоотводящую пластину площадью 60 см2 и толщиной 3 мм. Постоянные резисторы МЛТ, подсгроечные резисторы — СПЗ-38Б. СПЗ-19 или другие малогабаритные. Конденсаторы — К50-35, К50-24или К50-16.
Большинство деталей устройства смонтировано на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1.5 мм. Чертеж платы изображен на рис. 2.
При изготовлении устройства для установки на автомобиль необходимо особое внимание уделить жесткости монтажа массивных деталей на плате и других узлов и деталей в коробке, а также вопросам защиты прибора от влаги и пыли.
Для налаживания устройства подключают к его выходу вместо нагрузки вольтметр постоянного тока и резистором R3 устанавливают напряжение в пределах 13.4… 13.6 В. Затем к выходу устройства подключают разряженную батарею последовательно с амперметром и устанавливают резистором R6 требуемый ток зарядки в пределах 0.5… 1.5 А.
И. ГЕРЦЕН, г. Березники Пермской обл.
Как известно, автомобильные аккумуляторные батареи в период длительного, например зимнего, хранения разряжаются, поэтому их рекомендуют периодически подзаряжать. Описываемое устройство предназначено для автоматического поддержания автомобильной аккумуляторной батареи в заряженном состоянии во время хранения. Его функциональные возможности по сравнению с комплектом аппаратуры, описанным автором этих строк в статье «Приставка-автомат к зарядному устройству» («Радио», 1997. ╧ 7. с. 44—46), более скромны, зато оно значительно проще и не содержит электромеханических реле.
Принципиальная схема устройства изображена на рис. 1.
Транзисторы VT1, VT3, VT4 и стабилитрон VD5 образуют последовательный стабилизатор напряжения. Напряжение, которое устройство поддерживает на батарее, устанавливают резистором R6. Пределы изменения этого напряжения определены сопротивлением резисторов R5 и R7. Ток зарядки контролируют по шкале амперметра РА1.
При подключении устройства к аккумуляторной батарее напряжение на ней обычно меньше зарядного. Поэтому регулирующий транзистор VT3 открыт и насыщен, через него протекает максимальный ток. Для защиты регулирующего транзистора от перегрузки служит ограничитель тока, собранный на транзисторе VT2.
При возрастании тока нагрузки падение напряжения на токоизмерительном резисторе R3 увеличивается, и в некоторый момент транзистор VT2 приоткрывается, уменьшая базовый ток составного регулирующего транзистора VT1, VT3. В результате зарядное напряжение, а значит, и ток через транзистор VT3 уменьшаются. Таким образом, максимально возможный ток через стабилизатор — зарядный ток аккумуляторной батареи — зависит от сопротивления резистора R3.
По мере зарядки батареи напряжение на ней увеличивается, приближаясь к напряжению стабилизации, а зарядный ток уменьшается до значения, необходимого лишь для компенсации ее саморазрядки. Диод VD6 служит для защиты батареи от разрядки через цепи стабилизатора в случае отключения сетевого напряжения.
За выпрямителем зарядного устройства включен сглаживающий конденсатор С1. Он нужен не для уменьшения уровня пульсаций при зарядке, поскольку, во-первых, при указанной на схеме емкости его сглаживающий эффект будет заметен лишь при крайне малом зарядном токе и. во-вторых, сглаживать зарядный ток вообще не требуется. Этот конденсатор позволяет производить регулировку выходного напряжения устройства — с ним нет пульсаций при малой нагрузке.
О включении устройства в сеть сигнализирует светодиод HL1.
Устройство рассчитано на длительную работу под напряжением без постоянного присмотра, поэтому для повышения надежности его детали выбраны с запасом по основным параметрам.
Трансформатор Т1 подойдет любой, мощностью 20…25 Вт. с хорошей межобмоточной изоляцией, обеспечивающий на вторичной обмотке напряжение 17…19В при токе 0.5 А.
Постоянные резисторы, кроме R3. — МЛТ; переменный резистор R6 — ППЗ-1З. Резистор R3 — проволочный, самодельный (рис. 2). Он намотан ни-хромовым проводом 3 диаметром 0,3 мм на стеклотекстолитовой планке 2 толщиной 1 мм. Так как нихром плохо паяется, соединение провода с медными выводами 1 выполнено винтами 4 с гайками МЗ.
Амперметр РА1 — любой с током полного отклонения 0.5…0.6 А. Транзистор VT3 и диод VD6 установлены на теплоотводы площадью не менее 100 и 10 см2 соответственно.
Устройство смонтировано в прочном кожухе размерами 170x120x90 мм. На переднюю панель выведены амперметр РА1. индикатор сетевого напряжения HL1. держатели предохранителей FU1 и FU2 и ручка резистора R6. В кожухе необходимо просверлить вентиляционные отверстия.
Большинство мелких деталей смонтировано на печатной плате из стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы показан на рис. 3. На чертеже зачернены участки, где фольга удалена резцом.
Транзистор П702 можно заменить на КТ802А, КТ805А или КТ819 с любым буквенным индексом; КТ608А — на КТ801А или КТ8 15А; КТ315В — на КТ315Б или КТ315Г; КТЗ12В — на КТ312Б. Вместо Д809 подойдут стабилитроны Д808, Д810, Д814А — Д814В.
Налаживание устройства начинают с проверки пределов регулирования напряжения резистором R6. Для этого к выходу подключают временный нагрузочный резистор сопротивлением 300 Ом мощностью 1 Вт. В крайних положениях движка резистора R6 напряжение на эмиттере транзистора VT3 должно быть равно 13.8 и 16.8 В. При необходимости эти пределы корректируют подборкой резисторов R5, R7. Шкалу под ручкой резистора R6 градуируют от 13 до 16 В по образцовому вольтметру, подключенному параллельно нагрузке.
Подбирая длину провода резистора R3, устанавливают граничный ток через стабилизатор на уровне около 0.5 А. Типовая зависимость выходного напряжения стабилизатора от тока нагрузки представлена на рис. 4.
Для зарядки аккумуляторную батарею подключают к устройству в соответствующей полярности, устанавливают резистором R6 напряжение, которое должен иметь заряженный аккумулятор в соответствии с инструкцией по его эксплуатации, и включают устройство в сеть.
Конструируя устройство, следует позаботиться о надежной изоляции токоведущих деталей, электрически связанных с сетью. И тем не менее при эксплуатации аппарата, особенно в условиях гаража, следует принимать все меры предосторожности, чтобы не попасть под удар электротоком.
