Регулятор тока для зарядного устройства своими руками: Три простые схемы регулятора тока для зарядных устройств — SJRacing — тюнинг комплектующие для вашего автомобиля

Содержание

Три простые схемы регулятора тока для зарядных устройств

Мы уже рассматривали много схем регуляторов напряжения для самых разных целей, сегодня же я вам покажу три простые схемы регуляторов постоянного тока, которые стоит взять на вооружение, так как они универсальны и могут быть использованы не только в зарядных устройствах, но и во многих самодельных конструкциях, включая и лабораторные блоки питания.

Регулятор тока по идее не многим отличается от регулятора напряжения, стоит заметить, что есть понятие стабилизатор тока.

В отличие от регулятора он поддерживает стабильный выходной ток независимо от напряжения на входе и выходной нагрузки.

Сегодня мы рассмотрим пару вариантов стабилизатора и один регулятор общего применения, стабилизатор тока неотъемлемая часть любого нормального лабораторного блока питания или зарядного устройства, предназначен он для ограничения тока подаваемого в нагрузку.

Важный момент… во всех трех вариантах в качестве датчика тока использованны шунты, по сути это низкоомные резисторы, для увеличения выходного тока любой из перечисленных схем нужно будет снизить сопротивление шунта экспериментальным образом.

Кстати ссылки на все печатные платы найдёте в конце статьи. Нужное значение тока выставляют вручную, как правило вращением переменного резистора.

Все три варианта которые мы сегодня рассмотрим работают в линейном режиме, а значит силовой элемент — транзистор. При больших нагрузках будет нагреваться и нуждается в охлаждении.

Постараюсь пояснить принцип работы схем максимально простыми словами…

Первая схема отличается максимальной простотой и доступностью компонентов, всего два транзистора, один из них управляющий, второй же является силовым, по которому протекает основной ток.Датчик тока или шунт представляет из себя низкоомный проволочный резистор, при подключении выходной нагрузки на этом резисторе образуется некоторое падение напряжения, чем мощнее нагрузка, тем больше падение.

Такого падения напряжения достаточно для срабатывания управляющего транзистора, чем больше падение, тем больше приоткрыт этот транзистор.

Резистор R1 задаёт напряжение смещения для силового транзистора, именно благодаря ему основной транзистор находится в открытом состоянии.

Ограничение тока происходит за счет того, что напряжение на базе силового транзистора, которое было образовано резистором R1, грубо говоря затухается или замыкается на плюс питания через открытый переход маломощного транзистора. Этим силовой транзистор будет закрываться, следовательно ток протекающий по нему уменьшается вплоть до полного нуля.

Резистор R2 по сути обычный делитель напряжения, которым мы можем задать как бы степень приоткрытости управляющего транзистора, а следовательно управлять и силовым транзистором, ограничивая ток протекающий по нему.Увеличить общий ток коммутации этой схемы, можно дополнительными силовыми транзисторами, подключенных параллельно. Так как характеристики даже одинаковых транзисторов будут отличаться, в их коллекторную цепь добавлены резисторы, они предназначены для выравнивания токов через транзисторы, чтобы последние были нагружены равномерно.

Вторая схема построена на базе операционного усилителя, её неоднократно использовал в зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, в отличие от первого варианта эта схема является именно стабилизатором тока.Как и в первой схеме, тут также имеется датчик тока или шунт, операционный усилитель фиксирует падение напряжения на этом шунте, всё по уже знакомой нам схеме.

Усилитель сравнивает напряжение на шунте с опорным, которое задается стабилитроном. Переменным резистором мы искусственно меняем опорное напряжение, операционный усилитель в свою очередь постарается сбалансировать напряжение на входах, путём изменения выходного напряжения.

Выход операционного усилителя управляется мощным полевым транзистором.

То есть, принцип работы мало, чем отличается от первой схемы за исключением того, что тут имеется источник опорного напряжения в лице стабилитрона.

Эта схема также работает в линейном режиме и силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться и ему необходим радиатор, кстати возможно применение биполярных транзисторов.

Последняя схема построена на базе популярной интегральной микросхемы стабилизатора LM317, это линейный стабилизатор напряжения но имеется возможность использовать микросхему в качестве стабилизатора тока.Нужный ток задается переменным резистором. Недостатком схемы является то, что основной ток протекает именно по ранее указанному резистору и естественно тот нужен мощный, очень желательно использование проволочных резисторов.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Максимально допустимый ток для микросхема LM317 составляет около полтора ампера, увеличить его можно дополнительным силовым транзистором, в этом случае микросхема уже будет в качестве управляющей, следовательно нагреваться она не будет.

Взамен будет нагреваться транзистор и от этого никуда не денешься.

Архив к статье; скачать…

Автор; АКА Касьян

Схемы простых зарядных для авто с регулировкой напряжения и тока

Главная » Разное » Схемы простых зарядных для авто с регулировкой напряжения и тока

Три простые схемы регулятора тока для зарядных устройств

Важный момент… во всех трех вариантах в качестве датчика тока использованны шунты, по сути это низкоомные резисторы, для увеличения выходного тока любой из перечисленных схем нужно будет снизить сопротивление шунта экспериментальным образом.

Постараюсь пояснить принцип работы схем максимально простыми словами…

Первая схема отличается максимальной простотой и доступностью компонентов, всего два транзистора, один из них управляющий, второй же является силовым, по которому протекает основной ток. Датчик тока или шунт представляет из себя низкоомный проволочный резистор, при подключении выходной нагрузки на этом резисторе образуется некоторое падение напряжения, чем мощнее нагрузка, тем больше падение.

Вторая схема построена на базе операционного усилителя, её неоднократно использовал в зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, в отличие от первого варианта эта схема является именно стабилизатором тока. Как и в первой схеме, тут также имеется датчик тока или шунт, операционный усилитель фиксирует падение напряжения на этом шунте, всё по уже знакомой нам схеме.

Выход операционного усилителя управляется мощным полевым транзистором.

Последняя схема построена на базе популярной интегральной микросхемы стабилизатора LM317, это линейный стабилизатор напряжения но имеется возможность использовать микросхему в качестве стабилизатора тока. Нужный ток задается переменным резистором. Недостатком схемы является то, что основной ток протекает именно по ранее указанному резистору и естественно тот нужен мощный, очень желательно использование проволочных резисторов.

Взамен будет нагреваться транзистор и от этого никуда не денешься.

Архив к статье; скачать…

Автор; АКА Касьян

11 примеров: схемы на самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Разбор больше 11 схем для изготовления ЗУ своими руками в домашних условиях, новые схемы 2017 и 2018 года, как собрать принципиальную схему за час.

Чтобы понять, обладаете ли вы необходимой информацией об аккумуляторах и зарядных устройствах для них, следует пройти небольшой тест:

По каким основным причинам происходит разрядка автомобильного аккумулятора на дороге?

А) Автомобилист вышел из транспорта и забыл выключить фары.

Б) Аккумуляторная батарея слишком нагрелась под воздействием солнечных лучей.

Может ли аккумулятор выйти из строя, если автомобилем не пользуются долгое время (стоит в гараже без запуска)?

А) При долгом простое аккумуляторная батарея выйдет из строя.

Б) Нет, батарея не испортится, ее потребуется только зарядить и она снова будет функционировать.

Какой источник тока используется для подзарядки АКБ?

А) Есть только один вариант — сеть с напряжением в 220 вольт.

Б) Сеть на 180 Вольт.

Обязательно снимать аккумуляторную батарею при подключении самодельного устройства?

А) Желательно производить демонтаж батареи с установленного места, иначе возникнет риск повредить электронику поступлением большого напряжения.

Б) Необязательно снимать АКБ с установленного места.

Если перепутать «минус» и «плюс» при подключении ЗУ, то аккумуляторная батарея выйдет из строя?

А) Да, при неправильном подключении, аппаратура сгорит.

Б) Зарядное устройство просто не включится, потребуется переместить на положенные места необходимые контакты.

Ответы:

А) Не выключенные фары при остановке и минусовая температура – наиболее распространенные причины разряда АКБ на дороге.
А) АКБ выходит из строя, если долго не подзаряжать ее при простое автомобиля.
А) Для подзарядки применяется напряжение сети в 220 В.
А) Не желательно производить зарядку батареи самодельным устройством, если она не снята с автомобиля.
А) Не следует путать клеммы, иначе самодельный аппарат перегорит.

Аккумулятор на автотранспорте требуют периодической зарядки. Причины разряжения могут быть разные — начиная от фар, что хозяин забыл выключить, и до отрицательных температур в зимний период на улице. Для подпитки АКБ потребуется хорошее зарядное устройство. Такое приспособление в больших разновидностях представлено в магазинах автозапчастей. Но если нет возможности или желания покупки, то ЗУ можно сделать своими руками в домашних условиях. Имеется также большое количество схем — их желательно все изучить, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант.

Определение: Зарядное устройство для автомобиля предназначается для передачи электрического тока с заданным напряжением напрямую в АКБ.

Потребуется ли производить какие-то дополнительные меры, перед тем как приступать к зарядке аккумуляторной батареи на своём автомобиле? – Да, потребуется почистить клеммы, поскольку во время работы на них появляются кислотные отложения. Контакты очень хорошо нужно почистить, чтобы ток без трудностей поступал к батарее. Иногда автомобилисты используют смазку для обработки клемм, ее тоже следует убрать.
Чем протереть клеммы зарядных устройств? — Специализированное средство можно купить в магазине или приготовить самостоятельно. В качестве самостоятельно изготовленного раствора используют воду и соду. Компоненты смешиваются и перемешиваются. Это отличный вариант для обработки всех поверхностей. Когда кислота соприкоснется с содой, то произойдет реакция и автомобилист обязательно ее заметит. Это место и потребуется тщательно протереть, чтобы избавиться от всей кислоты. Если клеммы ранее обрабатывались смазкой, то она убирается любой чистой тряпкой.
Если на аккумуляторе стоят крышки, то их нужно вскрывать перед началом зарядки? — Если крышки имеются на корпусе, то их обязательно снимают.
По какой причине необходимо откручивать крышечки с аккумуляторной батареи? — Это нужно, чтобы газы, образующиеся в процессе зарядки, беспрепятственно выходили из корпуса.
Есть необходимость обращать внимание на уровень электролита в аккумуляторной батарее? – Это делается в обязательном порядке. Если уровень ниже требуемого, то необходимо добавить дистиллированную воду внутрь аккумулятора. Уровень определить не составит труда – пластины должны быть полностью покрыты жидкостью.

Самоделка по способу эксплуатации несколько отличается от заводского варианта. Это объясняется тем, что у покупного агрегата имеются встроенные функции, помогающие в работе. Их сложно установить на аппарате, собранном дома, а потому придется придерживаться нескольких правил при эксплуатации.

Зарядное устройство, собранное своими руками не будет отключаться при полной зарядке аккумулятора. Именно поэтому необходимо периодически следить за оборудованием и подключать к нему мультиметр – для контроля заряда.
Нужно быть очень аккуратным, не путать «плюс» и «минус», иначе зарядное устройство сгорит.
Оборудование должна быть выключено, когда происходит соединение с зарядным устройством.

Выполняя эти простые правила, получится правильно произвести подпитку АКБ и не допустить неприятных последствий.

Топ-3 производителей зарядных устройств

Если нет желания или возможности своими руками собрать ЗУ, то обратите внимание на следующих производителей:

Фирмы хорошо зарекомендовали себя на рынке, а потому о надежности и функциональности переживать при покупке не следует.

Как избежать 2-х ошибок при зарядке аккумуляторной батареи

Необходимо соблюдать основные правила, чтобы правильно подпитать батарею на автомобиле.

Напрямую к электросети аккумуляторную батарею запрещено подключать. Для этой цели и предназначается зарядные устройства.
Даже если устройство изготавливается качественно и из хороших материалов, всё равно потребуется периодически наблюдать за процессом зарядки, чтобы не произошли неприятности.

Выполнение простых правил обеспечит надежную работу самостоятельно сделанного оборудования. Гораздо проще следить за агрегатом, чем после тратиться на составляющие для ремонта.

Самое простое зарядное устройство для АКБ

Схема 100% рабочего ЗУ на 12 вольт

ЗУ на 12 вольт

Посмотрите на картинке на схему ЗУ на 12 В. Оборудование предназначается для зарядки автомобильных аккумуляторов с напряжением 14,5 Вольт. Максимальный ток, получаемый при заряде составляет 6 А. Но аппарат также подходит и для других аккумуляторов – литий-ионных, поскольку напряжение и выходной ток можно отрегулировать. Все основные компоненты для сборки устройства можно найти на сайте Aliexpress.

Необходимые компоненты:

dc-dc понижающий преобразователь.
Амперметр.
Диодный мост КВРС 5010.
Концентраторы 2200 мкФ на 50 вольт.
трансформатор ТС 180-2.
Предохранители.
Вилка для подключения к сети.
«Крокодилы» для подключения клемм.
Радиатор для диодного моста.

Трансформатор используется любой, по собственному усмотрению Главное, чтобы его мощность была не ниже 150 Вт (при зарядном токе в 6 А). Необходимо установить на оборудование толстые и короткие провода. Диодный мост фиксируется на большом радиаторе.

Схема ЗУ Рассвет 2

Посмотрите на картинке на схему зарядного устройства Рассвет 2. Она составлена по оригинальному ЗУ. Если освоить эту схему, то самостоятельно получится создать качественную копию, ничем не отличающуюся от оригинального образца. Конструктивно устройство представляет собой отдельный блок, закрывающийся корпусом, чтобы защитить электронику от влаги и воздействия плохих погодных условий. На основание корпуса необходимо подсоединить трансформатор и тиристоры на радиаторах. Потребуется плата, что будет стабилизировать заряд тока и управлять тиристорами и клеммы.

1 схема умного ЗУ

Умное ЗУ

Посмотрите на картинке принципиальную схему умного зарядного устройства. Приспособление необходимо для подключения к свинцово-кислотным аккумуляторам, имеющим емкость — 45 ампер в час или больше. Подключают такой вид аппарата не только к аккумуляторам, что ежедневно используются, но также к дежурным или находящимся в резерве. Это довольно бюджетная версия оборудования. В ней не предусмотрен индикатор, а микроконтроллер можно купить самый дешевый.

Если имеется необходимый опыт, то трансформатор собирается своими руками. Нет необходимости устанавливать также и звуковые сигналы оповещения — если аккумулятор подключится неправильно, то загоревшаяся лампочка разряда будет уведомлять об ошибке. На оборудование необходимо поставить импульсный блок питания на 12 вольт — 10 ампер.

1 схема промышленного ЗУ

Посмотрите на схему промышленного зарядного устройства от оборудования Барс 8А. Трансформаторы используются с одной силовой обмоткой на 16 Вольт, добавляется несколько диодов vd-7 и vd-8. Это необходимо для того, чтобы обеспечить мостовую схему выпрямителя от одной обмотки.

1 схема инверторного устройства

Инверторный вид

Посмотрите на картинке схему инверторного зарядного устройства. Это приспособление перед началом зарядки разряжает аккумуляторную батарею до 10,5 Вольт. Ток используется с величиной С/20: «C» обозначает ёмкость установленного аккумулятора. После этого процесса напряжение повышается до 14,5 Вольт, при помощи разрядно-зарядного цикла. Соотношение величины заряда и разряда составляет десять к одному.

1 электросхема ЗУ электроника

Схема Электроника

1 схема мощного ЗУ

Мощное ЗУ

Посмотрите на картинке на схему мощного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Приспособление применяется для кислотных АКБ, имеющих высокую емкость. Устройство с легкостью заряжает автомобильный аккумулятор, имеющий емкость в 120 А. Выходное напряжение устройство регулируется самостоятельно. Оно составляет от 0 до 24 вольт. Схема примечательна тем, что в ней установлено мало компонентов, но дополнительные настройки при работе она не требует.

2 схемы советского ЗУ

Советское ЗУ

Многие уже могли видеть советское зарядное устройство. Оно похоже на небольшую коробку из металла, и может показаться совсем ненадежной. Но это вовсе не так. Главное отличие советского образца от современных моделей — надежность. Оборудование обладает конструктивной мощностью. В том случае, если к старому устройству подсоединить электронный контроллер, то зарядник получится оживить. Но если под рукой такого уже нет, но есть желание его собрать, необходимо изучить схему.

К особенностям их оборудования относят мощный трансформатор и выпрямитель, с помощью которых получается быстро зарядить даже сильно разряженную батарею. Многие современные аппараты не смогут повторить этот эффект.

Электрон 3М

Схема Электрон 3М

За час: 2 принципиальные схемы зарядки своими руками

Простые схемы

1 самая простая схема на автоматическое ЗУ для авто АКБ

Простая схема

Топ 4 схем импульсных ЗУ

Импульсные ЗУ

1 схема на тиристорное ЗУ

Схема

1 упрощенная схема с сайта Паяльник

Схема

1 схема на интеллектуальное ЗУ

Интеллектуальное ЗУ

4 подробные схемы защиты для ЗУ

Защита

Новые схемы 2017 и 2018 года

Новые схемы

1 схема на китайское ЗУ

Схема

1 простая схема — как собрать ЗУ

Схема

Регулятор тока зарядного устройства

В конструкции самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора важной частью является узел стабилизации и ограничения тока. Такой узел дает возможность выставить любой угодный ток заряда, при этом будет делать это за счет повышения или понижения выходного напряжения.

Схема предложенная в статье может отлично работать в совместимости с любым зарядным устройством.

Вариант реализации такого блока до безобразия прост и собран на одном элементе ОУ. Зарядное устройство должно отдавать напряжение 13,5-14,5 Вольт при токе до 10 Ампер.

Полевой транзистор – основной силовой элемент и весь ток проходит по нему, поэтому обязательно устанавливают на теплоотвод.

Можно использовать низковольтные полевые транзисторы с током от 20 , а еще лучше от 40 Ампер. Для наших целей отлично подойдут мощные N- канальные полевые транзисторы типа IRF3205, IRFZ44/46/48 iили аналогичные.

Силовой шунт в моем случая в виде низкоомного резистора, если кому лень искать, можете использовать шунт , который стоит в дешевых китайских мультиметрах, такие шунты можно использовать для довольно точных замеров при токах до 10-14Ампер.

Полевой транзистор при желании можно заменить на биполярный, но с учетом того, что последний должен иметь большой ток коллектора, к примеру КТ819ГМ или КТ8101 из наших , тоже устанавливают на теплоотвод.

ОУ в моем варианте задействован сдвоенный , типа ЛМ358, но можно использовать и одиночные операционные усилители, к примеру – TL071/081

Автор; АКА Касьян

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Зарядное устройство (ЗУ) для аккумулятора необходимо каждому автолюбителю, но стоит оно немало, а регулярные профилактические поездки в автосервис не выход. Обслуживание батареи в СТО требует времени и денег. Кроме того, на разряженном аккумуляторе до сервиса ещё нужно доехать. Собрать своими руками работоспособное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками сможет каждый, кто умеет пользоваться паяльником.

Немного теории об аккумуляторах

Любой аккумулятор (АКБ) — накопитель электрической энергии. При подаче на него напряжения энергия накапливается, благодаря химическим изменениям внутри батареи. При подключении потребителя происходит противоположный процесс: обратное химическое изменение создаёт напряжение на клеммах устройства, через нагрузку течёт ток. Таким образом, чтобы получить от батареи напряжение, его сначала нужно «положить», т. е. зарядить аккумулятор.

Практически любой автомобиль имеет собственный генератор, который при запущенном двигателе обеспечивает электроснабжение бортового оборудования и заряжает аккумулятор, пополняя энергию, потраченную на пуск мотора. Но в некоторых случаях (частый или тяжёлый запуск двигателя, короткие поездки и пр.) энергия аккумулятора не успевает восстанавливаться, батарея постепенно разряжается. Выход из создавшегося положения один — зарядка внешним зарядным устройством.

Как узнать состояние батареи

Чтобы принимать решение о необходимости зарядки, нужно определить, в каком состоянии находится АКБ. Самый простой вариант — «крутит/не крутит» — в то же время является и неудачным. Если батарея «не крутит», к примеру, утром в гараже, то вы вообще никуда не поедете. Состояние «не крутит» является критическим, а последствия для аккумулятора могут быть печальными.

Оптимальный и надёжный метод проверки состояния аккумуляторной батареи — измерение напряжения на ней обычным тестером. При температуре воздуха около 20 градусов зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключённой от нагрузки (!) батареи следующая:

12.6…12.7 В — полностью заряжена;
12.3…12.4 В — 75%;
12.0…12.1 В — 50%;
11.8…11.9 В — 25%;
11.6…11.7 В — разряжена;
ниже 11.6 В — глубокий разряд.

Нужно отметить, что напряжение 10.6 вольт — критическое. Если оно опустится ниже, то «автомобильная батарейка» (особенно необслуживаемая) выйдет из строя.

Правильная зарядка

Существует два метода зарядки автомобильной батареи — постоянным напряжением и постоянным током. У каждого свои особенности и недостатки:

Зарядка постоянным напряжением — годится для восстановления заряда не полностью разряженных батарей, напряжение на клеммах которых не ниже 12.3 В. Процесс заключается в следующем: к клеммам батареи подключают источник постоянного тока напряжением 14.2–14.7 В. Окончание процесса контролируют по току потребления: когда он упадёт до нуля, зарядка считается оконченной. Недостаток такого способа — возможно большой начальный зарядный ток; чем сильнее батарея разряжена, тем выше ток. Преимущества метода очевидны — вам не нужно постоянно регулировать ток зарядки, аккумулятору не грозит перезарядка, если вы про него забудете.
Зарядка постоянным током — самый распространённый и надёжный способ. В этом режиме ЗУ выдаёт постоянный ток, равный 1/10 ёмкости батареи. Окончание процесса зарядки определяется по напряжению на батарее — когда оно достигнет 14.7 В, заряжать батарею прекращают. Недостаток такого метода — батарею можно испортить, не сняв вовремя с зарядки.

Читайте также: Как выбрать настольный электрический наждак с валом для дома

Самодельные зарядки для АКБ

Собрать своими руками зарядное устройство для автомобильного аккумулятора реально и не особо сложно. Для этого нужно иметь начальные знания по электротехнике и уметь держать в руках паяльник.

Простое устройство на 6 и 12 В

Такая схема самая элементарная и бюджетная. При помощи этого ЗУ вы сможете качественно зарядить любой свинцовый аккумулятор с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч.

Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы C1-C4. Благодаря кратному «весу» каждого переключателя, различные комбинации позволяют ступенчато регулировать ток зарядки в пределах 1–15 А с шагом 1 А. Этого достаточно для выбора оптимального тока зарядки.

К примеру, если необходим ток в 5 А, то понадобится включить тумблеры S4 и S2. Замкнутые S5, S3 и S2 дадут в сумме 11 А. Для контроля напряжения на АКБ служит вольтметр PU1, за зарядным током следят при помощи амперметра PА1.

В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около 300 Вт, в том числе и самодельный. Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22–24 В при токе до 10–15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д214 или Д242. Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее 300 см. кв.

Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже 300 В. Подойдут, к примеру, МБЧГ, КБГ-МН, МБГО, МБГП, МБМ, МБГЧ. Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой техники. В качестве PU1 использован вольтметр постоянного тока типа М5−2 с пределом измерения 30 В. PA1 — амперметр того же типа с пределом измерения 30 А.

Схема проста, если собрать её из исправных деталей, то в налаживании не нуждается. Это устройство подойдёт и для зарядки шестивольтовых батарей, но «вес» каждого из переключателей S2-S5 будет иным. Поэтому ориентироваться в зарядных токах придётся по амперметру.

С плавной регулировкой тока

По этой схеме собрать зарядник для аккумулятора автомобиля своими руками сложнее, но она возможна в повторении и тоже не содержит дефицитных деталей. С её помощью допустимо заряжать 12-вольтовые аккумуляторы ёмкостью до 120 А/ч, ток заряда плавно регулируется.

Читайте также: Изготовление картофелесажалки для мотоблока и мини-трактора

Зарядка батареи производится импульсным током, в качестве регулирующего элемента используется тиристор. Помимо ручки плавной регулировки тока, эта конструкция имеет и переключатель режима, при включении которого зарядный ток увеличивается вдвое.

Режим зарядки контролируется визуально по стрелочному прибору RA1. Резистор R1 самодельный, выполненный из нихромовой или медной проволоки диаметром не менее 0.8 мм. Он служит ограничителем тока. Лампа EL1 — индикаторная. На её месте подойдёт любая малогабаритная индикаторная лампа с напряжением 24–36 В.

Понижающий трансформатор можно применить готовый с выходным напряжением по вторичной обмотке 18–24 В при токе до 15 А. Если подходящего прибора под рукой не оказалось, то можно сделать самому из любого сетевого трансформатора мощностью 250–300 Вт. Для этого с трансформатора сматывают все обмотки, кроме сетевой, и наматывают одну вторичную обмотку любым изолированным проводом с сечением 6 мм. кв. Количество витков в обмотке — 42.

Тиристор VD2 может быть любым из серии КУ202 с буквами В-Н. Его устанавливают на радиатор с площадью рассеивания не менее 200 см. кв. Силовой монтаж устройства делают проводами минимальной длины и с сечением не менее 4 мм. кв. На месте VD1 будет работать любой выпрямительный диод с обратным напряжением не ниже 20 В и выдерживающий ток не менее 200 мА.

Налаживание устройства сводится к калибровке амперметра RA1. Сделать это можно, подключив вместо аккумулятора несколько 12-вольтовых ламп общей мощностью до 250 Вт, контролируя ток по заведомо исправному эталонному амперметру.

Из компьютерного блока питания

Чтобы собрать это простое зарядное устройство своими руками, понадобится обычный блок питания от старого компьютера АТХ и знания по радиотехнике. Но зато и характеристики прибора получатся приличными. С его помощью заряжают батареи током до 10 А, регулируя ток и напряжение заряда. Единственное условие — БП желателен на контроллере TL494.

Для создания автомобильной зарядки своими руками из блока питания компьютера придётся собрать схему, приведённую на рисунке.

Пошагово необходимые для доработки операции будут выглядеть следующим образом:

Откусить все провода шин питания, за исключением жёлтых и чёрных.
Соединить между собой жёлтые и отдельно чёрные провода — это будут соответственно «+» и «-» ЗУ (см. схему).
Перерезать все дорожки, ведущие к выводам 1, 14, 15 и 16 контроллера TL494.
Установить на кожух БП переменные резисторы номиналом 10 и 4,4 кОм — это органы регулировки напряжения и тока зарядки соответственно.
Навесным монтажом собрать схему, приведённую на рисунке выше.

Читайте также: Описание ручных и стационарных электрических циркулярных пил

Если монтаж выполнен правильно, то доработку закончена. Осталось оснастить новое ЗУ вольтметром, амперметром и проводами с «крокодилами» для подключения к АКБ.

В конструкции возможно использовать любые переменные и постоянные резисторы, кроме токового (нижний по схеме номиналом 0.1 Ом). Его рассеиваемая мощность — не менее 10 Вт. Сделать такой резистор можно самостоятельно из нихромового или медного провода соответствующей длины, но реально найти и готовый, к примеру, шунт от китайского цифрового тестера на 10 А или резистор С5−16МВ. Ещё один вариант — два резистора 5WR2J, включённые параллельно. Такие резисторы есть в импульсных блоках питаниях ПК или телевизоров.

Что необходимо знать при зарядке АКБ

Заряжая автомобильный аккумулятор, важно соблюдать ряд правил. Это поможет вам продлить срок службы аккумулятора и сохранить своё здоровье:

Все свинцовые аккумуляторы заряжают током не выше одной десятой от ёмкости батареи. Если у вас в авто стоит АКБ ёмкостью 60 А/ч, то расчёт зарядного тока выглядит так: 60/10=6 А.
В процессе зарядки могут выделяться взрывоопасные газы. Особенно это касается обслуживаемых аккумуляторов. Достаточно одной искры, чтобы скопившийся в гараже или другом помещении водород взорвался. Поэтому заряжать аккумуляторы нужно в хорошо проветриваемом помещении или на балконе.
Зарядка батареи сопровождается выделением тепла, поэтому постоянно контролируйте температуру корпуса АКБ на ощупь. Если батарея заметно нагрелась, то немедленно уменьшите зарядный ток или вообще прекратите зарядку.
Если батарея обслуживаемая, постоянно контролируйте уровень электролита в банках и его плотность. В процессе заряда электролит «выкипает», а плотность повышается. Если пластины в банке оголились или плотность поднялась выше 1.29, а зарядка ещё не закончена, добавьте в электролит дистиллированной воды.
Не допускайте перезарядки батареи. Максимальное напряжение на ней при подключённом ЗУ — 14.7 В.
Не допускайте глубокой разрядки батареи, подзаряжайте её периодически. Если напряжение на батарее при отключённой нагрузке опустится ниже 10.7, АКБ придётся выбросить.

Вопрос о создании простого зарядного устройство для аккумулятора своими руками выяснен. Все достаточно просто, осталось запастись необходимым инструментом и можно смело приступать к работе.

Схема простого зарядного устройства для АКБ

Привет всем, я за свою практику делал множество схем зарядных устройств для самых разных аккумуляторов, но в последнее время заметил, что несмотря на огромную базу схем в интернете, люди хотят видеть простую схему зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов из очень доступных компонентов, поэтому я решил воплотить эту идею в жизнь.

Эта схема была снята из радиожурнала, которая стала очень популярной в последнее время, по сути это тиристорный регулятор напряжения, многие наверное будут осуждать мое решение об использовании именно этой схемы, ведь она не имеет узла контроля тока, защиты и многих других плюшек, которыми снабжены современные зарядные устройства.

Вы конечно правы, но именно эта схема была повторена радиолюбителями, в том числе и мною множество раз и зарекомендовала себя с лучшей стороны.

Итак, о схеме; она отличается от обычных линейных схем, обратите внимание на транзисторы Q1 и Q2, на их базе собран генератор импульсов, то есть аккумулятор по сути заряжается импульсами тока, в этом можно убедиться подключив осциллограф, такой режим работы имеет множество плюсов.

Первый из них заключается в том, что силовой элемент схемы работает не в линейном, а в ключевом режиме, следовательно, нагреваться будет меньше, и ещё импульсная зарядка может быть полезной для консульфатации аккумулятора, а значит такая зарядка в теории может восстанавливать АКБ.

Генератор импульсов собран на маломощной комплементарной паре, можно использовать буквально любые маломощные транзисторы, например наши КТ 361 и КТ 315. Выходной ток может доходить до 10 ампер, следовательно с ее помощью можно эффективно заряжать аккумуляторы с ёмкостью до 100 ампер\часов.

Диодный мост нужен с запасом, советую использовать диоды ампер на 15-20, я ставил готовую сборку на 30 ампер. Сетевой понижающий трансформатор должен обеспечивать выходное напряжение не менее 15 или 16 вольт и соответствующий ток.

Тут важно запомнить — эффективный ток заряда для автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов составляет десятую часть от ёмкости аккумулятора, например аккумулятор на 60 ампер\часов эффективный ток заряда должен быть в районе 6 ампер и т.д.

В моем варианте был использован готовый трансформатор от источника бесперебойного питания, по мне это хороший вариант. Мне повезло и обмотки трансформатора оказались медными, а не алюминиевыми как это бывает с бюджетными бесперебойниками.

Порывшись в старом хламе мне удалось найти только один тиристор, но к сожалению и тот оказался нерабочим, по идее можно собрать аналог тиристора, но я решил использовать обычный транзистор типа империи MJE13009 и всё прекрасно заработало.

переделал на транзистор

Печатная плата получилась довольно компактной, кстати исходный файл платы доступен для скачивания в конце статьи. Транзисторы и диодный мост устанавливают на радиатор, конструкцию также желательно дополнить кулером. Индикаторы поставил стрелочные, амперметр на 1 ампер, но после замены шунта он стал отображать ток до 10 ампер, вольтметр на 15 вольт.

Хотел всё это дело собрать в корпусе от блока питания компьютера но на данный момент работаю над несколькими проектами и времени попросту нет, но в дальнейшем обязательно займусь изготовлением корпуса.

Выходное напряжение регулируется от чистого ноля. Процесс зарядки автомобильных аккумуляторов происходит следующим образом, включаем зарядное устройство в сеть и вращением переменного резистора добиваемся на выходе 14 и 14.4 вольт выходного напряжения.

Это напряжение полностью заряженного автомобильного аккумулятора, дальше подключаем зарядку к аккумулятору не забывая соблюдать полярность, то есть плюс к плюсу, а минус к минусу.

По мере заряда аккумуляторной батареи ток будет снижаться и в конце процесса значение будет близким к нулю, этим заряд можно считать завершенным.

Плохо то, что схема лишена защиты от коротких замыканий, может спасти только предохранитель, также отсутствует функция защиты от переполюсовки питания, но все это можно дополнить и позже, было бы желание))).

Плата в формате .lay; скачать…

Автор; АКА КАСЬЯН

схема и инструкция. Регулятор постоянного тока

На сегодняшний день многие приборы производятся с возможностью регулировки тока. Таким образом пользователь имеет возможность контролировать мощность устройства. Работать указанные приборы способны в сети с переменным, а также постоянным током. По своей конструкции регуляторы довольно сильно отличаются. Основной деталью устройства можно назвать тиристоры.

Также неотъемлемыми элементами регуляторов являются резисторы и конденсаторы. Магнитные усилители используются только в высоковольтных приборах. Плавность регулировки в устройстве обеспечивается за счет модулятора. Чаще всего можно встретить именно поворотные их модификации. Дополнительно в системе имеются фильтры, которые помогают сглаживать помехи в цепи. За счет этого ток на выходе получается более стабильным, чем на входе.

Схема простого регулятора

Схема регулятора тока обычного типа тиристоры предполагает использовать диодные. На сегодняшний день они отличаются повышенной стабильностью и прослужить способны много лет. В свою очередь, триодные аналоги могут похвастаться своей экономичностью, однако, потенциал у них небольшой. Для хорошей проводимости тока транзисторы применяются полевого типа. Платы в системе могут использоваться самые разнообразные.

Для того чтобы сделать регулятор тока на 15 В, можно смело выбирать модель с маркировкой КУ202. Подача запирающего напряжения происходит за счет конденсаторов, которые устанавливаются в начале цепи. Модуляторы в регуляторах, как правило, применяются поворотного типа. По своей конструкции они довольно просты и позволяют очень плавно изменять уровень тока. Для того чтобы стабилизировать напряжение в конце цепи, применяются специальные фильтры. Высокочастотные их аналоги могут устанавливаться только в регуляторах свыше 50 В. С электромагнитными помехами они справляются довольно хорошо и большой нагрузки на тиристоры не дают.

Устройства постоянного тока

Схема регулятора постоянного тока характеризуется высокой проводимостью. При этом тепловые потери в устройстве являются минимальными. Чтобы сделать регулятор постоянного тока, тиристор требуется диодного типа. Подача импульса в данном случае будет высокой за счет быстрого процесса преобразования напряжения. Резисторы в цепи должны быть способны выдерживать максимальное сопротивление 8 Ом. В данном случае это позволит привести к минимуму тепловые потери. В конечном счете модулятор не будет быстро перегреваться.

Современные аналоги рассчитаны примерно на предельную температуру в 40 градусов, и это следует учитывать. Полевые транзисторы ток способны пропускать в цепи только в одном направлении. Учитывая это, располагаться в устройстве они обязаны за тиристором. В результате уровень отрицательного сопротивления не будет превышать 8 Ом. Высокочастотные фильтры на регулятор постоянного тока устанавливаются довольно редко.

Модели переменного тока

Регулятор переменного тока отличается тем, что тиристоры в нем применяются только триодного типа. В свою очередь, транзисторы стандартно используются полевого вида. Конденсаторы в цепи применяются только для стабилизации. Встретить высокочастотные фильтры в устройствах данного типа можно, но редко. Проблемы с высокой температурой в моделях решаются за счет импульсного преобразователя. Устанавливается он в системе за модулятором. Низкочастотные фильтры используются в регуляторах с мощностью до 5 В. Управление по катоду в устройстве осуществляется за счет подавления входного напряжения.

Стабилизация тока в сети происходит плавно. Для того чтобы справляться с высокими нагрузками, в некоторых случаях применяются стабилитроны обратного направления. Соединяются они транзисторами при помощи дросселя. В данном случае регулятор тока должен быть способным выдерживать максимум нагрузкуи в 7 А. При этом уровень предельного сопротивления в системе обязан не превышать 9 Ом. В этом случае можно надеяться на быстрый процесс преобразования.

Как сделать регулятор для паяльника?

Сделать регулятор тока своими руками для паяльника можно, используя тиристор триодного типа. Дополнительно потребуются биполярные транзисторы и низкочастотный фильтр. Конденсаторы в устройстве применяются в количестве не более двух единиц. Снижение тока анода в данном случае должно происходить быстро. Чтобы решить проблему с отрицательной полярностью, устанавливаются импульсные преобразователи.

Для синусоидального напряжения они подходят идеально. Непосредственно контролировать ток можно за счет регулятора поворотного типа. Однако кнопочные аналоги также встречаются в наше время. Чтобы обезопасить устройство, корпус используется термостойкий. Резонансные преобразователи в моделях также можно встретить. Отличаются они, по сравнению с обычными аналогами, своей дешевизной. На рынке их часто можно встретить с маркировкой РР200. Проводимость тока в данном случае будет невысокой, однако управляющий электрод со своими обязанностями справляться должен.

Приборы для зарядного устройства

Чтобы сделать регулятор тока для зарядного устройства, тиристоры необходимы только триодного типа. Запирающий механизм в данном случае будет контролировать управляющий электрод в цепи. Полевые транзисторы в устройствах используются довольно часто. Максимальной нагрузкой для них является 9 А. Низкочастотные фильтры для таких регуляторов не подходят однозначно. Связано это с тем, что амплитуда электромагнитных помех довольно высокая. Решить эту проблему можно просто, используя резонансные фильтры. В данном случае проводимости сигнала они препятствовать не будут. Тепловые потери в регуляторах также должны быть незначительными.

Применение симисторных регуляторов

Симисторные регуляторы, как правило, применятся в устройствах, мощность которых не превышает 15 В. В данном случае они предельное напряжение способны выдерживать на уровне 14 А. Если говорить про приборы освещения, то они использоваться могут не все. Для высоковольтных трансформаторов они также не подходят. Однако различная радиотехника с ними способна работать стабильно и без каких-либо проблем.

Регуляторы для активной нагрузки

Схема регулятора тока для активной нагрузки тиристоры предполагает использовать триодного типа. Сигнал они способны пропускать в обоих направлениях. Снижение тока анода в цепи происходит за счет понижения предельной частоты устройства. В среднем данный параметр колеблется в районе 5 Гц. Напряжение максимум на выходе должно составлять 5 В. С этой целью резисторы применяются только полевого типа. Дополнительно используются обычные конденсаторы, которые в среднем способны выдерживать сопротивление 9 Ом.

Импульсные стабилитроны в таких регуляторах не редкость. Связано это с тем, что амплитуда электромагнитных колебаний довольно большая и бороться с ней нужно. В противном случае температура транзисторов быстро возрастает, и они приходят в негодность. Чтобы решить проблему с понижающимся импульсом, преобразователи используются самые разнообразные. В данном случае специалистами также могут применяться коммутаторы. Устанавливаются они в регуляторах за полевыми транзисторами. При этом с конденсаторами они соприкасаться не должны.

Как сделать фазовую модель регулятора?

Сделать фазовый регулятор тока своими руками можно при помощи тиристора с маркировкой КУ202. В этом случае подача запирающего напряжения будет проходить беспрепятственно. Дополнительно следует позаботиться о наличии конденсаторов с предельным сопротивлением свыше 8 Ом. Плата для этого дела может быть взята РР12. Управляющий электрод в этом случае обеспечит хорошую проводимость. Импульсные преобразователи в регуляторах данного типа встречаются довольно редко. Связано это с тем, что средний уровень частоты в системе превышает 4 Гц.

В результате на тиристор оказывается сильное напряжение, которое провоцирует возрастание отрицательного сопротивления. Чтобы решить эту задачу, некоторые предлагают использовать двухтактные преобразователи. Принцип их работы построен на инвертировании напряжения. Изготовить самостоятельно регулятор тока данного типа в домашних условиях довольно сложно. Как правило, все упирается в поиски необходимого преобразователя.

Устройство импульсного регулятора

Чтобы сделать импульсный регулятор тока, тиристор потребуется триодного типа. Подача управляющего напряжения осуществляется им с большой скоростью. Проблемы с обратной проводимостью в устройстве решаются за счет транзисторов биполярного типа. Конденсаторы в системе устанавливаются только в парном порядке. Снижение тока анода в цепи происходит за счет смены положения тиристора.

Запирающий механизм в регуляторах данного типа устанавливается за резисторами. Для стабилизации предельной частоты фильтры могут применяться самые разнообразные. Впоследствии отрицательное сопротивление в регуляторе не должно превышать 9 Ом. В данном случае это позволит выдерживать большую токовую нагрузку.

Модели с плавным пуском

Для того чтобы сконструировать тиристорный регулятор тока с плавным пуском, нужно позаботиться о модуляторе. Наиболее популярными на сегодняшний день принято считать поворотные аналоги. Однако они между собой довольно сильно отличаются. В данном случае многое зависит от платы, которая применяется в устройстве.

Если говорить про модификации серии КУ, то они работают на самых простых регуляторах. Особой надежностью они не выделяются и определенные сбои все же дают. Иначе обстоят дела с регуляторами для трансформаторов. Там, как правило, применяются цифровые модификации. В результате уровень искажений сигнала значительно сокращается.

Простой регулятор тока своими руками

8 основных схем регуляторов своими руками. Топ-6 марок регуляторов из Китая. 2 схемы. 4 Самых задаваемых вопроса про регуляторы напряжения.+ ТЕСТ для самоконтроля

Регулятор напряжения – это специализированный электротехнический прибор, предназначенный для плавного изменения или настройки напряжения, питающего электрическое устройство.

Важно помнить! Приборы этого типа предназначены для изменения и настройки питающего напряжения, а не тока. Ток регулируется полезной нагрузкой!

4 вопроса по теме регуляторов напряжения

Для чего нужен регулятор:

а) Изменение напряжения на выходе из прибора.

б) Разрывание цепи электрического тока

От чего зависит мощность регулятора:

а) От входного источника тока и от исполнительного органа

б) От размеров потребителя

Основные детали прибора, собираемые своими руками:

а) Стабилитрон и диод

б) Симистор и тиристор

Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт:

а) Питать стабилизированным напряжением микросхемы

б) Ограничивать токопотребление электрических ламп

Ответы.

2 Самые распространенные схемы РН 0-220 вольт своими руками

Схема №1.

Самый простой и удобный в эксплуатации регулятор напряжения — это регулятор на тиристорах, включенных встречно. Это создаст выходной сигнал синусоидального вида требуемой величины.

СНиП 3.05.06-85

Входное напряжение величиной до 220в, через предохранитель поступает на нагрузку, а по второму проводнику, через кнопку включения синусоидальная полуволна попадает на катод и анод тиристоров VS1 и VS2. А через переменный резистор R2 производится регулировка выходного сигнала. Два диода VD1 и VD2, оставляют после себя только положительную полуволну, поступающую на управляющий электрод одного из тиристоров, что приводит к его открытию.

Важно! Чем выше токовый сигнал на ключе тиристора, тем сильнее он откроется, то есть тем больший ток сможет пропустить через себя.

Для контроля входного питания предусмотрена индикаторная лампочка, а для настройки выходного – вольтметр.

Схема №2.

Отличительная особенность этой схемы — замена двух тиристоров одним симистором. Это упрощает схему, делает ее компактней и проще в изготовлении.

В схеме, также присутствует предохранитель и кнопка включения, и регулировочный резистор R3, а управляет он базой симистора, это один из немногих полупроводниковых приборов с возможностью работать с переменным током. Ток, проходя через резистор R3, приобретает определенное значение, оно и будет управлять степенью открытия симистора. После этого оно выпрямляется на диодном мосту VD1 и через ограничивающий резистор попадает на ключевой электрод симистора VS2. Остальные элементы схемы, такие как конденсаторы С1,С2,С3 и С4 служат для гашения пульсаций входного сигнала и его фильтрации от посторонних шумов и частот нерегламентированной частоты.

Как избежать 3 частых ошибок при работе с симистором.

Буква, после кодового обозначения симистора говорит о его предельном рабочем напряжении: А – 100В, Б – 200В, В – 300В, Г – 400В. Поэтому не стоит брать прибор с буквой А и Б для регулировки 0-220 вольт — такой симистор выйдет из строя.
Симистор как и любой другой полупроводниковый прибор сильно нагревается при работе, следует рассмотреть вариант установки радиатора или активной системы охлаждения.
При использовании симистора в цепях нагрузок с большим потреблением тока, необходимо четко подбирать прибор под заявленную цель. Например, люстра, в которой установлено 5 лампочек по 100 ватт каждая будет потреблять суммарно ток величиной 2 ампера. Выбирая по каталогу необходимо смотреть на максимальный рабочий ток прибора. Так симистор МАС97А6 рассчитан всего на 0,4 ампера и не выдержит такой нагрузки, а МАС228А8 способен пропустить до 8 А и подойдет для этой нагрузки.

3 Основных момента при изготовлении мощного РН и тока своими руками

Прибор управляет нагрузкой до 3000 ватт. Построен он на использовании мощного симистора, а затвором или ключом его управляет динистор.

Динистор – это тоже, что и симистор, только без управляющего вывода. Если симистор открывается и начинает пропускать через себя ток, когда на его базе возникает управляющее напряжение и остается открытым пока оно не пропадет, то динистор откроется, если между его анодом и катодом появится разность потенциалов выше барьера открытия. Он будет оставаться незапертым, пока между электродами не упадет ток ниже уровня запирания.

СНиП 3.05.06-85

Как только на управляющий электрод попадет положительный потенциал, он откроется и пропустит переменный ток, и чем сильнее будет этот сигнал, тем выше будет напряжение между его выводами, а значит и на нагрузке. Что бы регулировать степень открытия используется цепь развязки, состоящая из динистора VS1 и резисторов R3 и R4. Эта цепь устанавливает предельный ток на ключе симистора, а конденсаторы сглаживают пульсации на входном сигнале.

2 основных принципа при изготовлении РН 0-5 вольт

Для преобразования входного высокого потенциала в низкий постоянный используют специальные микросхемы серии LM.
Питание микросхем производится только постоянным током.

Рассмотрим эти принципы подробнее и разберем типовую схему регулятора.

Микросхемы серии LM предназначены для понижения высокого постоянного напряжения до низких значений. Для этого в корпусе прибора имеется 3 вывода:

Первый вывод – входной сигнал.
Второй вывод – выходной сигнал.
Третий вывод – управляющий электрод.

Принцип работы прибора очень прост – входное высокое напряжение положительной величины, поступает на входной выход и затем преобразуется внутри микросхемы. Степень трансформации будет зависеть от силы и величины сигнала на управляющей «ножке». В соответствии с задающим импульсом на выходе будет создаваться положительное напряжение от 0 вольт до предельного для данной серии.

СНиП 3.05.06-85

Входное напряжение, величиной не выше 28 вольт и обязательно выпрямленное подается на схему. Взять его можно с вторичной обмотки силового трансформатора или с регулятора, работающего с высоким напряжением. После этого положительный потенциал поступает на вывод микросхемы 3. Конденсатор С1 сглаживает пульсацию входного сигнала. Переменный резистор R1 величиной 5000 ом задает выходной сигнал. Чем выше ток, который он пропускает через себя, тем выше больше открывается микросхема. Выходное напряжение 0-5 вольт снимается с выхода 2 и через сглаживающий конденсатор С2 попадает на нагрузку. Чем выше емкость конденсатор, тем ровнее оно на выходе.

Регулятор напряжения 0 — 220в

Топ 4 стабилизирующие микросхемы 0-5 вольт:

КР1157 – отечественная микросхема, с пределом по входному сигналу до 25 вольт и током нагрузки не выше 0.1 ампер.
142ЕН5А – микросхема с максимальным выходным током 3 ампера, на вход подается не выше 15 вольт.
TS7805CZ – прибор с допустимыми токами до 1.5 ампер и повышенным входным напряжением до 40 вольт.
L4960 – импульсная микросхема с максимальным током нагрузки до 2.5 А. Входной вольтаж не должен превышать 40 вольт.

РН на 2 транзисторах

Данный вид применяется в схемах особо мощных регуляторов. В этом случае ток на нагрузку также передается через симистор, но управление ключевым выводом происходит через каскад транзисторов. Это реализуется так: переменным резистором регулируется ток, который поступает на базу первого маломощного транзистора, а тот через коллектор-эмиторный переход управляет базой второго мощного транзистора и уже он открывает и закрывает симистор. Это реализует принцип очень плавного управления огромными токами на нагрузке.

СНиП 3.05.06-85

Ответы на 4 самых частых вопроса по регуляторам:

Какое допустимое отклонение выходного напряжения? Для заводских приборов крупных фирм, отклонение не будет превышать +-5%
От чего зависит мощность регулятора? Выходная мощность напрямую зависит от источника питания и от симистора, который коммутирует цепь.
Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт? Эти приборы чаще всего используют для питания микросхем и различных монтажных плат.
Зачем нужен бытовой регулятор 0-220 вольт? Они применяются для плавного включения и выключения бытовых электроприборов.

4 Схемы РН своими руками и схема подключения

Коротко рассмотрим каждую из схем, особенности, преимущества.

Схема 1.

Очень простая схема для подключения и плавной регулировки паяльника. Используется, чтобы предотвратить разгорание и перегрев жала паяльника. В схеме используется мощный симистор, которым управляет цепочка тиристор-переменный резистор.

СНиП 3.05.06-85

Схема 2.

Схема основанная на использовании микросхемы фазового регулирования типа 1182ПМ1. Она управляет степенью открытия симистора, который управляет нагрузкой. Применяются для плавного регулирования степени светимости лампочек накаливания.

СНиП 3.05.06-85

Схема 3.

Простейшая схема регулирования накалом жала паяльника. Выполнена по очень компактной схеме с использованием легкодоступных компонентов. Управляет нагрузкой один тиристор, степень включения которого регулирует переменный резистор. Также присутствует диод, для защиты от обратного напряжения.

СНиП 3.05.06-85

Схема 4.

Схема, предназначенная для управления уровнем освещения в комнате. Может регулировать степень накала лампочки. Выполнена на основе одного тиристора, который управляется диммером. Поворотом ручки резистора, изменяется воздействие на ключевой вывод тиристора, что изменяет его пропускную способность по электрическому току.

СНиП 3.05.06-85

В наше время товары из Китая стали довольно популярной темой, от общей тенденции не отстают и китайские регуляторы напряжения. Рассмотрим самые популярные китайские модели и сравним их основные характеристики.

Название	Мощность	Напряжение стабилизации	Цена	Вес	Стоимость одного ватта
Module ME	4000 Вт	0-220 В	6.68$	167 г	0.167$
SCR Регулятор	10 000 Вт	0-220 В	12.42$	254 г	0.124$
SCR Регулятор II	5 000 Вт	0-220 В	9.76$	187 г	0.195$
WayGat 4	4 000 Вт	0-220 В	4.68$	122 г	0.097$
Cnikesin	6 000 Вт	0-220 В	11.07$	155 г	0.185$
Great Wall	2 000 Вт	0-220 В	1.59$	87 г	0.080$

Существует возможность выбрать любой регулятор именно под свои требования и необходимости. В среднем один ватт полезной мощности стоит менее 20 центов, и это очень выгодная цена. Но все же, стоит обращать внимание на качество деталей и сборки, для товаров из Китая она по-прежнему остается очень низким.

Схема простого регулятора

Устройства постоянного тока

Модели переменного тока

Как сделать регулятор для паяльника?

Приборы для зарядного устройства

Применение симисторных регуляторов

Регуляторы для активной нагрузки

Как сделать фазовую модель регулятора?

Устройство импульсного регулятора

Модели с плавным пуском

В статье стоит раскрыть тему того, как совершает работу тиристорный регулятор напряжения, схему которого можно более подробно осмотреть в интернете.

В повседневной жизни в большинстве случаев может развиться особая необходимость в регулировании общей мощности бытовых приборов, к примеру, электроплит, паяльника, кипятильника, а также ТЭНов, на транспорте — оборотов двигателя и прочего. В этом случае на помощь нам придёт простая и радиолюбительская конструкция — это особый регулятор мощности на тиристоре.

Создать такое устройство не составит особого труда, оно может стать тем первым самодельным прибором, который будет выполнять функцию регулировки температуры жала в паяльнике у любого начинающего радиолюбителя. Нужно отметить и тот факт, что готовые паяльники на станции с общим контролем температуры и остальными особенными функциями стоят намного больше, чем самые простые модели паяльников. Минимальное число деталей в конструкции поможет собрать несложный тиристорный регулятор мощности с навесным монтажом.

Следует отметить, что навесной тип монтажа — это вариант осуществления сборки радиоэлектронных компонентов без использования при этом специальной печатной платы, а при качественном навыке он помогает быстро собрать электронные устройства со средней сложностью производства.

Также вы можете заказать электронный тип конструктора тиристорного типа регулятора, а тот, кто хочет полностью разобраться во всём самостоятельно, должен изучить некоторые схемы и принцип функционирования прибора.

Между прочим, такое устройство является регулятором общей мощности. Такое устройство может быть применимо для управления общей мощностью либо управлением числа оборотов. Но для начала нужно полностью разобраться в общем принципе функционирования такого устройства, ведь это поможет понять, на какую нагрузку стоит рассчитывать при использовании такого регулятора.

Как совершает свою работу тиристор?

Тиристор — это управляемый полупроводниковый прибор, который способен быстро провести ток в одну сторону. Слово управляемый обозначает тиристор не просто так, так как с его помощью, в отличие от диода, который также проводит общий ток лишь к одному полюсу, можно выбирать отдельный момент, когда тиристор начнёт процесс проведения тока.

Тиристор обладает сразу тремя выводами тока:

Чтобы осуществить течение тока через такой тиристор, стоит выполнить следующие условия: деталь обязана в обязательном порядке расположена на самой цепи, которая будет находиться под общим напряжением, на управляющую часть электрода должен быть подан нужный кратковременный импульс. В отличие от транзистора, управление таким тиристор не будет требовать от пользователя удержания управляющего сигнала.

Но в этом все трудности использования такого прибора заканчиваться не будут: тиристор можно легко закрыть, если прервать поступление в него тока по цепи, либо создав обратное напряжение анод — катод. Это будет значить то, что применение тиристора в цепях постоянного тока считается довольно специфичным и в большинстве случаев полностью неблагоразумно, а в цепях переменного, к примеру, в таком устройстве как тиристорный регулятор, схема создана таким методом, чтобы было полностью обеспечено условие для закрытия прибора. Любая данная полуволна будет полностью закрывать соответствующий отдел тиристора.

Вам, скорее всего, сложно понять схему его строения. Но, не нужно расстраиваться — ниже будет более подробно описан процесс функционирования такого устройства.

Область использования тиристорных устройств

В каких целях можно использовать такое устройство, как регулятор мощности тиристор. Такой прибор позволяет более эффективно регулировать мощность нагревательных приборов, то есть осуществлять нагрузку на активные места. Во время работы с высокоиндуктивной нагрузкой тиристоры способны просто не закрыться, что может приводить к выходу такого оборудования из нормальной работы.

Можно ли самостоятельно осуществить регулирование оборотов в двигателе прибора?

Многие из пользователей, которые видели или даже на практике применяли дрели, углошлифовальные машины, которые по-другому называются болгарками, и другими электроинструментами. Они могли легко увидеть, что число оборотов в таких изделиях зависит, главным образом, от общей глубины нажатия на кнопку-курок в устройстве. Такой элемент как раз и будет находиться в тиристорном регуляторе мощности (общая схема такого прибора указана в интернете), при помощи которого и происходит изменение общего числа оборотов.

Стоит обратить своё внимание на то, что регулятор не может самостоятельно менять свои обороты в асинхронных двигателях. Таким образом, напряжение будет полноценно регулироваться на коллекторном двигателе, который оборудован специальным щелочным узлом.

Как работает такое устройство?

Описанные ниже характеристики будет соответствовать большинству схем.

Тиристорный регулятор общей мощности, принцип и особенности работы которого будут основаны на фазовости управления величиной напряжения, изменяет и общую мощность в приборах. Данная особенности заключена в том, что в нормальных производственных условиях на нагрузку могут воздействовать примерные показатели напряжения бытовой сети, которая будет меняться в соответствии с синусоидальным законом. Выше, при описании принципа функционирования работы тиристора было сказано о том, что любой тиристор включает в себя функционирование лишь в одном направлении, то есть осуществляет управление своей полуволной от синусоидов. Что же это может означать?
Если при помощи такого прибора, как тиристор со временем подключать нагрузку в строго определённое время, то показатель действующего напряжения будет довольно низким, так как половина от напряжения (действующее значение, которое и воспроизводит нагрузку) будет намного меньше, чем световое. Такое явление можно рассмотреть на графиках движения.

При этом происходит определённая область, которая будет находиться под особым напряжением. Когда воздействие положительной полуволны окончится и начнётся новый период движения с отрицательно полуволной, то один из таких тиристоров начнёт закрываться, и в это же время откроется новый тиристор.

Вместо слов положительная и отрицательная волна стоит использовать первая и вторая (полуволна).

В то время как на схему начинает своё воздействие первая полуволна, происходит особая зарядка ёмкости С1, а также С2. Скорость их полной зарядки будет ограничена потенциометром R 5. Такой элемент будет полностью переменным, и при его помощи будет задаваться выходное напряжение. В тот момент, когда на поверхности конденсатора С1 появится нужное для открытия диристора VS 3 напряжения, весь динистор откроется, а через него начнёт проходить ток, при помощи которого откроется тиристор VS 1.

Во время пробоя динистра и образуется точка на общем графике. После того как значение напряжение перейдёт нулевую отметку, и схема будет находиться под воздействием второй полуволны, тиристор VS 1, закроется, а процесс будет повторяться, только уже для второго динистра, тиристора, а также конденсатора. Резисторы R 3 и R 3 нужны для ограничения общего тока управления, а R 1 и R 2 — для процесса термостабилизации всей схемы.

Принцип действия второй схемы будет точно такой же, но в ней будет происходить управление лишь одной из полуволн переменного тока. После того, как пользователь будет понимать принцип работы устройства и его общую схему строение, он сможет понять как собрать или же в случае необходимости починить тиристорный регулятор мощности самостоятельно.

Тиристорный регулятор напряжения своими руками

Нельзя сказать о том, что данная схема не обеспечит гальваническую развязку от источника питания, поэтому есть определённая опасность поражения электрическими разрядами тока. Это будет означать то, что не нужно касаться руками элементов регулятора.

Следует спроектировать конструкцию вашего прибора таким образом, чтобы по возможности вы смогли спрятать её в регулируемом устройстве, а также найти более свободное место внутри корпуса. Если регулируемое устройство будет расположено на стационарном уровне, то имеет определённой смысл осуществить его подключение через выключатель с особым регулятором уровня яркости света. Такое решение сможет частично обезопасить человека от поражения током, а также избавит его от необходимости поиска подходящего корпуса у прибора, обладает привлекательным внешним строением, а также создано с использованием промышленных технологий.

Способы регулирования фазового напряжения в сети

Есть сразу несколько способов осуществления регуляции переменного напряжения в тиристорах: можно совершать пропуск или же запрещать выход на регуляторе целых четыре полупериода (либо периода) переменного напряжения. Можно включать не в начале совершения полупериода сетевого напряжения, а с совершением некоторой задержки. В течение данного времени напряжение на выходе из регулятора будет равняется отметки нуль, а общая мощность не будет передаваться на выход устройства. Вторую часть полупериода тиристор начнёт проводить ток и на выходе регулятора будет возникать особое входное напряжение.
Время задержки в большинстве случаев именуют углом открывания тиристора, так как во время нулевого значения угла почти всё напряжение от входа будет переходить к выходу, только падение на открытой области тиристора начнёт теряться. Во время увеличения общего тиристорного угла регулятор напряжения будет значительно снижать выходной параметр напряжения.
Регулировочная характеристика у такого прибора во время своей работы, во время активной нагрузки осуществляется особо интенсивно. При угле равному 90 градусов (электрических) на выходе из разъёма будет половина входного напряжения, а при общем угле в 180 электрических градусов на выходе будет показатель нуль.

На основе принципов и особенностей фазового регулирования напряжения можно построить определённые схемы регулирования, стабилизации, а в отдельных случаях с плавного пуска. Для осуществления более плавного пуска напряжение стоит со временем повышать от нуля до максимального показателя. Таким образом, во время открывания тиристора максимальный показатель значения должен изменяться до отметки нуль.

Схемы на тиристорах

Регулировать общую мощность паяльника можно довольно просто, если использовать для этого аналоговые или же цифровые паяльные станции. Последние довольно дорогие совершать использование, и собрать их, не имея особого опыта, довольно сложно. В то время как аналоговые приборы (считаются по своей сути регуляторами общей мощности) не составит труда создать самостоятельно.

Довольно простая схема прибора, которая поможет регулировать показатель мощности на паяльнике.

VD — КД209 (либо близкие по его общим характеристикам).
R 1 — сопротивление с особым номиналом в 15 кОм.
R 2 — это резистор, который обладает особым показателем переменного тока около 30 кОм.
Rn — это общая нагрузка (в этом случае вместо неё будет использован особый маятник).

Такое устройство для регуляции может контролировать не только положительный полупериод, по этой причине мощность паяльника будет в несколько раз меньше номинальной. Управляется такой тиристор с помощью специальной цепи, которая несёт в себе два сопротивления, а также ёмкость. Время зарядки конденсата (оно будет регулироваться особым сопротивлением R2) влияет на длительность открытия такого тиристора.

Регуляторы тока для зарядного устройства своими руками

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

ЗУ на 12 В с регулируемым зарядным током

Как всегда неожиданно пришли холода и снова пришло понимание, что нужно купить для аккумулятора машины зарядный выпрямитель. Все знают, что мороз не нравится батареям, а потому подзаряжать их от сети 220 В приходится чаще. Решено было не инвестировать в дешевые китайские автозарядки из супермаркетов, а попытаться что-то сделать самому.

Зарядное устройство должно заряжать / перезаряжать аккумулятор в автомобиле и на мотоцикле. Предполагалось также, что регулировка тока зарядки будет относительно простой в исполнении, потому что не каждый понимает настройки всяких там HTRC T240. Чтобы плавно настраивать ток, можно использовать эту очень простую схему:

Здесь используются обычные резисторы 0.125 Вт, но решено было поставить 0.5 Вт, из-за высокого напряжения. Также добавлен в схему также второй предохранитель на вторичной стороне трансформатора (10 A) на всякий случай, конденсатор фильтра 2200 мкФ 25 В и вольтметр со шкалой до 20 вольт. Диодный мост KBPC2510. Остальное, как на принципиальной схеме.

Выбор трансформатора для зарядного

В гараже нашелся какой-то старый советский трансформатор 15 В 120 VA и решено было использовать именно его в качестве основы для сборки выпрямителя.

В целом выпрямитель работает очень хорошо. После подключения лампы h5 55/60w напряжение падает примерно до 12 В, и это тоже неплохо. Это первый вариант зарядного, во втором (сделанном на заказ) использовался тороидальный трансформатор 100W 11V 9A (предназначенный для питания галогенок), и после выпрямителя там получалось более 15 В на конденсаторе. Теоретически достаточно подключить к цепи вторичного питания (после диодов моста) конденсатор около 100 мкФ / 25 В и измерить напряжение на нем, если оно достигнет 16-17 В все нормально и вы можете безопасно построить на этом трансформаторе ЗУ к АКБ.

Важно: трансформатор должен давать номинальное напряжение 12 В при нагрузке, а не 12 В на холостом ходу — это напряжение слишком низкое. Если мы используем двухтактный выпрямитель — напряжение будет около 16 В. Использование диодов Шоттки даст еще больше прирост — до 17 В. Напряжение сетки также важно — если намного меньше 220 В — не будем иметь достаточного напряжения.

Если при нагрузке напряжение падает до 12-13 В, батарея не будет полностью заряжена. Для выпрямителя требуемое напряжение составляет около 16 В! Хотя правильное зарядное напряжение — 13,8 В — 14,4 В, рекомендуется с учётом просадки на пару вольт подавать выше.

Естественно при управлении симистором в первичной обмотке присутствует постоянная составляющая тока, приводящая к насыщению сердечника и многим другим нежелательным явлениям, таким как гудение трансформатора. Большинство трансформаторов, питающихся таким образом, имеют более-менее проявляющиеся подобные симптомы, но лишь немногие не подходят вообще. В конце концов их можно устранить или заметно ослабить (силовые резисторы). Или вообще изменить тип контроля зарядного тока на такой.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Немного теории об аккумуляторах

Как узнать состояние батареи

Оптимальный и надёжный метод проверки состояния аккумуляторной батареи — измерение напряжения на ней обычным тестером. При температуре воздуха около 20 градусов зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключённой от нагрузки (!) батареи следующая:

12.6…12.7 В — полностью заряжена;
12.3…12.4 В — 75%;
12.0…12.1 В — 50%;
11.8…11.9 В — 25%;
11.6…11.7 В — разряжена;
ниже 11.6 В — глубокий разряд.

Правильная зарядка

Существует два метода зарядки автомобильной батареи — постоянным напряжением и постоянным током. У каждого свои особенности и недостатки:

Зарядка постоянным напряжением — годится для восстановления заряда не полностью разряженных батарей, напряжение на клеммах которых не ниже 12.3 В. Процесс заключается в следующем: к клеммам батареи подключают источник постоянного тока напряжением 14.2–14.7 В. Окончание процесса контролируют по току потребления: когда он упадёт до нуля, зарядка считается оконченной. Недостаток такого способа — возможно большой начальный зарядный ток; чем сильнее батарея разряжена, тем выше ток. Преимущества метода очевидны — вам не нужно постоянно регулировать ток зарядки, аккумулятору не грозит перезарядка, если вы про него забудете.
Зарядка постоянным током — самый распространённый и надёжный способ. В этом режиме ЗУ выдаёт постоянный ток, равный 1/10 ёмкости батареи. Окончание процесса зарядки определяется по напряжению на батарее — когда оно достигнет 14.7 В, заряжать батарею прекращают. Недостаток такого метода — батарею можно испортить, не сняв вовремя с зарядки.

Самодельные зарядки для АКБ

Простое устройство на 6 и 12 В

К примеру, если необходим ток в 5 А, то понадобится включить тумблеры S4 и S2. Замкнутые S5, S3 и S2 дадут в сумме 11 А. Для контроля напряжения на АКБ служит вольтметр PU1, за зарядным током следят при помощи амперметра PА1.

Схема проста, если собрать её из исправных деталей, то в налаживании не нуждается. Это устройство подойдёт и для зарядки шестивольтовых батарей, но «вес» каждого из переключателей S2-S5 будет иным. Поэтому ориентироваться в зарядных токах придётся по амперметру.

С плавной регулировкой тока

Налаживание устройства сводится к калибровке амперметра RA1. Сделать это можно, подключив вместо аккумулятора несколько 12-вольтовых ламп общей мощностью до 250 Вт, контролируя ток по заведомо исправному эталонному амперметру.

Из компьютерного блока питания

Для создания автомобильной зарядки своими руками из блока питания компьютера придётся собрать схему, приведённую на рисунке.

Пошагово необходимые для доработки операции будут выглядеть следующим образом:

Откусить все провода шин питания, за исключением жёлтых и чёрных.
Соединить между собой жёлтые и отдельно чёрные провода — это будут соответственно «+» и «-» ЗУ (см. схему).
Перерезать все дорожки, ведущие к выводам 1, 14, 15 и 16 контроллера TL494.
Установить на кожух БП переменные резисторы номиналом 10 и 4,4 кОм — это органы регулировки напряжения и тока зарядки соответственно.
Навесным монтажом собрать схему, приведённую на рисунке выше.

Что необходимо знать при зарядке АКБ

Заряжая автомобильный аккумулятор, важно соблюдать ряд правил. Это поможет вам продлить срок службы аккумулятора и сохранить своё здоровье:

Все свинцовые аккумуляторы заряжают током не выше одной десятой от ёмкости батареи. Если у вас в авто стоит АКБ ёмкостью 60 А/ч, то расчёт зарядного тока выглядит так: 60/10=6 А.
В процессе зарядки могут выделяться взрывоопасные газы. Особенно это касается обслуживаемых аккумуляторов. Достаточно одной искры, чтобы скопившийся в гараже или другом помещении водород взорвался. Поэтому заряжать аккумуляторы нужно в хорошо проветриваемом помещении или на балконе.
Зарядка батареи сопровождается выделением тепла, поэтому постоянно контролируйте температуру корпуса АКБ на ощупь. Если батарея заметно нагрелась, то немедленно уменьшите зарядный ток или вообще прекратите зарядку.
Если батарея обслуживаемая, постоянно контролируйте уровень электролита в банках и его плотность. В процессе заряда электролит «выкипает», а плотность повышается. Если пластины в банке оголились или плотность поднялась выше 1.29, а зарядка ещё не закончена, добавьте в электролит дистиллированной воды.
Не допускайте перезарядки батареи. Максимальное напряжение на ней при подключённом ЗУ — 14.7 В.
Не допускайте глубокой разрядки батареи, подзаряжайте её периодически. Если напряжение на батарее при отключённой нагрузке опустится ниже 10.7, АКБ придётся выбросить.

Зарядное устройство для аккумуляторов, с установкой тока и напряжения заряда

Предлагается вариант изготовления зарядного устройства аккумуляторов для бытовых приборов, с установкой тока и напряжения зарядки, со стабилизацией тока на нагрузке.

При периодическом проживании в летнем доме, иногда появляется необходимость в подзарядке различных источников питания для часов, приемника, фонарика. Кроме того, требуют заряда и Li-ion аккумуляторы от старых мобильных телефонов, используемые в изготовленных ранее самоделках. Учитывая то, что используемые аккумуляторы имеют различную форму, габариты и присоединительные размеры, а также различные режимы заряда, необходимо изготовить, в какой-то мере, универсальное зарядное устройство (ЗУ). Так как это ЗУ будет использоваться лишь периодически, изготовлять или приобретать специализированные ЗУ для каждого вида аккумуляторов не имеет смысла.
В связи с этим, для зарядки различных маломощных аккумуляторов, изготовим единое, упрощенное, но надежное зарядное устройство. При зарядке аккумуляторов под периодическим визуальным контролем над окончанием заряда, имея возможность установки режимов (величина стабильного тока и предельное напряжение заряда) такое ЗУ обеспечит качественную работу.

Процесс изготовления зарядного устройства для выполнения поставленной задачи рассмотрен ниже.

1. Установка исходных данных.
Для правильной эксплуатации никель-металлогидридных аккумуляторов рекомендуется поддерживать рабочее напряжение на элементах в пределах 1,2…1,4 вольта, допускается предельное снижение до 0,9 вольта. Быструю зарядку NiMH элементов батарей рекомендуется проводить при напряжении 0,8…1,8 вольта, с величиной тока заряда в интервале 0,3…0,5С.

Рабочее напряжение для Li-ion аккумулятора 3,0. 3,7 вольта. Зарядку аккумулятора необходимо выполнять до предельного напряжения 4,2 вольта, с током заряда в интервале 0,1. 0,5С (до 450 mA при емкости аккумулятора 900 mAh).

Учитывая рекомендации, установим следующие характеристики изготовляемого ЗУ:
Выходное напряжение 1,3. 1,8 вольта (для NiMH аккумулятора).
Выходное напряжение 3,5. 4,2 вольта (для Li-ion аккумулятора).
Выходной ток (регулируемый) – 100. 400 mA (…900 mA).
Входное напряжение — 9. 12 вольт.
Входной ток — 400 mA (1000 mA).

3. Схема зарядного устройства.
Схема ЗУ проста в изготовлении и наладке, не имеет дефицитных и дорогих деталей. Устройство позволяет заряжать различные аккумуляторы стабильным, заранее установленным, током. А также, до начала зарядки, можно установить предельное напряжение, выше которого оно не поднимется на клеммах аккумулятора, в течении всего процессе зарядки.

Изготовим ЗУ по схеме.

4. Описание работы схемы ЗУ.
Узел управления выходным током построен на силовом составном транзисторе VТ1. Максимальную величину выходного тока заряда ограничивает низкоомный резистор R7 (при номиналах деталей указанных на схеме и соответствующем по мощности блоке питания, максимальный ток заряда Li-ion аккумулятора достигает 1,2 А). При отсутствии резистора, необходимого сопротивления и мощности, его можно собрать из нескольких дешевых и распространённых резисторов. Например, в приведенной конструкции, трехваттный резистор R7 сопротивлением 3,4 Ом собран из двух последовательно соединенных групп, по три параллельно включенных резистора МЛТ-1 сопротивлением 5,1 Ом.

На транзисторе VТ2 и резисторах R5, R6 реализован стабилизатор и регулятор зарядного тока. Переменный резистор R6 включен параллельно ограничительному резистору R7 и является датчиком тока. Ток через резистор R6 пропорционален току через резистор R7, но благодаря соотношению сопротивлений имеет значительно меньшую величину, что позволяет управлять выходным током с помощью переменного резистора и транзистора малой мощности.

Под нагрузкой, на датчике тока появляется падение напряжения, пропорциональное проходящему току. При изменении тока зарядки, по различным причинам, соразмерно изменяется падение напряжения на R6 и соответственно управляющее напряжение на базе транзистора VТ2.
При увеличении напряжения на базе VТ2, увеличивается ток К-Э транзистора VT2, снижая напряжение на базе VТ1. При этом, силовой транзистор VT1 начинает закрываться, уменьшая зарядный ток аккумулятора. И наоборот, при уменьшении напряжения на базе VТ2, зарядный ток увеличивается. Таким образом, осуществляется автоматическая корректировка тока в нагрузке — стабилизация тока заряда.

Изменяя сопротивление резистора R6, мы можем установить необходимый ток заряда аккумулятора. После регулировки, происходят аналогичные процессы стабилизации вновь установленного тока.

Узел установки предельного напряжения выполнен на регулируемом стабилизаторе напряжения DA1 (TL431). Подбирая сопротивление резисторов R3 и R4, выбираем оптимальный диапазон регулирования напряжения. С помощью переменного резистора R4 устанавливаем предельное напряжение на выходе (до подключения аккумулятора к ЗУ).

Разъем Х3 используется для установки Li-ion аккумулятора от мобильного телефона. В разъем Х4 возможно установить аккумуляторы цилиндрической формы различной длины, с напряжением 1,2…1,4 вольта. Диоды VD1 и VD2 включены в цепь разъема X4, для понижения напряжения заряда аккумулятора до 1,3. 1,8 вольта и предотвращения разряда аккумуляторов при отключении ЗУ. С помощью выносных щупов с зажимом, можно подключить для зарядки нестандартный аккумулятор с рабочим напряжением до 6… 9 вольт.

5. Изготовление корпуса зарядного устройства
Для корпуса ЗУ используем пластмассовую крышку от старого реле, размерами 90 х 60 х 65 мм. Усиливаем корпус панелью из текстолита для установки разъемов. Сверлим необходимые крепежные отверстия.

6. Комплектуем корпус разъемами и изготовляем нестандартные элементы.

7. Собираем корпус с навесными элементами. На задней панели расположены разъемы — контрольный Х2 (внизу) и входной Х1для соединения с адаптером питания ЗУ. Наверху корпуса расположена панель для установки Li-ion аккумулятора.

8. На передней стороне ЗУ закреплены ложемент и контакты для установки цилиндрических аккумуляторов.

Сообщества › Сделай Сам › Блог › Стабилизатор тока для зарядного устройства с возможностью регулировки.

Всем привет друзья, в этой записи хочу рассказать вам про стабилизатор тока для зарядного устройства который сможет собрать своими руками практически каждый.

Смотрите также

Метки: sam_электрик, стабилизатор тока, зарядное устройство, акб

Комментарии 102

Случаем печатной платы файлика нет?

Сколько вольт теряются на выходе?

сделал все по вашей схеме. ток регулируется только в промежутке между 4-5А!
подскажите в чем проблема!

Только вот про выбор транзистора и возможно радиатора никто ни слова не сказал :). Еще проще сделать ограничитель тока на lm317, то сути один корпус TO-220 и пару резисторов 🙂 А вообще надо импульсник мутить 🙂

LM317 до 1.5а только. Про транзистор сказал какой поставил, про радиатор тоже сказал. А импульсник вы наверно имели в виду ШИМ регулятор? Да шим конечно намного эффективнее.

Хорошо получилось тоже себе так сделаю! а ты добавь мою функцию и будит вообще огонь…
www.drive2.ru/b/456679132013528242/

Да есть мысли на счет такого. Только не на реле поворотов, а на тймере 555, практически любую паузу можно сделать.

да я про смысл, а не про реализацию, можно сделать по разному хоть на таймере хоть на компараторе, я просто сделал так чтобы большинство народа могло повторить…

Ну и я про идею, норм же приборчик.

у тебя правильный зарядник с регулировкой тока как положено, для обычной зарядки аккума самое то! но если аккум долго не используется или очень редко то его лучше встряхивать (зарад — разряд) и это реально работает, эффект есть… а как это реализовать способов тьма от самых простых, типа как у меня, до долее сложных где переключение между разрядом и зарядом можно делать не только по времени, а ещё например по уровню напряжения на аккуме (как вариант)… я лишь предложил грамотному человеку как ещё можно ваш зарядник прокачать…

Спасибо за хорошее применение старой рухляди а на критику не обращай внимания будь выше этого критикуют в основном те кто сам ни х—я не делает кому проще отдать деньги и не разбираться ни в чем!

Спасибо. Хоть кто то оценил.

Прежде чем писать всякую х—ню, отвечаю твоими же словами, почитай что написал автор, цитирую: «Буду благодарен за адекватную критику» я что не вижу что бы кто то критиковал данное устройство, просто каждый высказывает свое мнение, если есть конкретные предложения по данной теме, высказывай, а нет что тогда всякий бред нести.

Расходимся, это не стабилизатор тока…

Вот чудак человек. Как вас сильно зацепило.

Ну если строго подходить к определению слова СТАБИЛИЗАТОР, то он прав.

Т.е по вашей логике получается, что при использовании «правильного» стабилизатора если включить в цепь ну скажем 12в лампа на 60вт потребляет стабильный ток 5а и даже если лампу заменить на 5-ти ватную то ток тоже будет 5а так как стоит «правильный» стабилизатор.

Попробую ответить. Попрошу только реагировать без эмоций. Я не набрасываюсь. Скажу сразу, что приведенная Вами схема вполне может справляться со своей задачей по зарядке АКБ: схема ограничит максимальный ток, а минимальный будет определяться напряжением на входе стабилизатора и внутренним сопротивлением АКБ (т.е. степенью его заряженности). Строго говоря СТАБИЛИЗАТОР ТОКА поддерживает на нагрузке СТАБИЛЬНЫЙ ТОК. Стабилизатор тока должен обеспечивать постоянство тока, протекающего через нагрузку в независимости от ее сопротивления. Как стабилизатор тока может изменять ток в цепи? Только за счет изменения напряжения, подаваемого на нагрузку. Что бы стабилизатор тока мог справиться со своей задачей, то ко входу стабилизатора тока должен подключаться мощный источник напряжения. Причем этого напряжения должно быть достаточно, чтоб создать ток стабилизации при подключении любой нагрузки (мощной, слабой, т.е. с разным сопротивлением) и мощность источника тоже должна быть способной выдать требуемый ток. Что касается лампы. Если у нас стабилизатор тока (к примеру на 5 А), то при подключении лампы на 12 В и мощностью 60 Вт через лампу потечет ток 5А. При этом стабилизатор тока «выставит» на лампе около 12 В. Если подключить лампу 12 В и 5 Вт, то стабилизатор ТОКА повысит напряжение на лампе до такого номинала, чтоб через нагрузку (лампу) протекал заданный ток 5 А. Для данного примера это будет 144 В. Ясно, что данная лампа, скорее всего, сгорит. Но, как правило, на вход стабилизатора подается вовсе не такое большое напряжение, а, к примеру, 15 В. В этом случае конечно же стабилизатор не сможет обеспечить ток в 5 А. Ток будет определяться этим напряжением и сопротивлением нагрузки. В случае с АКБ по мере заряда начнет расти сопротивление АКБ. Когда сопротивление станет таким, что при 15 В ток не будет равен 5 А, то ток дальше НЕ БУДЕТ СТАБИЛИЗИРОВАННЫМ, а будет определятся входным напряжением (которое более-менее постоянно) и внутренним сопротивлением АКБ (можно считать, что степенью заряженности).

К сожалению получилось много букв. Надеюсь, что разъяснил. Если что-то не так, давайте разбираться вместе.
Ну и снова по поводу схемы в посте. Действительно, обывательски принято подобные устройства называть стабилизаторами тока. Но в строгом смысле они таковыми не являются.

Все именно так. Все так задумывалось. Как обозвать данное устройство подругому я незнаю. Если применить любую другую схему, при таком раскладе, не чего нельзя назвать стабилизатором.

Вы ничего не подумайте, я ничего не имею против вашего варианта зарядки, просто мне интересно.
Еще я хотел бы спросить как Вы проверяете или определяете степень заряда аккумулятора? Судя по видео, то если ток упал до нуля, то значит аккум заряжен на 100 % я правильно понял?
Я когда заряжал свой «Аком», то выставил напряжение 14,5В, ток, по моему 1/20 потом 1/10 и тоже примерно через часа 4 зарядка автоматом выключилась и показала, что аккум. заряжен на 100% стал проверять плотность ареометром- 1.24 -1,25 что соответствует заряду процентов на 80.

так надо заряжать до 16 вольт, тогда зарядится до 100%

Вопрос был адресован не Вам, а автору, посмотрите видео с 13.40 минуты и Ваш вопрос думаю будет неуместен, а о том как надо заряжать я в курсе

он пошел не тем путем, надо было сделать проще, использовать трансформатор и диодный мост а не мучить старенький АТХ БП. а в интернете много переделок компьютерных БП под ЗУ но там они идут другим путем.

Железный транс такой мощности весит в 5 раз больше и стоит в 5 раз дороже.

можно использовать трансформатор от ненужного ИБП подключив его наоборот только быть внимательней у них бывает обмотки соединены вместе первичка и вторичка (надо разъединить).

Вы имеете в виду бесперебоиник?

Все верно 80%. Дело в том плотность элекролита в верхну и внизу несколько отличается, так как серная кислота намного тяжелее воды ее концентрация снизу больше соответсвенно и плотность снизу несколько больше, что бы плотность выравнялалась для этого и заряжают до «кипения» что бы электолит несколько перемешался. Но на мой взгляд это абсолютно безполезная процедура. Так как после установки акума в авто и включения стартера акум разряжается, а так как напряжение в борт сети 14.5в то он так и держит эти 80%. Это мое личное мнение оно может отличатся от вашего и это нормально.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Как часто автовладельцы не могут завести четырехколесного любимца из-за отсутствия заряда в аккумуляторе? Конечно, если этот казус приключился в гараже возле зарядного агрегата или поблизости есть друг с автомобилем, готовый помочь запустить стартер, особых проблем не предвидится.

Куда хуже обстоят дела, если ни первый, ни второй вариант вы реализовать не можете, особенно от этого страдают автомобилисты, не имеющие возможности приобрести дорогостоящее зарядное заводского производства. Но и в этом случае можно найти решение, если сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Преимущества и недостатки самодельного устройства

Главным преимуществом самодельного зарядного устройства является его дешевизна, даже если вы не имеете всех необходимых деталей, экономия будет ощутимой. Также значительным плюсом является возможность использования ненужных приборов и устройств в качестве источника материалов для самодельного ЗУ.

К недостаткам самодельной зарядки аккумуляторов следует отнести несовершенство в эксплуатации. Увы, но модель не может самостоятельно отключаться при достижении максимального заряда, поэтому вам придется контролировать этот процесс или дополнить изобретение самодельной автоматикой, что под силу опытным радиолюбителям.

Параметры устройства

Как вам хорошо известно, вся сеть в авто питается низким напряжением 12В постоянного тока, но уровень зарядки автомобильного аккумулятора должен находиться в диапазоне от 13 до 15В. Ток заряда на выходе устройства должен составлять порядка 10% от емкости источника питания. Если ток окажется меньше, заряд все равно будет происходить, но процедура продлиться гораздо дольше. Поэтому выбор элементов для зарядного устройства должен отталкиваться от рабочих параметров конкретной модели свинцовых АКБ и сети, к которой оно будет подключаться.

Что нужно для ЗУ?

Конструктивно зарядное устройство включает в себя такие элементы:

Главным элементом является двухобмоточный трансформатор, если у вас имеется агрегат с большим числом обмоток, можно использовать и его, но остальные катушки окажутся незадействованными. Помимо классических вполне подойдут и импульсные трансформаторы, взятые из китайской электроники.
Так как напряжение на выходе из трансформатора получится переменным, а для подзарядки аккумулятора требуется постоянное, вам понадобится выпрямитель. В данном примере мы соберем его самостоятельно из четырех диодов, но если у вас имеется подходящая модель, можете установить ее.
В зависимости от расстояния и величины вторичного напряжения, вам могут пригодиться соединительные провода, а для самостоятельной намотки еще и медный проводник в лаковой изоляции.
Амперметр и вольтметр для контроля основных величин на выходе, их можно проверять и обычным мультиметром, но это потребует излишних затрат времени, поэтому куда проще установить стационарные приборы. Рис. 1: измерение с помощью мультиметра
Автоматика отключения может выполняться посредством реле напряжения или тока. Реагирует на заполнение емкости батареи и отключает автоматическое ЗУ. Вместе с реле можно установить автомобильную лампочку или светодиод для регистрации окончания заряда.
Переменный резистор или переключатель для регулировки тока во вторичной цепи зарядного агрегата. Необходим, если вы собираетесь использовать зарядное устройство для аккумуляторов разного типа или если вам сложно рассчитать рабочие параметры и их придется подстраивать.

Рис. 2: Пример установки регулировочного резистора

Если вы собираетесь зарядить аккумулятор одни раз, можно использовать только первые три элемента, для постоянного использования будет удобнее иметь, хотя бы контрольные приборы. Но, прежде чем собрать все это в единую конструкцию, вам необходимо убедиться, что параметры зарядного устройства после сборки будут соответствовать вашим потребностям. Первым, что должно соответствовать, является трансформатор зарядного приспособления.

Если трансформатор не подходит

Далеко не всегда в гараже или дома вы встретите именно такой трансформатор, который будет питаться от 220В и выдавать на выходных клеммах 13 – 15В. Большинство моделей, используемых в обиходе, действительно имеют первичную катушку на 220В, но на выходе может быть любой номинал. Чтобы это исправить вам потребуется изготовить новую вторичку.

Для начала пересчитайте коэффициент трансформации по формуле: U₁/U₂ = N₁/N₂ ,

где U₁ и U₂ – напряжение на первичной и вторичной обмотке соответственно;

N₁ и N₂ – количество витков в первичке и вторичке соответственно.

К примеру, электрическая машина используется в качестве блока питания на 42В, а вы хотите получить для зарядного устройства 14В. Следовательно, вам необходимо при 480 витках в первичке, сделать 31 виток на вторичке зарядного. Этого можно добиться как путем сокращения числа витков, удалив лишние, так и путем намотки новой. Но первый вариант не всегда подходит, так как сечение обмотки трансформатора может не выдержать силу тока с меньшим числом витков.

Где U₁ и U₂ – напряжение на первичной и вторичной обмотке, I ₁ и I ₂ – ток, протекающий в первичке и вторичке.

Как видите, с понижением числа витков и напряжения на вторичной обмотке сила тока в ней пропорционально возрастет. Как правило, запаса по сечению не хватает, поэтому после определения силы тока под нее подбирают новый проводник из данных таблицы:

Таблица: выбор сечения, в зависимости от протекающего тока

Медный проводник		Алюминиевый проводник
Сечение жил. мм 2	Ток, А	Сечение жил. мм 2	Ток, А
0,5	11	—	—
0,75	15	—	—
1	17	—	—
1.5	19	2,5	22
2.5	27	4	28
4	38	6	36
6	46	10	50
10	70	16	60
16	80	25	85

Если расчетная величина тока на выходе зарядного устройства превышает нужные 10% от емкости аккумулятора, в цепь обязательно включается токоограничивающий резистор, величина которого подбирается пропорционально излишку тока.

Порядок сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

В зависимости от имеющихся у вас компонентов и параметров аккумулятора, сборка ЗУ будет значительно отличаться. В данном примере технология изготовления включает в себя такие этапы:

Составьте или возьмите готовую схему зарядного устройства для кислотных аккумуляторов. В данном примере используется такой довольно простой вариант: Рис. 3: схема зарядного устройства
Здесь применяется трансформатор с двумя первичными и двумя вторичными обмотками, которые нужно соединить последовательно для получения нужного уровня напряжения. Рис. 4: Трансформатор ТС — 180 — 2

Но вы должны отталкиваться от параметров вашей электрической машины. Поэтому при необходимости уберите лишние обмотки или заизолируйте их выводы (если они есть), намотайте вторичку (если существующая не дает нужный уровень напряжения в ЗУ).

Рис. 5: перемотайте обмотки

В рассматриваемом примере для этого на первичных обмотках соединяются перемычкой выводы 1 и 1′ Рис. 6: соедините выводы 1

а на вторичной выводы 9 и 9′.

Рис. 7: соедините выводы 9

Для защиты зарядного устройства, как со стороны сети, так и со стороны свинцовой батареи нужно установить два предохранителя. В рассматриваемом примере с высокой стороны зарядного устройства применяется предохранитель на 0,5А, а в цепи зарядки свинцового аккумулятора 10А.

При наличии регулятора тока зарядного устройства, начинать зарядку следует с минимального значения на амперметре и плавно повышать его до требуемой величины. При накоплении в аккумуляторе достаточного количества заряда, амперметр будет показывать около 1А, после чего можете смело отключать зарядное от сети и использовать аккумулятор по назначению.

Рис. 14: зависимость величин от времени заряда

Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками

Тема автомобильных зарядных устройств интересна очень многим. Из статьи вы узнаете, как переделать компьютерный блок питания в полноценное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Оно будет представлять собой импульсное зарядное устройство для аккумуляторов с емкостью до 120 А·ч, то есть зарядка будет довольно мощной.

Собирать практически ничего не нужно – просто переделывается блок питания. К нему добавится всего один компонент.

Компьютерный блок питания имеет несколько выходных напряжений. Основные силовые шины имеют напряжение 3,3, 5 и 12 В. Таким образом, для работы устройства понадобится 12-вольтовая шина (желтый провод).

Для зарядки автомобильных аккумуляторов напряжение на выходе должно быть в районе 14,5-15 В, следовательно, 12 В от компьютерного блока питания явно маловато. Поэтому первым делом необходимо поднять напряжение на 12-вольтовой шине до уровня 14,5-15 В.

Затем, нужно собрать регулируемый стабилизатор тока или ограничитель, чтобы была возможность выставить необходимый ток заряда.

Зарядник, можно сказать, получится автоматическим. Аккумулятор будет заряжаться до заданного напряжения стабильным током. По мере заряда сила тока будет падать, а в самом конце процесса сравняется с нулем.

Приступая к изготовлению устройства необходимо найти подходящий блок питания. Для этих целей подойдут блоки, в которых стоит ШИМ-контроллер TL494 либо его полноценный аналог K7500.

Когда нужный блок питания найден, необходимо его проверить. Для запуска блока нужно соединить зеленый провод с любым из черных проводов.

Если блок запустился, нужно проверить напряжение на всех шинах. Если все в порядке, то нужно извлечь плату из жестяного корпуса.

После извлечения платы, необходимо удалить все провода, кроме двух черных, двух зеленого и идет для запуска блока. Остальные провода рекомендуется отпаять мощным паяльником, к примеру, на 100 Вт.

На этом этапе потребуется все ваше внимание, поскольку это самый важный момент во всей переделке. Нужно найти первый вывод микросхемы (в примере стоит микросхема 7500), и отыскать первый резистор, который применен от этого вывода к шине 12 В.

На первом выводе расположено много резисторов, но найти нужный — не составит труда, если прозвонить все мультиметром.

После нахождения резистора (в примере он на 27 кОм), необходимо отпаять только один вывод. Чтобы в дальнейшем не запутаться, резистор будет называться Rx.

Теперь необходимо найти переменный резистор, скажем, на 10 кОм. Его мощность не важна. Нужно подключить 2 провода длиной порядка 10 см каждый таким образом:

Один из проводов необходимо соединить с отпаянным выводом резистора Rx, а второй припаять к плате в том месте, откуда был выпаян вывод резистора Rx. Благодаря этому регулируемому резистору можно будет выставлять необходимое выходное напряжение.

Стабилизатор или ограничитель тока заряда очень важное дополнение, которое должно иметься в каждом зарядном устройстве. Этот узел изготавливается на базе операционного усилителя. Тут подойдут практически любые «операционники». В примере задействован бюджетный LM358. В корпусе этой микросхемы два элемента, но необходим только один из них.

Пару слов о работе ограничителя тока. В этой схеме операционный усилитель применяется в качестве компаратора, который сравнивает напряжение на резисторе с низким сопротивлением с опорным напряжением. Последнее задается при помощи стабилитрона. А регулируемый резистор теперь меняет это напряжение.

При изменении величины напряжения операционный усилитель постарается сгладить напряжение на входах и сделает это путем уменьшения или увеличения выходного напряжения. Тем самым «операционник» будет управлять полевым транзистором. Последний регулирует выходную нагрузку.

Полевой транзистор нужен мощный, поскольку через него будет проходить весь ток заряда. В примере используется IRFZ44, хотя можно использовать любой другой соответствующих параметров.

Транзистор обязательно устанавливается на теплоотвод, ведь при больших токах он будет хорошенько нагреваться. В этом примере транзистор просто прикреплен к корпусу блока питания.

Печатная плата была разведена на скорую руку , но получилось довольно неплохо.

Теперь остается соединить все по картинке и приступить к монтажу.

Напряжение выставлено в районе 14,5 В. Регулятор напряжения можно не выводить наружу. Для управления на передней панели имеется только регулятор тока заряда, да и вольтметр тоже не нужен, поскольку амперметр покажет все, что надо видеть при зарядке.

Амперметр можно взять советский аналоговый или цифровой.

Также на переднюю панель был выведен тумблер для запуска устройства и выходные клеммы. Теперь можно считать проект завершенным.

Получилось несложное в изготовлении и недорогое зарядное устройство, которое вы можете смело повторить сами.

Все своими руками Самодельный стабилизатор тока для зарядного устройства

Опубликовал admin | Дата 13 июля, 2017

В этой статье пойдет речь о небольшой и простенькой приставке – стабилизаторе тока, для импульсного блока питания, предназначенного в прошлом для питания ЖКИ монитора. С ее помощью можно будет подзаряжать автомобильные аккумуляторы. Эта идея и просьба принадлежит одному из посетителей сайта.

Выходные данные блока питания можно увидеть на фотографии. Двадцать вольт на выходе при токе 3,25 А, это вполне достаточно не только для подзарядки, но и неспешной полной зарядки аккумуляторов.

А если убрать родной корпус, то улучшится тепловой режим платы ИИП, это даст возможность увеличить ток заряда. Схема стабилизатора тока представлена на рисунке 1.

Стабилизатор тока реализован на микросхеме LM317, отечественный аналог указан на схеме – КР142ЕН12А. Для увеличения тока заряда применен дополнительный транзистор структуры p-n-p, в данном случае, я испытывал схему с транзистором КТ818Г.

Работа схемы

Аналогичный стабилизатор тока был описан в предыдущей статье «Зарядное устройство для гелиевых аккумуляторов на кр142ЕН12А». В данной статье меня попросили наиболее подробно описать алгоритм работы устройства. И так, схема работает следующим образом. На вход приставки подано напряжение, к выходу подключен заряжаемый аккумулятор. Через устройство начинает течь ток заряда. На резисторе R1, при прохождении тока происходит падение напряжения, равное Iзаряда • R1. Как только это падение напряжения, приложенное к переходу база – эмиттер транзистора VT1, превысит порог в 0,7 вольта, мощный транзистор начнет открываться и весь основной ток заряда, будет течь через переход коллектор – эмиттер этого транзистора. Далее сумма токов, протекающих через регулирующую микросхему и транзистор, будет протекать через резистор R2, от величины которого зависит максимально возможный зарядный ток, когда движок переменного резистора находится в верхнем по схеме положении. На резисторе R2 также создается падение напряжения, которое приложено между выводами 2 и 1 данной микросхемы, т.е. между выходом и управляющим выводами. В данной микросхеме имеется ИОН с величиной в 1,25 вольта естественно с небольшим разбросом этого параметра и все регулировки в ней происходят относительно этой величины. Таким образом, при увеличении падения напряжения на резисторе R2 выше напряжения ИОН – 1,25 В, микросхема отрабатывает таким образом, что ее выходной транзистор начинает закрываться, удерживая выходной ток схемы на определенном уровне. Ток стабилизации в этом случае будет равен Iст = 1,25/R2; Для нашей схемы – 1,25/0,39 ≈ 3,205А. У собранного мной макета схемы, максимальный ток был чуть меньше – 3,16 А. Например, для тока заряда 5А потребуется резистор с величиной сопротивления равной – 1,25 В/5 = 0,25 Ом.

Далее ток течет через диод VD1, так как падение напряжения на прямо смещенном переходе диода мало зависит от проходящего через него тока, то диод в нашем случае играет роль стабилизатора напряжения, часть которого через переменный резистор плюсуется к падению напряжения на резисторе R2. Таким образом, имея возможность изменять напряжение на управляющем выводе микросхемы относительно ее выхода, мы можем управлять величиной тока стабилизации. В моей схеме ток регулировался от 1,16 А до 3,16 А. Минимальный ток можно еще уменьшить, включив последовательно с диодом VD1, еще такой же диод. В этом случае минимальный ток будет равен примерно 0,1… 0,2 А.

Микросхема, транзистор и диод установлены на одном теплоотводе, через слюдяные прокладки. Так как элементов схемы совсем немного, то монтаж можно сделать навесным способом.

Транзистор можно применить любой с током коллектора не менее 8 А и более. Можно применить КТ825 или импортные транзисторы типа TIP107.

Диод тоже любой с прямым током 10А и более.
Вроде все. Успехов и удачи. К.В.Ю.

Чуть не забыл, чтобы не усложнять схему, вместо амперметра можно просто для переменного резистора сделать шкалу установки тока заряда.

Скачать статью

Скачать “reguliruemyj-stabilizator-toka-na-lm317” reguliruemyj-stabilizator-toka-na-lm317.rar – Загружено 1968 раз – 65 КБ

Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».

Заметки для мастера — Зарядные устройства для АКБ

Компактное зарядное устройство на тиристоре

На рис.1 показана схема простого зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.

Рис.1
При достижении некоторого значения напряжения (задается цепью R2,V1,V2), зарядное уст-во на тринисторе отключает его от аккумулятора. Образцовое напряжение на аккумулятора сравнивается при каждом положительном полупериоде пока тиристор закрыт. Когда аккумулятор разряжен тиристор открывается в моменты каждого положительного полупериода с некоторой задержкой, но только как аккумулятор будет близок к полной зарядке тиристор будет открывать с большей задержкой и при достижении определенного значения когда аккумулятор полностью зарядится, тиристор перестанет открываться. Сравнение напряжений происходит в цепи управляющего электрода тиристора.
Напряжение на выходе тиристора зависит от его параметров, поэтому возможно подборка тиристора если напряжение 13,5В окажется немного заниженным.
Трансформатор любой на напряжение во вторичной обмотке 20В исходя из значения зарядного тока.

Борноволоков Э.П.,Флоров В.В. Радиолюбительские схемы — 3-е издание, перераб. и доп. — К.:Технiка, 1985

На рисунке 2, показана схема автоматического зарядного уст-ва, которое позволяет заряжать автомобильный аккумулятор при разряде и прекращать зарядку при полном заряде аккумулятора. Такое уст-во желательно использовать для аккумуляторов которые находятся при длительном хранении.

Переключение в режим заряда производится путем измерения напряжения на клеммах аккумулятора. Заряд начинается когда напряжение на клеммах аккумулятора становится ниже 11,5 В и прекращается при достижении 14 В.

ОУ в схеме служит как прецизионный компаратор напряжения, который контролирует уровень напряжения батареи. Его инвертирующий вход получает опорное напряжение 1,8 В, а на неинвертирующий вход через делитель подается напряжение аккумулятора около 2В (при полном заряде аккумулятора). В этом случае реле отключено, так как выход ОУ имеет высокий уровень напряжения. При падении напряжения на клеммах аккумулятора, напряжение на неинвертирующем входе ОУ становится 1,8 В, компаратор переключается, это приводит к включению реле, аккумулятор начинает заряжаться.

После сборки зарядного уст-ва его необходимо отрегулировать:

    1. Разрядите аккумулятор до напряжения 11,5 В
    2. Подключите зарядное уст-во к аккумулятору
    3. Отрегулируйте R6 до срабатывания реле
    4. При заряде аккумулятора проведите замеры напряжения на его клеммах, при достижении 14 В отрегулируйте потенциометр R5 до отключения реле
    При необходимости повторите процесс настройки

На основе стабилизатора LM317 можно сделать простое и эффективное зарядное уст-во. Предложенное уст-во предназначено для зарядки аккумуляторов 12 В. Максимальный ток зарядки 1,5А. Ток зарядки можно регулировать при помощи потенциометра R5. По мере зарядки аккумулятора зарядное уст-во снижает ток зарядки. Стабилизатор LM317 должен быть установлен на радиатор.

Узел индикации тока заряда

Если зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов не имеет амперметра, трудно гарантировать их надежную зарядку. Возможно ухудшение (пропадание) контакта на батареи, обнаружить которое достаточно трудно. Вместо амперметра на рис.4 предлагается простой индикатор. Он включается в разрыв «плюсового» провода от зарядного устройства к АКБ.

Рис.4

Схема представляет собой транзисторный ключ VT1, включающий светодиод HL1, когда через R1 протекает зарядный ток. В этом случае падение напряжения на резисторе R1 (более 0,6В) достаточно для открывания транзистора VT1 для зажигания HL1. Для конкретного аккумулятора номинал R1 подбирается так, чтобы светодиод зажигался при требуемом зарядном токе. По яркости его свечения можно приблизительно оценить зарядный ток. Резистор R1 – проволочный, изготавливается из 6…12 витков обмоточного провода диаметром 1мм. Можно использовать проволоку с высоким удельным сопротивлением (нихром) или резистор промышленного изготовления, например, ПЭВР-10.

Зарядное устройство с автомобильным регулятором напряжения

Простое зарядное устройство, показанное на рис.5, послужит для зарядки аккумулятора, и его долгосрочным хранением в рабочем состоянии.

Рис.5

Со вторичной обмотки трансформатора Т1, ток в которой ограничен включением последовательно с первичной обмоткой балластного конденсатора (С1 или С1+С2), ток подается на диодно – тиристорный мост, нагрузкой которого является аккумуляторная батарея (GB1). В качестве регулирующего элемента применен автомобильный регулятор напряжения генератора (РНГ) на 14 В любого типа, предназначенный для генераторов с заземленной щеткой. Таким образом на аккумуляторной батарее поддерживается напряжение 14 В при зарядном токе, определяемом емкостью конденсатора С2, которая ориентировочно рассчитывается по формуле:

3200 .Iз .U2

С (мкФ) = ———————— ,

U1 2

где Iз – зарядный ток (А), U2 – напряжение вторичной обмотки при «нормальном»включении трансформатора (В), U1 – напряжение сети.

Настройки устройство практически не требует. Возможно, придется уточнить емкость конденсатора, контролируя ток амперметром. При этом необходимо замкнуть накоротко выводы 15 и 67 (Б, В и Ш).

Из ж.(РЛ 5-99)

Реверсирующая приставка к зарядному устройству

Эта приставка, схема которого показана на рис.6, выполнена на мощном составном транзисторе и предназначена для зарядки автомобильной аккумуляторной батареи напряжением 12В переменным асимметричным током. При этом обеспечивается автоматическая тренировка батареи, что уменьшает склонность ее к сульфатации и продляет срок службы. Приставка может работать совместно практически с любым двуполупериодным импульсным зарядным устройством, обеспечивающим необходимый ток зарядки.

Рис.6

При соединении выхода приставки с батареей (зарядное устройство не подключено), когда конденсатор С1 еще разряжен, начинает течь начальный зарядный ток конденсатора через резистор R1, эмиттерный переход транзистора VT1 и резистор R2. Транзистор VT1 открывается, и через него протекает значительный разрядный ток батареи, быстро заряжающий конденсатор С1.С увеличением напряжения на конденсаторе ток разрядки батареи уменьшается практически до нуля.

После подключения зарядного устройства к входу приставки появляется зарядный ток батареи, а также небольшой ток через резистор R1 и диод VD1. При этом транзистор VT1 закрыт, поскольку падения напряжения на открытом диоде VD1 недостаточно для открывания транзистора. Диод VD3 также закрыт, так как к нему через диод VD2 приложено обратное напряжение заряжаемого конденсатора С1.

В начале полупериода выходное напряжение зарядного устройства складывается с напряжением на конденсаторе, и зарядка батареи происходит через диод VD2, что приводит к возврату энергии, накопленной конденсатором, в батарею. Далее конденсатор полностью разряжается и открывается диод VD3, через который теперь продолжается зарядка батареи. Снижение выходного напряжения зарядного устройства в конце полупериода до уровня ЭДС батареи и ниже приводит к смене полярности напряжения на диоде VD3, его закрыванию и прекращению зарядного тока.

При этом вновь открывается транзистор VT1 и происходит новый импульс разрядки батареи и зарядки конденсатора. С началом нового полупериода выходного напряжения зарядного устройства начинается очередной цикл зарядки батареи.

Амплитуда и длительность разрядного импульса батареи зависят от номиналов резистора R2 и конденсатора С1. Они выбраны в соответствии с рекомендациями.

Транзистор и диоды размещают на отдельных теплоотводах площадью не менее 120 см2 каждый.

Кроме указанного на схеме транзистора КТ827А, можно использовать КТ827Б, КТ827В. В приставке могут быть применены транзисторы КТ825Г – КТ825Е и диоды КД206А, но при этом полярность включения диодов, конденсатора, а также входных и выходных зажимов приставки нужно изменить на противоположную.

Фомин.В

г. Нижний Новгород

Простое автоматическое зарядное устройство

Обычное зарядное устройство для зарядки стартерных батарей состоит из трансформатора, обмотка которого имеет отводы, диодного однополупериодного выпрямителя и амперметра, измеряющего зарядный ток. Такое зарядное устройство не может контролировать процесс зарядки и не умеет восстанавливать засульфатированные аккумуляторы.

Рис.7

Если на выходе такого зарядного устройства включить узел, схема которого показана на рис.7, то устройство станет автоматическим и научится восстанавливать аккумуляторы тренировочным током.

При подключении аккумулятора тиристор открывается только на положительных полупериодах пульсирующего напряжения. На отрицательных (когда выпрямительный диод ЗУ закрыт) тиристор закрыт и происходит тренировочная разрядка аккумулятора через резистор R3.

В начале каждого полупериода, еще до открывания тиристора, происходит измерение напряжения на аккумуляторе. Если это напряжение полностью заряженного аккумулятора (13,5 В), то стабилитрон открывается и не дает открываться тиристору.

По мере заряда батареи открывание тиристора происходит ближе к вершине пульсирующего напряжения. Закрывание тиристора происходит на спаде полуволны пульсирующего напряжения, когда это напряжение становится ниже напряжения на аккумуляторе.

Каравкин В.

Литература:

Васильев В.

«Зарядное устройство»

ж. Радио №3 1976 г.

Устройство дозарядки аккумулятора автомобиля

В том случае, если автомобиль длительное время простаивает без движения, происходит постепенный разряд его аккумулятора. Особенно это ощущается при хранении автомобиля в неотапливаемых гаражах в зимнее время – при отрицательных температурах. Запуск двигателя сопряжен с поисками пускового устройства у знакомых автолюбителей или попыткой получить от них заряженный аккумулятор во временное пользование. Избежать эту проблему помогает устройство дозарядки аккумулятора автомобиля. Простота схемы и отсутствие дефицитных радиокомпонентов делают ее доступной для повторения.

Общеизвестно, что все химические источники тока подвержены саморазряду. Степень саморазряда зависит от ряда причин. Причины обусловленные конструктивными особенностями аккумуляторов, в данной статье не рассматриваются – автомобилистам приходится эксплуатировать те аккумуляторы, которые имеются на их транспортных средствах. Технологическая (для автомобилей) причина разряда аккумулятора обусловлена условиями хранения аккумулятора. От этого будет зависеть как срок службы аккумулятора, так и степень его готовности к работе в электрооборудовании автомобиля.

Ток саморазряда автомобильных аккумуляторов во многом зависит от «возраста» аккумулятора. Приблизительно можно считать, что ток саморазряда аккумулятора при хранении в неотапливаемом помещении или на открытом воздухе составляет до 180 мА. Приблизительно такой ток подзаряда аккумулятора обеспечит его постоянную готовность к работе.

В схеме (рис.8) маломощный трансформатор TR1 понижает напряжение 220 В примерно до 12 В.

Рис.8

Переменное напряжение выпрямляется мостовым выпрямителем D1 и через резистор R3 подается на выход «OUT». Возможно использовать автомобильный штекер XR1, который можно вставить в гнездо прикуривателя автомобиля. При подаче питания на схему зажигается зеленый (GREEN) светодиод D2.

При протекании тока подзаряда аккумулятора автомобиля на резисторе R3 создается падение напряжения. Будучи приложенным к базе транзистора Т1 через резистор R4 это напряжение вызывает насыщение транзистора и зажигание светодиода D3 (RED).

Яковлев Е.Л.

г. Ужгород

(«Радиоаматор» №12, 2009)

Зарядное устройство для АКБ

При отсутствии полноценного зарядного устройства довольно простой выпрямитель можно изготовить по простой схеме на рис.9.

Рис.9

Заменить полноценное зарядное устройство он не может, так как сила зарядного тока составляет всего 0,4 … 0,5 А, но вполне пригоден для того, чтобы, например, за 2…3 суток довести аккумуляторную батарею до того работоспособного состояния, которое было утрачено за месяцы зимнего бездействия. Выпрямитель собран на четырех кремниевых диодах. Последовательно с ними включена лампа на 220В мощностью 70…100 Вт, ограничивающая зарядный ток. В схеме могут быть использованы диоды, имеющие максимально допустимое обратное напряжение не менее 400 В и средний выпрямительный ток не менее 0,4 А. Подходят диоды Д7Ж, Д226, Д226Д, Д237Б, Д231, Д231Б, Д232 или другие с аналогичными характеристиками.

При работе с выпрямителем следует соблюдать осторожность, так как все его детали через лампу соединены непосредственно с электросетью и поэтому прикосновение к ним опасно. Если выпрямитель подключен к сети, то не следует прикасаться даже к корпусу аккумуляторной батареи, так как он может быть покрыт тончайшей пленкой электролита – проводника электрического тока. При необходимости измерить напряжение или плотность электролита в аккумуляторной батарее выпрямитель обязательно следует отключить от сети.

Горнушкин Ю.

«Практические советы владельцу автомобиля»

Простое подзарядное устройство

Схема представляет собой простой безтрансформаторный источник питания, выдающий постоянное напряжение 14,4 В, при токе до 0,4 А. (рис.10)

Рис.10

Конструкция простая и используется для подзарядки аккумуляторной батареи, которая хранилась длительное время.

Как показывает практика для восстановления требуется небольшой ток, около 0,1- 0,3 А (для 6СТ-55). Если хранящийся аккумулятор, периодически, примерно раз в месяц, ставить на такую подзарядку на 2-3 дня, то можно быть уверенным в том, что в любой момент будет готов к эксплуатации, даже через несколько лет такого хранения (проверенно практически).

Источник построен по схеме параметрического стабилизатора с емкостным балластным сопротивлением. Напряжение от электросети поступает на мостовой выпрямитель VD1…VD4 через конденсатор C1. На выходе выпрямителя включен стабилитрон VD5 на 14,4 В. Конденсатор C1 гасит избыток напряжения и ограничивает ток до величины не более 0,4 А. Конденсатор C2 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Аккумуляторная батарея подключается параллельно VD5 .

Устройство работает следующим образом. При саморазрядке батареи до напряжения ниже 14,4 В начинается её «мягкая» зарядка слабым током, причем величина этого тока находиться в обратной зависимости от напряжения на аккумуляторе. Но в любом случае (даже, при коротком замыкании) не привышает 0,4 А. При зарядке батареи до напряжения 14,4 В зарядный ток прекращается вовсе.

В устройстве использованы: конденсатор C1 – бумажный БМТ или любой неполярный на 3…5 мкф и напряжение не ниже 300 В, С2 – К50-3 или любой электролитический на 100…500 мкф, на напряжение не ниже 25 В; диоды выпрямителя VD1…VD4 – Д226, КД105, КД208, КД209 и т.п.; стабитрон Д815Е или другие на напряжение 14 -14,5 В при токе не ниже 0,7 А. Смонтировать стабилитрон желательно на теплоотводящей пластине.

При эксплуатации устройств подобного типа необходимо соблюдать правила безопасности при работе с электроустановками.

Самое простое зарядное устройство для литий-полимерных аккумуляторов своими руками — немного больше

Пора добавить некоторые функции!

Первое, что вам может понравиться, — это немного более быстрая зарядка за счет обеспечения постоянного тока в начале цикла зарядки.

После этого индикатор окончания заряда тоже неплохое дополнение. (и автоматический контроллер вентилятора)

Эти функции немного усложнят, но количество деталей остается очень низким.

Для большей стабильности я добавил два электролитических конденсатора на входе и выходе.

Они не являются строго необходимыми, так как это далеко не сложная ситуация для регулирующего органа, но их добавление не может повредить.

Значение не критично, если вы не используете другой регулятор, и в этом случае вам следует свериться с таблицей данных.

(Стабилизаторам с низким падением напряжения часто требуются конденсаторы большего размера)

Просто убедитесь, что конденсаторы рассчитаны на более высокое напряжение, чем в цепи.

Вместо использования отдельного LM317 для постоянного тока лучше реализовать ограничение тока на существующем регуляторе.

Таким образом мы избегаем еще одного падения напряжения на 3 В.

Техника довольно проста и может быть найдена в некоторых таблицах данных LM317, хотя и не имеет подробного объяснения.

Это практически та же схема, что и раньше, но R4 переместился на линию заземления батареи.

В предыдущей версии R4 использовался для ограничения тока самостоятельно.

В этом резисторе R4 используется как резистор «считывания тока».

Он не ограничивает только ток, но напряжение, развиваемое на его выводах, используется для понижения напряжения регулятора, эффективно ограничивая выходной ток.

Важно отметить, что он не может ограничивать ток в случае короткого замыкания или низкого выходного напряжения.
Это связано с тем, что LM317 будет регулировать выходное напряжение до 1,25 В, когда контакт ADJ подключен непосредственно к земле.
Таким образом, ниже 1,25 В мы не можем сказать ему, чтобы он уменьшал напряжение дальше, чтобы уменьшить ток.
(если у нас нет отрицательного напряжения, но это уже другая история)

Регулировка такая же, как и в первой версии, R1, R2, R3 имеют ту же функцию — устанавливают выходное напряжение.

R4, однако, теперь немного другой.

Когда ток проходит через R4, между его контактами появляется напряжение.

Когда это напряжение достигает порогового значения + -0,7 В на базе транзистора, оно начинает проводить, и вывод ADJ постепенно заземляется.

Это как если бы мы уменьшили значение R2 и R3.

По мере увеличения тока транзисторы открываются больше, понижая напряжение регулятора до точки, где достигается равновесие.

Хорошо то, что теперь значение R4 не зависит от соотношения входного / выходного напряжения.

Примеры значений для установки тока с любым количеством ячеек:

0,68 Ом 1 Вт = 1 А
0,47 Ом 1 Вт = 1,5 А
1,2 Ом 500 мВт = 550 мА

Обратите внимание на более низкую номинальную мощность резистора. Теперь регулятор напряжения выполняет работу по регулированию и отводит тепло.

Это снова означает, что радиатор и, вероятно, вентилятор не являются дополнительными.

Если вы хотите проверить значение постоянного тока, вы не можете просто замкнуть провода батареи вместе.

Вы должны использовать резистор последовательно, чтобы напряжение на выводе + не упало ниже 1,25 В.

Резистор 2,2 Ом 5 Вт подходит для проверки токов от 0,5 до 1,5 ампер.

Создайте собственное индукционное зарядное устройство

Как заядлый любитель, я хотел бы иметь удобный способ подзарядки моих проектов с батарейным питанием без необходимости связывать порты USB на моем компьютере.Заимствуя концепцию беспроводных зарядных устройств, представленных на рынке, я решил создать свои собственные. Так что, если вам нравится идея иметь беспроводную замену для вашего USB-порта, откройте ящик с излишками запчастей и давайте начнем процесс индукции.

Как работает индуктивная связь?

Википедия определяет Resonant Inductive Couplin g как «беспроводную передачу энергии в ближнем поле между двумя катушками, настроенными так, чтобы резонировать на одной и той же частоте».

Формула для расчета резонансной частоты:

ƒ r = 1 / (2 * пи * √ (LC))

Вы можете использовать измеритель для определения индуктивности, но не для распределенной емкости, которая накапливается между обмотками.3/ L )]

Где
C = Собственная емкость в пикофарадах
R = Радиус катушки в дюймах
L = Длина катушки в дюймах

Катушка прототипа для этого проекта была намотана с использованием лишнего провода, который я оставил от предыдущего проекта. Размер катушки был основан на размере, который был характерен для большинства моих проектов среднего размера. Катушка представляла собой плоскую однослойную спиральную катушку, созданную из эмалированного магнитного провода 26 AWG, который имел внутренний диаметр 1 дюйм и внешний диаметр 2.5 ”.

Катушка была намотана с 44 витками и имела индуктивность 152 мкГн с паразитной емкостью 1 мкФ. Используя только что приведенную формулу резонансной частоты, я обнаружил, что катушка будет резонировать на частоте 12,9 кГц. Если вы хотите использовать катушку собственной конструкции, вам нужно будет найти для нее резонансную частоту.

Существуют онлайн-сайты, которые служат калькуляторами, которые могут значительно облегчить работу; есть один такой калькулятор, расположенный по адресу www.1728.org/resfreq.htm , который может вычислить частоту, емкость или индуктивность, если у вас есть две из трех переменных.Вы можете начать с катушек, используемых в этом проекте, прежде чем пытаться использовать катушки собственной конструкции.

Система беспроводной зарядки должна содержать следующие элементы схемы:

Генератор любого типа, способный генерировать резонансную частоту.
Силовой транзистор, служащий усилителем для возбуждения первичной катушки.
Набор катушек, которые служат в качестве первичного передатчика и вторичного приемника.
Двухполупериодный выпрямитель для преобразования входящего переменного тока в постоянный.
Регулятор напряжения для создания напряжения, пригодного для зарядки разряженных аккумуляторов.
Схема для управления процессом зарядки литий-ионных или никель-металлгидридных аккумуляторов.

Схема, показанная на рис. 1 . — это пример системы с контрольными точками для устранения возможных проблем, а также размещение измерителя, необходимое для расчета энергоэффективности.

РИСУНОК 1. Схема индуктивного зарядного устройства с контрольными точками.

Строительство Цепи

Прежде чем вы сможете полностью протестировать работу цепей передатчика и приемника, вам необходимо построить набор катушек.

Создание катушек

Если вы собираетесь создавать свои собственные катушки, попробуйте поэкспериментировать с различными диаметрами проволоки, геометрией катушек и различными размерами катушек. Ниже приводится описание техники проектирования змеевиков, которая является кульминацией и воплощением многих лун усилий в применении одного метода.

Конструкция змеевика может быть самой сложной частью этого проекта. Предлагаемые катушки для этого проекта представляют собой плоские блинчики, напоминающие конструкцию старой первичной катушки Тесла. Их практически невозможно изготовить без специальной техники. Я пробовал множество способов создать эти катушки; Обсуждаемый здесь метод дает наиболее последовательные результаты.

Вам понадобится два акриловых блока на катушку. Блоки должны быть такой толщины, чтобы их было сложно деформировать.Я обнаружил, что акрил толщиной около 1/4 дюйма довольно устойчив при нагрузках. Вы можете найти сборные блоки в большинстве хорошо оснащенных ремесленных магазинов; они обычно используются для изготовления штамповочных инструментов. Я нашел те, которые использовал в магазине товаров для рукоделия Michaels, но их можно заказать в разных местах в Интернете.

Единственная проблема сборных блоков — это отсутствие разнообразия размеров. Блоки, которые я использовал, имеют квадратную форму 2,5 дюйма, что отлично работает с учетом размеров схем, которые я хотел бы сделать перезаряжаемыми по беспроводной сети.Для катушек передатчика и приемника вам понадобятся два набора конфигураций блоков, показанных на Рис. 2 .

РИСУНОК 2. Приспособления для намотки катушек передатчика и приемника.

Вырежьте диск диаметром 1 дюйм из любого майларового материала. Толщина диска должна быть такой же, как у проволоки. У меня был эмалированный магнитный провод 26 AWG из предыдущего проекта, но подойдет провод любого калибра (в пределах разумного). Просверлите отверстие 3/16 дюйма в центре двух акриловых блоков и в центре майларового диска диаметром 1 дюйм.Чтобы сделать U-образные вырезы, просверлите отверстие диаметром 1/4 дюйма, охватывающее часть диска диаметром 1 дюйм, как показано. С помощью отрезного круга Dremel или ножовки разрежьте блок от краев до отверстия 1/4 дюйма, чтобы он соответствовал форме на Рис. 2 .

Используя крепежный винт, убедитесь, что детали можно собрать (снова см. Рисунок 2 ). Вставьте один конец провода, как показано, оставив примерно 6 дюймов, и намотайте катушку, как показано на Рисунок 3 ; сохраняйте небольшое натяжение проволоки во время наматывания.

РИСУНОК 3. Обмотка катушки передатчика.

Намотайте катушку, пока она не достигнет края блока. Обрежьте провод, оставив на этом конце шесть дюймов. Приклейте конец провода к одному из блоков, чтобы катушка не распуталась. С помощью маленькой щетки или зубочистки нанесите вазелин на место пересечения вырезов в пластиковом блоке на катушке, как показано на рис. 4 , рис. 4 .

РИСУНОК 4. Нанесение клея для замораживания готовой конструкции змеевика.

Нанесите клей Super между краями U-образных вырезов с помощью кисточки для нанесения клея, также показанной на Рисунок 4 . Вазелин предотвратит прилипание клея к краям прорезей в пластиковых блоках.

Когда клей высохнет, разберите приспособление, и у вас останется катушка, приклеенная к блоку. Это будет катушка передатчика в зарядной базе.

Катушка приемника изготавливается почти так же, за исключением того, что вы будете использовать вырезанные акриловые блоки сверху и снизу, как показано на Рис. 5 .Нанесите вазелин на все четыре точки пересечения катушки на акриловый блок и приклейте катушку так же, как катушку передатчика. После высыхания разберите приспособление, как показано на рис. 5 , и у вас останется только плоская катушка для блинов. Оставьте диск в центре катушки.

РИСУНОК 5. Метод создания приемной катушки.

Возможно, вы захотите приклеить большую часть поверхности катушки после ее разделения, чтобы сделать ее более устойчивой. Эта катушка будет установлена на плате приемника вместе с выпрямительными деталями и электроникой регулирования напряжения.

Когда закончите, у вас должна получиться катушка передатчика, приклеенная к верхней части одного из ваших акриловых блоков (см. Рисунок 6 ). Катушка приемника не должна быть прикреплена ни к одному из акриловых блоков, а майларовый диск диаметром 1 дюйм должен оставаться в центре катушки для облегчения установки на карту приемника. Обе катушки должны иметь сопротивление примерно 1 Ом.

РИСУНОК 6. Свежеобмотанные передающие и приемные катушки.

Когда вы закончите с катушками, мы начнем с разбивки схемы (, рис. 1, ) на построение отдельных цепей передатчика и приемника. Я рекомендую собрать обе схемы на отдельных макетных платах, прежде чем передавать свой дизайн окончательной печатной плате.

Строительство цепи передатчика

Для передатчика требуется источник питания 12 В, способный выдать один ампер. PICAXE работает от 2,4 В до 5 В, и для получения напряжения в этом диапазоне потребуется регулятор напряжения.Используйте регулятор 3,3 В или 5 В, например LM2950 или LM7805. Микроконтроллер PICAXE 08M2 служит генератором, который генерирует резонансную частоту. Выход 08M2 подается на затвор силового транзистора MOSFET, который управляет катушкой непосредственно со стока. Демпферный конденсатор со стороны стока полевого МОП-транзистора на землю включен для предотвращения повреждения полевого МОП-транзистора из-за индуктивной отдачи во время переходов при выключении. Обратная ЭДС может быть довольно значительной (в 10 раз больше входного напряжения) даже с трансформаторами с воздушным сердечником.

Лучшим конденсатором здесь является конденсатор класса MKP, который часто используется при генерации сильноточных импульсов, но металлизированного пленочного конденсатора (MPF) с более высоким напряжением будет достаточно. Амперметр должен быть размещен, как показано на схеме, для измерения входного тока, потребляемого схемой, с целью расчета эффективности.

PICAXE необходимо запрограммировать для генерации резонансной частоты. Для этого добавьте на макетную плату два резистора, как показано на рис. 1 . .Подключите кабель для программирования к аудиоразъему и загрузите следующие строки кода для генерации выходного сигнала 12 кГц с рабочим циклом 50%:

ОСНОВНОЙ КОД ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ 12 кГц

setfreq m8 ‘REM устанавливает рабочую скорость на 8 МГц сделать ‘REM начало цикла pauseus 1200 ‘REM создает паузу 1200 µS pwmout c.2, 153, 308 ‘REM генерирует выходной сигнал 12 кГц ‘@ 50% рабочий цикл pauseus 1200 ‘REM создает паузу 1200 µS loop ‘REM Конец цикла

Код для создания любой частоты с заданным рабочим циклом может быть сгенерирован с помощью мастера pwmout компилятора и вызывается из меню программы.В прототипе схемы я разместил светодиод «PWR ON» сбоку от акриловой катушки размером 1/4 дюйма. Это создает интересный эффект при включении цепи.

Строительство приемной цепи

После подачи энергии на вторичную обмотку выпрямитель преобразует входящий переменный ток в значение постоянного тока. Выходное напряжение может не соответствовать нормальному передаточному отношению и быть выше входного напряжения. Это происходит из-за звонка на исходящей волне, которая ослабляется на вторичной обмотке, вызывая повышение напряжения.Это не проблема, если оно не превышает входной предел 35 В для большинства регуляторов.

Демпферный конденсатор 0,1 мкФ должен быть помещен между выходами вторичной катушки для блокировки индукционной отдачи. Не стесняйтесь использовать в конструкции либо дискретные диоды, либо комплектный мостовой выпрямитель. Убедитесь, что устройства, которые вы устанавливаете, могут выдерживать ток в один ампер при напряжении 50 В. Выход постоянного тока регулируется до 5 В с помощью регулятора LDO, такого как LM78L05. Очень важно использовать стабилизатор версии LDO для обеспечения источника постоянного тока и постоянного напряжения, как выход USB.

Чтобы измерить выходную мощность приемной цепи, подключите резистивное короткое замыкание к регулируемому выходу 5 В, который можно включить с помощью ползункового переключателя SPST, как показано на рис. 1 . Используйте измеритель, чтобы определить падение напряжения на резисторе. Используя закон Ома, вы можете вычислить выходную мощность как I = E / R. Используйте значение сопротивления с базой 10, чтобы упростить вычисления. Обязательно используйте резистор соответствующей мощности для фиктивной нагрузки. Для создания значений тока, близких к одному ампер, вам понадобится резистор мощностью 5 Вт.

Тестирование вашей схемы

При сборке некоторых силовых транзисторов может потребоваться присоединить провода меньшего диаметра к выводам, чтобы подключить их к макетной плате. Вам также понадобится способ перехватить (+) вывод от источника питания, чтобы подключить амперметр.

Подключите катушки к схемам макетной платы и присоедините измерители, как показано на рис. 1 . . Поместите катушку приемника над катушкой передатчика, разделив их одним из акриловых блоков, которые будут действовать как изолятор.Подайте питание на схему передатчика и запишите значения с обоих измерителей. Замкните SW1, чтобы замкнуть фиктивную нагрузку на выходе регулятора.

Вы должны заметить увеличение значения входного тока из-за того, что короткое замыкание отражается обратно на первичную обмотку. Возможно, вам понадобится радиатор вашего силового транзистора. Если при резонансе становится слишком жарко, нужно проверить свою работу. Сначала попробуйте рекомендации, приведенные в разделе «Устранение неполадок».

ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ
FDH055N15A — N-Channel Power Trench MOSFET 150V, 167A, 5.9 мВт
ДИАМЕТР КАТУШКИ = 2,5 | АПЕРАТУРА = 1 ”| РАЗДЕЛЕНИЕ = 0,25 дюйма
ЧАСТОТА = 12,9 кГц РАБОЧИЙ ЦИКЛ = 50%
Входное напряжение = 12 В Выходное напряжение 5,06 В (31 В нерегулируемый)
Падение напряжения на нагрузке 10 Ом закорочено = 0,710 В (I = E / R) 710 мА
Вход = 900 мА Выход = 710 мА КПД = 710 мА / 900 мА * 100 = 78%

Добавить приемник подзарядки в свои проекты очень просто. Ниже приведен пример проекта с батарейным питанием, который я преобразовал в беспроводной аккумулятор.Я взял существующий проект, который представляет собой игру Pong со светодиодной матрицей 8 x 8, которая питается от литий-полимерной батареи. Игра занимает площадь 3 x 2 дюйма с аккумулятором на задней стороне платы. Я установил катушку приемника на доску того же размера, что и игра, оставив достаточно места для электроники в приемнике.

Я хотел сделать карту приемника как можно более тонкой, чтобы не добавлять глубины существующему проекту. Рис. 7 — это фотография зарядного приемника, прикрепленного к этому проекту, который я хочу заряжать по беспроводной сети.

РИСУНОК 7. Зарядка устройства на базе передатчика.

Вся плата приемника добавляет только 1/4 дюйма к глубине проекта. Одиночный диспетчер зарядки аккумулятора IC, показанный на рис. 8 , подключен к выходу регулятора 5 В. Для этого чипа (производства Maxim Integrated) требуется всего несколько внешних компонентов, и он будет управлять зарядкой одноэлементной литиевой батареи. MAX1811 имеет светодиод, который показывает, когда зарядка завершена.

РИСУНОК 8. MAX1811 менеджер зарядки литий-ионных аккумуляторов.

Я смог получить номинальный срок службы примерно 400 зарядов с этим устройством. Я даже использую его для зарядки своих суперконденсаторов.

Поиск и устранение неисправностей

Эта схема была специально разработана, чтобы быть простой, поэтому поиск и устранение неисправностей должен быть, соответственно, простым. Ниже приведены напряжения, которые должны присутствовать в различных контрольных точках, показанных на схеме с Рисунок 1 .

В КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКЕ B должно быть 5 В (проверьте напряжение питания 12 В, если не 5 В).
В КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКЕ A должно быть примерно 2,5 В (проверьте источник питания 08M2 или код).
В КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКЕ C должно быть минимум 6 В (проверьте выпрямитель или переменный ток через катушку). Проверьте регулятор, подключив источник питания 12 В к входной клемме.
У вас должно быть 5 В в КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКЕ D (проверьте соединения регулятора).
В КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКЕ E должно быть 12 В переменного тока или больше (проверьте соединение катушки, если контрольные точки в списках 1 и 2 в порядке).
У вас должно быть значение переменного тока в ТЕСТОВОЙ ТОЧКЕ F (проверьте соединение вторичной катушки, если контрольная точка в листинге 5 в порядке).

Возможные улучшения

Вам нужно придумать способ почувствовать, что объект был помещен на зарядную базу, чтобы передатчик не работал все время. Самый простой способ сделать это — разработать схему измерения тока, которая отключается при включении нагрузки.

В настоящее время я использую встроенные ИК-команды с 08M2 и использую ИК-схему в качестве системы обнаружения приближения.

При использовании 08M2 в приемнике может потребоваться двусторонняя связь между передатчиком и приемником. Вы также можете захотеть сделать большую площадь поверхности для зарядки.

Простым способом добиться этого было бы параллельное соединение катушек передатчика. Если вы делаете печатные платы, вы можете создать для приемника протравленную катушку, которую можно масштабировать в соответствии с приложением.

При использовании компонентов для поверхностного монтажа приемник может занимать площадь, близкую к размерам кредитной карты.

Заключение

Независимо от того, строите ли вы этот проект только для изучения индукции или фактически применяете его для какой-либо подзарядки, он гарантированно будет сложным как для начинающих строителей, так и для опытных. NV

Список деталей

ТОВАР	КОЛ-ВО	ОПИСАНИЕ	ИСТОЧНИК / ЧАСТЬ №
Все устройства для поверхностного монтажа — 805. Все номера деталей являются цифровыми ключами, если не указано иное.
2 квартал	1	FDH055N15A N-Ch FET (любой)	FDH055N15A-ND
J1	1	Аудиоразъем 1/8 «(любой)	2168131
R1	1	Резистор 22 кОм 1/4 Вт	CF14JT22K0CT-ND
R2	1	Резистор 10 кОм 1/4 Вт	S10KQCT-ND
R3	1	Резистор 220 Ом 1/4 Вт	CF14JT220RCT-ND
R4	1	Резистор 330 Ом 1/4 Вт	A105936CT-ND
RDL	1	10 Ом 5 Вт	ALSR5J-10-ND
C1	1	0.Демпферный конденсатор MPF, 1 мкФ	EF2105-ND
C3, C6	2	Байпасный конденсатор 0,1 мкФ	1493-3401-ND
C2, 5, 7, 8	3	10 мкФ электролитический 50 В	P997-ND
C4	1	Майларовый демпфирующий конденсатор 0,1 мкФ	495-2435-ND
D1	1	3 мм зеленый светодиод	751-1101-ND
BR1	1	Мостовой выпрямитель	DF005M-E3 / 45GI-ND
ВР1, 2	2	Регулятор LM78L05 или LM2940-N	LM2940T-5.0-ND
SW1	1	Ползунковый переключатель SPST	CKN9924-ND
L1, L2	1	Магнитный провод Asst	RadioShack № 278-1345
IC1	1	08M2 PICAXE Micro	SparkFun COM-10803
Дополнительные детали
IC2	1	Batt Manager (см. Текст)	MAX1811ESA + -ND
D2	1	3 мм зеленый светодиод	751-1101-ND
R8	1	Резистор 220 Ом 1/4 Вт	CF14JT220RCT-ND
Печатная плата	1	4.3 x 6,8 «Gen Prototyping Board	Jameco № 206587
РАЗНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Четыре акриловых блока 2,5 дюйма x 2,5 дюйма x 1/4 дюйма из магазина товаров для рукоделия. Резьбовые стойки для сборки базы передатчика (RadioShack). Супер клей с аппликатором. Лексан 1/8 дюйма Вазелин ПРОЧЕЕ ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ VOM со шкалой 10A Осциллограф (опция)

Как разработать приложение для зарядного устройства

Аннотация: Ноутбуки все чаще требуют сложных алгоритмов и систем зарядки аккумуляторов.В этой статье представлена информация и общие сведения о литий-ионных (Li +), никель-кадмиевых (NiCd) и никель-металл-гидридных (NiMH) батареях и связанных с ними переключаемых и линейных зарядных устройствах на уровне системы. Эти регуляторы напряжения и регуляторы тока управляются внешними микропроцессорами, такими как 8051 или Microchip PIC, и примеры этих контроллеров предоставляются. Приведен обзор требований к зарядке аккумуляторов с обычным химическим составом с помощью микросхем зарядных устройств Maxim, а также обсуждение компромиссов на уровне системы и советов по проектированию встроенного ПО, а также список инженерных ресурсов World Wide Web.

В предыдущем выпуске журнала Maxim’s Engineering Journal (том 27) обсуждались новые разработки в области автономных зарядных устройств. В этой второй статье из серии, состоящей из двух частей, исследуются проблемы системного уровня при применении микросхем зарядных устройств.
За последние пять лет рыночное давление на портативное оборудование превратило простое зарядное устройство в сложное переключаемое устройство, способное заряжать усовершенствованный аккумулятор за 30 минут. Эта разработка также знаменует собой отход от автономных микросхем зарядных устройств, которые использовались всего несколько лет назад.Некоторые из этих микросхем обладали значительным интеллектом: достаточным для решения сложной задачи быстрой зарядки современных аккумуляторов.
Maxim по-прежнему производит микросхемы автономных зарядных устройств, но рыночный спрос в последнее время изменился. Сегодняшние подсистемы зарядного устройства для аккумуляторов регулируют напряжение и ток зарядки с помощью интеллектуального внешнего микроконтроллера (мкКл), обычно доступного где-либо еще в системе. Такой подход обеспечивает низкую стоимость при работе с большими объемами и обеспечивает максимальную гибкость при адаптации зарядного устройства к конкретному применению.
Когда-то весь необходимый интеллект находился в самой ИС контроллера зарядного устройства, но теперь разработчик системы должен реализовать алгоритм зарядки и написать соответствующую прошивку. В этой статье представлена информация и общие сведения, необходимые для реализации систем зарядных устройств на основе широкого ассортимента микросхем зарядных устройств для аккумуляторов компании Maxim для всех популярных химикатов.
Следующее обсуждение представляет собой обзор требований к зарядке аккумуляторов обычного химического состава с помощью микросхем зарядных устройств Maxim.В нем рассматриваются компромиссы на уровне системы и советы по проектированию микропрограмм, а также перечислены ресурсы всемирной паутины, доступные разработчикам. Обсуждение завершается примерами дизайна, основанными на двух обычных микроконтроллерах: 8051 и Microchip PIC. Любой из примеров может служить основой для дальнейшей разработки схем нестандартного зарядного устройства.
Обзор методов зарядки аккумуляторов
Сегодня на практике используются четыре типа аккумуляторных батарей: никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH), гелеобразные свинцово-кислотные (PbSO4) и литий-ионные (Li +).Компромиссы, которые необходимо сделать между этими химическими составами, выходят за рамки данной статьи, но раздел Ссылки предоставляет доступ к такой информации.
Осторожно: обратитесь к производителю батареи за конкретными рекомендациями. Информация, представленная здесь, предназначена только для обзора требований к зарядке для различных химических элементов.
В этом разделе описываются общие методы зарядки и ограничения для четырех стандартных химикатов. Дополнительные сведения и справочную информацию см. В таблицах данных Maxim и других справочных материалах, цитируемых в конце статьи.
Быстрая зарядка аккумулятора имеет несколько фаз, как поясняется в тексте и на диаграмме состояний для стандартного зарядного устройства ( Рис. 1 ).

Рис. 1. Общая диаграмма состояния зарядного устройства.
Инициализация
Хотя инициализация не является частью самой процедуры зарядки, она является важным этапом процесса. Зарядное устройство инициализируется и выполняет собственное самотестирование. Зарядка может быть прервана из-за сбоя питания и последующей повторной инициализации.Без интеллектуальной батареи или какого-либо энергонезависимого хранилища с меткой времени такие события могут происходить незамеченными. Большинство зарядных устройств полностью переинициализируются после сбоя питания. Если перезарядка является проблемой, зарядное устройство может затем выполнить специальную последовательность самотестирования, чтобы определить, заряжена ли уже батарея. Например, аккумулятор, присутствующий при включении питания, должен вызвать такое действие.
Несколько обстоятельств могут позволить этой инициализации вызвать проблемы с зарядкой. Например, зарядное устройство с фиксированным временем зарядки обеспечивает зарядку аккумулятора в течение фиксированного интервала в четыре часа.Если сбой питания происходит через три часа 59 минут после зарядки, зарядное устройство начинает еще одну четырехчасовую зарядку, обеспечивая четырехчасовую перезарядку аккумулятора. Такое лечение может повредить аккумулятор, и это одна из причин, по которой фиксированная зарядка используется редко. Пример также показывает, почему зарядное устройство должно контролировать температуру батареи или использовать другие методы подключения в качестве резервной меры.
Квалификация ячейки
На этом этапе процедуры зарядки определяется, когда аккумулятор установлен и можно ли его заряжать.Обнаружение элементов обычно осуществляется путем поиска напряжения на клеммах зарядного устройства при выключенном источнике зарядного устройства, но этот метод может создать проблему, если элементы были подвергнуты глубокому циклическому циклу и вырабатывают небольшое напряжение. В качестве альтернативы зарядное устройство часто ищет термистор или закорачивающую перемычку, а не сам элемент. Наличие этого оборудования также может служить для идентификации аккумуляторной батареи. Интеллектуальные батареи, с другой стороны, осуществляют обмен последовательными данными с аккумуляторной батареей, обычно обеспечивая все необходимые параметры зарядки по специализированному протоколу, подобному I²C, который называется шиной управления системой (SMBus ™).
Как только зарядное устройство определяет, что элемент установлен, оно должно определить, исправен ли элемент. Во время этой подфазы (квалификации) ячейка проверяется на базовое функционирование: разомкнутое, закороченное, горячее или холодное. Чтобы проверить, является ли элемент заряжаемым, некоторые зарядные устройства, особенно свинцово-кислотные, применяют легкий зарядный ток (примерно одну пятую от быстрой скорости) и дают элементу фиксированное количество времени для достижения заданного напряжения. Этот метод позволяет избежать проблемы ложных браковок для аккумуляторов PbSO4 с глубоким циклом цикла, и с одобрения производителя аккумуляторов его можно использовать также и для других химикатов.
Проверка температуры окружающей среды и температуры элементов также является частью этапа квалификации. Когда зарядное устройство обнаруживает высокую или низкую температуру, оно обычно ожидает в течение заданного интервала времени, пока температура не вернется к номинальному значению. Если этого не происходит в отведенное время, зарядное устройство снижает ток зарядки. Это, в свою очередь, снижает температуру батареи, что увеличивает эффективность. Наконец, клетки проверяются на наличие открытых и коротких замыканий. Открытые ячейки легко обнаруживаются, но индикация закороченных ячеек требует подтверждения, чтобы избежать ложной индикации отказа.Если все эти проверки удовлетворительны, аккумулятор можно заряжать, и состояние повышается, как показано на рисунке 1.
Фаза предварительной подготовки (необязательно)
Некоторые зарядные устройства (в первую очередь для никель-кадмиевых аккумуляторов) включают дополнительную фазу предварительной подготовки, на которой аккумулятор полностью разряжается перед подзарядкой. Полная разрядка снижает уровень напряжения каждой батареи до 1 В на элемент и устраняет дендритные образования в электролите, которые вызывают то, что часто ошибочно называют эффектом памяти.Этот так называемый эффект памяти относится к наличию дендритных образований, которые могут сократить срок службы элемента, но полный цикл заряда и разряда иногда устраняет проблему.
Предварительная подготовка может выполняться перед каждой зарядкой или может следовать за индикацией (тестом под нагрузкой или другой операцией), что остается более половины заряда элемента. Предварительная подготовка может длиться от одного до десяти часов. Обычно не рекомендуется разряжать аккумулятор менее чем за час. Быстрое предварительное кондиционирование поднимает практическую проблему: что делать с теплом, рассеиваемым нагрузочным резистором.Также обычно не рекомендуется предварительное кондиционирование более десяти часов, если оно не может быть инициировано вручную при обнаружении снижения мощности. Путаница и непонимание окружают никель-кадмиевый «эффект памяти», поэтому разработчику не следует помещать кнопку на зарядном устройстве, чтобы нейтрализовать его.
Фаза и завершение быстрой зарядки
Используемые методы быстрой зарядки и завершения зависят от химического состава ячейки и других конструктивных факторов. Следующее обсуждение посвящено методам быстрой зарядки, широко используемым в современных аккумуляторных батареях.За конкретными инструкциями и рекомендациями обращайтесь в отдел приложений производителя батарей.
Ячейки NiCd и NiMH
Процедуры быстрой зарядки NiCd и NiMH аккумуляторов очень похожи; они различаются в первую очередь используемым методом прерывания. В каждом случае зарядное устройство подает постоянный ток, отслеживая напряжение аккумулятора и другие переменные, чтобы определить, когда следует прекратить заряд. Возможны скорости быстрой зарядки, превышающие 2C, но наиболее распространенная скорость составляет около C / 2. Поскольку эффективность зарядки несколько меньше 100%, для полной зарядки со скоростью C / 2 требуется чуть более двух часов.
При подаче постоянного тока напряжение элемента медленно растет и в конечном итоге достигает пика (точки с нулевым наклоном). Зарядка NiMH должна быть прекращена на этом пике (точка 0ΔV). С другой стороны, зарядка NiCd должна завершаться в точке за пиком: когда напряжение батареи сначала показывает небольшое снижение (-ΔV) (, рис. 2, ). Повреждение элемента может произойти, если быстрая зарядка продолжится после точки завершения любой из батарей.

Рис. 2. Характеристики заряда никель-кадмиевых аккумуляторов на уровне C / 2.
При скорости, превышающей C / 2 (в результате чего время зарядки составляет не более двух часов), зарядное устройство также контролирует температуру и напряжение элемента. Поскольку температура элемента быстро повышается, когда элемент достигает полного заряда, датчик температуры позволяет использовать другой метод завершения. Прерывание на этом положительном температурном склоне называется окончанием ΔT. Другие факторы, которые могут вызвать прерывание, включают время зарядки и максимальное напряжение элемента. В основе хорошо продуманных зарядных устройств лежит сочетание этих факторов.
Примечание : Поскольку определенные эффекты, которые появляются, когда ячейка впервые начинает зарядку, могут имитировать условия завершения, зарядные устройства обычно вводят задержку от одной до пяти минут перед активацией режимов завершения с определением наклона. Кроме того, условия прекращения заряда трудно обнаружить для скоростей ниже C / 8, потому что интересующие наклоны напряжения и температуры (ΔV / Δt и ΔT / Δt) малы и сопоставимы с другими эффектами системы. В целях безопасности во время быстрой зарядки аппаратное и программное обеспечение в этих системах всегда должно ошибаться на стороне завершения или .
Литий-ионные элементы
Зарядка литий-ионных аккумуляторов отличается от никелево-химических схем зарядки. Для обеспечения максимального хранения энергии безопасным способом может последовать дозаправка. Зарядные устройства Li + регулируют свое зарядное напряжение с точностью лучше, чем 0,75%, а их максимальная скорость зарядки устанавливается с ограничением тока, как и у настольного источника питания (, рис. 3, ). Когда начинается быстрая зарядка, напряжение элемента низкое, а зарядный ток принимает предельное значение тока.

Рис. 3. Зависимость напряжения Li + аккумулятора от зарядного тока.
Напряжение аккумулятора медленно растет во время зарядки. В конце концов, ток уменьшается, и напряжение повышается до уровня плавающего напряжения 4,2 В на элемент (, рис. 4, ).

Рис. 4. Профиль зарядки Li + аккумулятора.
Зарядное устройство может прекратить зарядку, когда аккумулятор достигает своего постоянного напряжения, но при таком подходе не учитывается операция долива. Один из вариантов — запустить таймер при достижении напряжения холостого хода, а затем прекратить зарядку после фиксированной задержки.Другой метод — контролировать ток зарядки и отключать его на низком уровне (обычно 5% от предельного значения; некоторые производители рекомендуют более высокий минимум 100 мА). Этой технике также часто следует цикл долива.
За последние несколько лет произошли улучшения в Li + аккумуляторах, зарядных устройствах и в нашем понимании химического состава аккумуляторов. Самые ранние аккумуляторы Li + для потребительских приложений имели недостатки, влияющие на безопасность, но эти проблемы не могут возникнуть в современных хорошо спроектированных системах.Рекомендации производителей не являются ни статичными, ни полностью последовательными, и аккумуляторы Li + продолжают развиваться.
Свинцово-кислотные клетки
Батареи PbSO4 обычно заряжаются либо методом ограничения тока, либо более распространенным и обычно более простым методом ограничения напряжения. Метод зарядки с ограничением по напряжению аналогичен тому, который используется для аккумуляторов Li +, но высокая точность не так важна. Для этого требуется источник напряжения с ограничением по току, установленный на уровне несколько выше, чем напряжение холостого хода ячейки (около 2.45 В).
После операции предварительной подготовки, которая гарантирует, что аккумулятор будет заряжаться, зарядное устройство начинает быструю зарядку и продолжает, пока не достигнет минимального зарядного тока. (Эта процедура аналогична зарядке Li +). Затем быстрая зарядка прекращается, и зарядное устройство применяет заряд для обслуживания в размере V _FLOAT (обычно около 2,2 В). Ячейки PbSO4 позволяют поддерживать это постоянное напряжение в течение неопределенных периодов времени (, рис. 5, ).

Рисунок 5.Профиль зарядки аккумулятора PbSO4.
При более высоких температурах ток быстрой зарядки для батарей PbSO4 должен быть уменьшен в соответствии с типичным температурным коэффициентом 0,3% на градус Цельсия. Максимальная температура, рекомендуемая для быстрой зарядки, составляет около 50 ° C, но поддерживающая зарядка, как правило, может продолжаться выше этой температуры.
Дополнительная дозаправка (все химические соединения)
Зарядные устройства для всех химикатов часто включают дополнительную фазу дозаправки. Эта фаза происходит после завершения быстрой зарядки и включает в себя умеренный зарядный ток, который увеличивает аккумулятор до уровня полной зарядки.(Эта операция аналогична заполнению бензобака автомобиля после автоматической остановки насоса.) Дозаправка прекращается при достижении предела в отношении напряжения элемента, температуры или времени. В некоторых случаях дополнительная зарядка может обеспечить срок службы на 5% или даже на 10% больше, чем при стандартной быстрой зарядке. Здесь рекомендуется проявлять особую осторожность: аккумулятор полностью заряжен или почти полностью заряжен и, следовательно, может быть поврежден из-за перезарядки.
Дополнительный капельный заряд (все химические соединения, кроме Li +)
Зарядные устройства для всех химикатов часто включают дополнительную фазу подзарядки.Эта фаза компенсирует саморазряд батареи. Батареи PbSO4 имеют самую высокую скорость саморазряда (несколько процентов в день), а батареи Li + — самую низкую. Уровень заряда Li + настолько низок, что непрерывная подзарядка не требуется и не рекомендуется. Однако никель-кадмиевые батареи обычно могут принимать постоянный заряд C / 16 на неопределенный срок. Для NiMH-элементов безопасный непрерывный ток обычно составляет около C / 50, но капельная зарядка для NiMH-элементов не всегда рекомендуется.
Импульсный постоянный ток — это вариант, в котором зарядное устройство выдает короткие импульсы величиной приблизительно C / 8 с низким рабочим циклом, который обеспечивает типичный средний постоянный ток, равный C / 512.Поскольку импульсная подзарядка применима к обоим химическим составам никеля и хорошо поддается микропроцессорному (микропроцессорному) управлению (микропроцессор) типа включения / выключения, она используется почти повсеместно.
Общая система зарядки
Прежде чем рассматривать конкретные реализации схем, разработчики должны ознакомиться с общими блоками и функциями (, рис. 6, ). Все устройства быстрой зарядки должны в той или иной форме включать в себя эти блочные функции. Основной источник питания обеспечивает исходное питание постоянного тока, обычно от настенного куба или кирпича.Регуляторы тока и напряжения регулируют ток и напряжение, подаваемые на аккумулятор. Для менее дорогих зарядных устройств стабилизатор обычно представляет собой силовой транзистор или другой линейно-проходной элемент, который рассеивает мощность в виде тепла. Это также может быть импульсный импульсный источник питания, который включает в себя стандартный диод свободного хода для средней эффективности или синхронный выпрямитель для максимальной эффективности.

Рис. 6. Структурная схема общей системы зарядки.
Блоки справа на рисунке 6 представляют различные функции измерения и управления.Аналоговый контур управления током ограничивает максимальный ток, подаваемый на батарею, а контур напряжения поддерживает постоянное напряжение на элементе. (Обратите внимание, что для элементов Li + требуется высокий уровень точности подаваемого зарядного напряжения.)
Вольт-амперная характеристика (ВА) зарядного устройства может быть полностью программируемой или только по току, с ограничением напряжения (или наоборот. наоборот). Температура элемента всегда измеряется, и прекращение заряда может быть основано либо на уровне, либо на наклоне этого измерения.Зарядные устройства также измеряют время зарядки, обычно как вычисление в интеллектуальном блоке.
Этот блок обеспечивает интеллект для системы и реализует ранее описанный конечный автомат. Он знает, как и когда прекратить быструю зарядку. В микросхемах автономных зарядных устройств в микросхеме встроен интеллект. В противном случае он находится в микроконтроллере хоста, а другие аппаратные блоки находятся в ИС зарядного устройства. Как упоминалось ранее, эта последняя архитектура является предпочтительной сегодня.
Обзор предложений по зарядным устройствам Maxim
Maxim производит широкий выбор автономных микросхем и микросхем зарядного устройства в виде контроллера.Разнообразие позволяет разработчику системы идти на компромисс между производительностью, функциями и стоимостью. В таблице 1 перечислены эти ИС в зависимости от химического состава поддерживаемых аккумуляторов в порядке их введения, причем самые последние модели находятся вверху.
Таблица 1. Обзор микросхем зарядного устройства и аккумуляторов Maxim
Part Метод контроля Стандартный режим регулирования ** Характеристики Химия Тариф Метод прекращения оплаты
MAX1647 µC контроль, SMBus Синхронное переключение Система интеллектуальных аккумуляторов, совместимая с уровнем 2, интеллектуальное зарядное устройство с шиной SMBus, Li +, независимое управление I-V Все Запрограммировано Запрограммировано
MAX1648 Пользователь Синхронное переключение Версия MAX1647 с аналоговым управлением, высокоточная коммутация, источник напряжения / напряжения: Li + Все Запрограммировано Запрограммировано
MAX745 ЦАП или автономный Синхронное переключение Усовершенствованное, недорогое, переключаемое зарядное устройство Li +, автономное, только Li + Li + Постоянное напряжение, Li + Li + поплавок
MAX846A ЦАП или автономный линейный Недорогое универсальное зарядное устройство, точный эталон для Li +, поддержка внешнего процессора, сброс и регулятор Все Постоянное напряжение, Li +, запрограммированное Li + поплавок или запрограммированный
MAX1540 ЦАП или автономный Синхронное переключение Импульсный источник тока с аналоговым управлением, Li + или универсальный Li +, NiCd, NiMH Быстро, струйка, пульс, доливка Программируемый или Li + автономный
MAX712 Автономный линейный Готовый недорогой никель-металлгидридный аккумулятор с режимами оконечной нагрузки, максимальным временем работы, выходами светодиодов.Нет Li +. NiMH Быстрый, струйный 0ΔV, макс. Напряжение, макс. Температура, макс. Время
MAX713 Автономный линейный Готовый недорогой никель-кадмиевый корпус с режимами оконечной нагрузки, максимальным временем работы и выходами светодиодов. Нет Li +. NiCd Быстрый, струйный 0ΔV, макс. Напряжение, макс. Температура, макс. Время
* Использование ЦАП и микроконтроллера также возможно с типами входа ЦАП.
** Все линейные типы могут использоваться в гистерезисном режиме переключения для повышения эффективности.
Выбор между линейным и импульсным регулированием является важным дизайнерским решением. Линейный режим менее затратный, но он рассеивает мощность и нагревается. Нагрев может не быть проблемой для больших настольных зарядных устройств, но может быть неприемлемым для небольших систем, таких как ноутбук. Стабилизаторы с синхронным переключением обеспечивают наивысший КПД (в диапазоне от середины 90%), что делает их подходящими для самых маленьких систем, включая сотовые телефоны. Некоторые из перечисленных несинхронных переключаемых схем также обладают разумной эффективностью.Кроме того, большинство линейных частей можно использовать в умеренно эффективном гистерезисном режиме переключения. (Подробности см. В соответствующем техническом паспорте.)
Уровень автономности зарядного устройства представляет собой другое дизайнерское решение. Например, автономные зарядные устройства полностью автономны. MAX712 / MAX713 также имеют выходы управления светодиодами для конечного оборудования пользователя.
Другие устройства могут быть автономными или могут работать с цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП) и микропроцессором. К ним относятся MAX1640 / MAX1641, MAX846A и MAX745.MAX1640, источник тока с ограничением по напряжению, предназначенный в первую очередь для зарядки никель-химических аккумуляторов, включает в себя таймер заряда и схему непрерывного импульса. Он имеет автономные функции и работает с высокоэффективным синхронным импульсным стабилизатором или (для более дешевых приложений) со стандартным переключателем.
И MAX846A, и MAX745 могут работать в автономном режиме при зарядке Li + аккумуляторов, и они включают в себя высокоточное опорное напряжение и независимое управление напряжением и током, необходимое для универсальных контроллеров.MAX846A — это линейный тип, а MAX745 — тип с синхронным переключением. Хотя любой из них может работать отдельно, они обычно работают с микроконтроллером, обеспечивающим ограниченный контроль над процессом зарядки. Светодиодное освещение и прекращение быстрой зарядки обычно инициируются программным обеспечением. MAX846A включает линейный регулятор и выход сброса CPU для микроконтроллера.
Наименее автономными и наиболее гибкими устройствами являются MAX1647 и MAX1648. Они похожи, за исключением того, что MAX1647 имеет встроенные ЦАП и последовательный порт SMBus, а MAX1648 имеет аналоговые входы для управления напряжением и током.MAX1647 — это законченный, последовательно управляемый источник питания постоянного тока с независимыми регистрами напряжения и тока. Имея возможность обмена данными по SMBus с интеллектуальной батареей, он обеспечивает соответствие Уровня 2 спецификации интеллектуальных батарей Intel / Duracell.
µC Советы по дизайну
Эти микросхемы зарядного устройства обычно работают с недорогим 8-битным контроллером, таким как 8051, PIC, 68HC11 или 68HC05. Прошивка может быть написана на языке ассемблера или на языке C, любой из которых имеет готовую доступность, низкую стоимость и бесплатные инструменты.Сторонние производители и производители этих устройств собрали впечатляющий набор компиляторов, ассемблеров, эмуляторов и библиотек кода. Большая часть этого исходного кода доступна во всемирной паутине, особенно процедуры набора инструментов для языка ассемблера. Раздел Советы по структуре программы зарядного устройства содержит дополнительную информацию об этих ресурсах.
Подходят все стандартные 8-битные микроконтроллеры, но выбор конкретного микроконтроллера выходит за рамки данной статьи. В этих микроконтроллерах доступны периферийные устройства, такие как аналого-цифровые преобразователи (АЦП), ЦАП и последовательный интерфейс SMBus, а также полезны более простые версии микроконтроллеров, для которых требуются внешние АЦП или ЦАП.Часто более простые версии микроконтроллера, требующие внешних АЦП или ЦАП, более гибкие и, в конечном итоге, более полезны.
Требования к ПЗУ и ОЗУ для зарядных устройств скромные. В общем, вы можете реализовать однохимическое зарядное устройство менее чем за 0,5 Кбайт кода и 32 байта ОЗУ (простые требования даже для PIC низкого уровня). Проявив некоторую изобретательность, вы можете реализовать мультихимическое зарядное устройство примерно на 50% больше кода.
Самый простой способ разработки кода микроконтроллера — это начать со скелета или фрагмента аналогичного кода и модифицировать его в соответствии с вашими потребностями.При таком подходе прототип работает быстро, преодолевая множество проблем с синтаксисом пустой страницы, компилятора / ассемблера. К сожалению, в Интернете и в стандартных примечаниях к применению существует лишь ограниченное количество прошивок для зарядных устройств. Однако два примера дизайна в разделе «Примеры оборудования и программного обеспечения» служат отправной точкой. См. Раздел «Ресурсы и справочная информация» для получения дополнительной информации о некоторых более сложных подпрограммах набора инструментов, таких как коммуникации SMBus и математические процедуры, а также примеры программных проектов, которые иллюстрируют подходы к этим схемам.
Советы по структуре программы зарядного устройства
Написать программное обеспечение для зарядного устройства просто и лучше всего с помощью конечного автомата. Определите переменную состояния или серию флагов, которые представляют текущее состояние. В этом случае код имеет тенденцию быть большим оператором case, который действует в соответствии с этой переменной состояния. Модули кода изменяют переменную состояния в соответствии с текущими условиями. Запрещенные и не декодируемые состояния представляют собой единственные потенциальные проблемы. Все операторы case должны иметь регистр по умолчанию, который улавливает эти запрещенные или «невозможные» состояния и исправляет их.Всегда включайте механизм, который обнаруживает эти условия, а затем предпринимает разумные действия, например, останавливает зарядное устройство.
Сохраняйте простой код: избегайте множественных прерываний и сложных структур многозадачности или очередей, где это возможно. Использование прерывания по одному таймеру — очень эффективный способ сохранить время. Если у ЦП есть таймер с прерыванием, используйте его для поддержки флагов системного таймера. Этот мощный метод является исключением из правила отсутствия прерываний. Если прерывание от таймера недоступно (как в PIC16C5x), используйте системный таймер (RTC) и опросите его.Разработайте код так, чтобы таймер не мог переполняться между опросами.
Избегайте аппаратных прерываний. Вместо этого опрашивайте аппаратные входы с регулярными интервалами, установленными тиком таймера. Выполнение кода происходит в реальном времени, но не обязательно немедленно реагировать на стимулы. 100 мс, необходимые для определения того, установлена ли батарея, приемлемы, учитывая, что зарядка батареи занимает час. Типичная производительность автономных зарядных устройств обычно составляет один расчет в минуту для завершения.
Простая и работоспособная структура этих программ — это пошаговый цикл. Основная программа — это цикл, который смотрит на флаги таймера, установленные подпрограммой обслуживания прерывания таймера или самим циклом, и вызывает подпрограммы, которые выполняют несколько требуемых задач. Некоторые процедуры выполняются на каждом проходе, а другие — на каждом «n-м» цикле или тике. Например, базовое время тика может составлять 100 мс. Подпрограмма мигания с периодом в полсекунды будет вызываться для дополнения светодиода каждые пять тиков, а датчик ограничения температуры будет проверяться при каждом прохождении через контур.В результате получается очень прочная конструкция.
Для контроллеров, у которых отсутствует прерывание по таймеру, цикл изменения скорости может быть реализован самими подпрограммами, используя собственное время выполнения для поддержания системного времени. Этот метод реализован в следующем разделе на примере кода для 8-контактного контроллера PIC. Простая блок-схема этой структуры ( рис. 7, ) описана более подробно в ссылке 7.

рис. 7. Блок-схема основного цикла стимуляции.
Напоминание об отказоустойчивости оборудования
Прежде чем исследовать некоторые примеры, последняя рекомендация — рассмотреть возможность использования супервизора µP со сторожевым таймером и аппаратной отказоустойчивой системой.Функция сброса супервизора обеспечивает чистый сброс системы при включении питания, а сторожевой таймер может обнаружить остановившийся ЦП или ошибочную прошивку, застрявшую в цикле. Maxim также производит некоторые простые устройства для измерения / контроля температуры. Температурные реле MAX6501 представляют собой особенно хорошую резервную систему. Это устройства SOT23, которые изменяют свой выходной уровень при превышении фиксированного температурного порога. Контроллеры
особенно важны в зарядных устройствах, потому что постоянная подача и отключение питания от зарядного устройства может сбить с толку ЦП.Если, например, процессор останавливается и не может завершить быструю зарядку, результаты могут быть катастрофическими. Система также должна включать в себя датчик температуры или другое аппаратное устройство, позволяющее завершить быструю зарядку без вмешательства программного обеспечения. Некоторые супервизоры Maxim SOT23-reset включают сторожевой таймер (см. MAX823).
Примеры аппаратного и программного обеспечения
Зарядное устройство MAX846A Li + с таймером заряда и выходами для индикации состояния, управляемое 8-контактным PIC

В этом примере небольшой внешний микропроцессор улучшает MAX846A, образуя полную систему настольного зарядного устройства, которая включает в себя пользовательский интерфейс функции, такие как светодиоды на Рис. 8 (для индикации процесса зарядки и состояния).MAX846A разработан для этого типа работы. Его вспомогательный линейный стабилизатор и схема сброса микропроцессора (для поддержки внешнего микроконтроллера) снижает стоимость типичного настольного зарядного устройства.

Рисунок 8. Настольное зарядное устройство Li + со светодиодным индикатором состояния.

Зарядное устройство 2A Li + на базе MAX1647 с 8051 µC

Полнофункциональное зарядное устройство MAX1647 и 8051 µC образуют полнофункциональное зарядное устройство Li + ( Рис. 9 ). Показанный контроллер Atmel 80C2051 (нерасширяемый 8051 в небольшом корпусе) является типичным из контроллеров, обычно доступных в системах, требующих высокопроизводительного зарядного устройства.Исходный код приложения включает коммуникации SMBus, общую структуру конечного автомата и другие полезные процедуры. Найдите LI1647.doc и PIC846.doc в разделе «Другое программное обеспечение». Состояние зарядного устройства можно считать с UART или с помощью дополнительного программного обеспечения, находящегося в микропроцессоре.

Рис. 9. Полнофункциональное зарядное устройство Li +.

Примеры программного обеспечения для зарядных устройств MAX1647 и MAX846A

Программное обеспечение для примеров MAX1647 и MAX846A (рис. 9) доступно на веб-сайте Maxim.Программное обеспечение MAX846A для 8-контактного контроллера PIC12C508 написано на языке ассемблера Microchip PIC. В нем реализован светодиодный пользовательский интерфейс и таймер, который прекращает быструю зарядку через пять минут после достижения предела напряжения Li +. Этот простой пример не включает в себя конечный автомат или сложности полного зарядного устройства, потому что большая часть этих возможностей доступна в почти автономном MAX846A.
В примере действительно используется структура цикла шага без прерываний, как описано ранее.
Пример MAX1647 написан на ассемблерном коде 8051 для Atmel ATM80C2051, 20-контактной версии 8051. Этот код включает в себя общую структуру конечного автомата и процедуры драйвера SMBus для связи с внутренними регистрами MAX1647. Он также включает в себя структуру цикла шага, но использует прерывание таймера 80C2051 для создания основы таймера для всего времени. Для получения дополнительных сведений см. Документы с исходным кодом на веб-сайте Максима.
Ресурсы и ссылки
Ниже приводится краткая выборка примечаний по применению и других ресурсов, доступных в Интернете и от поставщиков.Большинство поставщиков публикуют свои заметки по применению в Интернете для облегчения доступа. Простой доступ в Интернет и ввод номера детали микроконтроллера в поисковую систему AltaVista обычно дает более 50 документов.
8051-Замечания по применению производных инструментов
Philips Semiconductors: веб-сайт и компакт-диск
AN422: Использование микроконтроллера 8XC751 в качестве ведущего устройства шины I²C
AN428: Использование АЦП и ШИМ 83C752 / 87C752
AN439: 87C751 Быстрое зарядное устройство NiCd
EIE / AN92001: Приложения с низким уровнем радиочастотного излучения с микроконтроллером P83CE654
Intel Corp.: Веб-сайт и CD-ROM
Atmel Corp .: веб-сайт и компакт-диск
Цифровой термометр с микроконтроллером AT89C2051
, сопряженный с последовательным EEPROM 24CXXX и микроконтроллером AT89CX051
68HC05 Примечания по применению
AN1263: Разработка для электромагнитной совместимости с одночиповыми микроконтроллерами
AN1262: Простые ядра реального времени для микроконтроллеров HC05
AN1256: Сопряжение микроконтроллера HC05 с многоканальным цифро-аналоговым преобразователем
AN1241: Сопряжение микроконтроллера HC05 с последовательным EEPROM27:
Последовательные EEPROM с микроконтроллерами HC05
AN477: простое аналого-цифровое преобразование для микроконтроллеров без встроенных АЦП
Примечания к приложению PIC
Микрочип: веб-сайт и компакт-диск
AN541: Использование PIC16C5X в качестве интеллектуального периферийного устройства I2C
AN546: Использование аналого-цифрового преобразователя в PIC 16C73
AN554: Программная реализация I2C Bus Master
AN577: PIC16C54A EMI Results
AN552: Реализация пробуждения при нажатии клавиши 54
AN585: Операционная система реального времени для PIC16 / 17
AN606: Дизайн с низким энергопотреблением с использованием PIC16 / 17
AN520: Сравнение 8-битных микроконтроллеров младшего класса
Параллакс: сторонний веб-сайт и инструменты Список литературы
Как реализовать контроллер SMBus с помощью 80C51SL KBC, Intel Corp.Примечание по применению, ноябрь 1994 г.
Справочник по батареям, Дэвид Линден (редактор), 2-е издание, текст Макгроу Хилла, январь 1995 г., ISBN: 0070379211
Спецификация шины управления системой, версии 0.95a и 1.0, Intel Corp., февраль 1995 г.
Спецификация Smart-Battery Data, Версия 1.0, Duracell Inc. и Intel Corp., февраль 1995 г.
Спецификация SMBus BIOS, Версия 1.0, Intel Corp., Февраль 1995 г.
Спецификация Smart-Battery Selector, Version 0.9, Intel Corp., апрель 1995 г.
Понимание малых микроконтроллеров, Джеймс Сибигтрот. Издано Motorola Inc., подразделением CSIC, около 1990 г.
Полное руководство по зарядке свинцово-кислотной батареи
Надежная работа и длительный срок службы герметичного свинцово-кислотного аккумулятора будет зависеть от правильной зарядки аккумулятора. Следование неправильным процедурам зарядки или использование неподходящего зарядного оборудования может привести к сокращению срока службы аккумулятора и / или снижению его производительности.Выбор подходящего зарядного устройства SLA и методов, используемых для его зарядки, так же важен, как и выбор правильного аккумулятора для конкретного применения.
Power Sonic рекомендует выбирать зарядное устройство, разработанное с учетом химического состава вашей батареи. Это означает, что при зарядке герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов мы рекомендуем использовать герметичные зарядные устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов, такие как зарядные устройства SLA серии A-C от Power Sonic.
МЕТОДЫ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ
Герметичные свинцово-кислотные батареи можно заряжать с помощью любого из следующих способов зарядки:
Постоянное напряжение
Постоянный ток
Конусный ток
Двухступенчатое постоянное напряжение
Для достижения максимального срока службы и емкости аккумулятора, наряду с приемлемым временем зарядки и экономией, лучше всего подходит зарядка с ограничением постоянного напряжения и тока.
Для зарядки герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов на клеммы аккумулятора подается напряжение постоянного тока от 2,30 В на элемент (плавающий) до 2,45 В на элемент (быстрый). В зависимости от уровня заряда (SoC), после разряда элемент может временно быть ниже, чем приложенное напряжение. Однако через некоторое время он должен выровняться.
Во время зарядки сульфат свинца положительной пластины становится диоксидом свинца. Когда батарея полностью заряжена, положительная пластина начинает вырабатывать диоксид, вызывая внезапное повышение напряжения из-за уменьшения внутреннего сопротивления.Таким образом, заряд с постоянным напряжением позволяет обнаруживать это увеличение напряжения и, таким образом, контролировать текущую величину заряда.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА
При постоянном напряжении или постепенной зарядке ток, принимаемый аккумулятором, уменьшается по мере увеличения напряжения и степени заряда. Батарея полностью заряжена, когда ток стабилизируется на низком уровне в течение нескольких часов. Есть два критерия для определения того, когда батарея полностью заряжена: (1) конечный уровень тока и (2) пиковое напряжение зарядки при протекании этого тока.
Типичные характеристики заряда герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов для работы в цикле, когда зарядка не постоянна, а пиковое напряжение может быть выше. Типовые характеристики для заряда аккумуляторных батарей резервного типа. Здесь зарядка непрерывная, и пиковое напряжение заряда должно быть ниже.
СПОСОБЫ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ
Выбор подходящего метода зарядки для герметичного свинцово-кислотного аккумулятора зависит от предполагаемого использования (циклический или плавающий), экономических соображений, времени перезарядки, ожидаемой частоты и глубины разряда (DoD) и ожидаемого срока службы.Цель любого метода зарядки — контролировать ток заряда в конце заряда.
ЗАРЯДКА ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Зарядка при постоянном напряжении — лучший метод зарядки герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов. В зависимости от приложения аккумуляторы могут заряжаться непрерывно или прерывисто. В приложениях, где для работы требуется резервное питание, например, в системе безопасности или источнике бесперебойного питания (ИБП), когда питание переменного тока было прервано, рекомендуется непрерывная подзарядка.Непрерывная циклическая зарядка используется в основном с портативным оборудованием, где уместна периодическая зарядка, например, с электрическими инвалидными колясками и передвижными медицинскими тележками.
Метод заряда с постоянным напряжением обеспечивает подачу постоянного напряжения на аккумулятор и ограничивает начальный ток заряда. Необходимо установить напряжение заряда в соответствии с заданными зарядно-температурными характеристиками. Неточные настройки напряжения могут вызвать перезаряд или недозаряд. Этот метод зарядки можно использовать как для циклических, так и для резервных приложений.
Цепь зарядки с постоянным напряжением Зарядные характеристики при постоянном напряжении
ПОСТОЯННАЯ ТОКОВАЯ ЗАРЯДКА
Зарядка постоянным током подходит для приложений, в которых известны ампер-часы разряда предыдущего цикла разряда. Время заряда и количество заряда можно легко рассчитать, однако для получения постоянного тока с высокой точностью необходима дорогостоящая схема. Контроль напряжения заряда или ограничение времени заряда необходимы, чтобы избежать чрезмерной перезарядки аккумулятора.
Хотя этот метод зарядки очень эффективен для восстановления емкости батареи SLA, которая хранилась в течение длительного периода времени, или для периодической перезарядки для выравнивания емкости элементов, ему не хватает определенных свойств, необходимых в современной электронной среде.
КОНУСНЫЙ ТОК ЗАРЯДКА
Метод зарядки конусным током не рекомендуется, поскольку он не подходит для герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов и может сократить срок их службы. Однако из-за простоты схемы и низкой стоимости зарядка конусным током широко используется для зарядки нескольких номеров и / или для циклической зарядки.
При использовании зарядного устройства для аккумуляторов с конусным током время зарядки должно быть ограничено или необходимо включить цепь отключения зарядки для предотвращения перезарядки.
В схеме зарядки с пониженным током ток уменьшается пропорционально увеличению напряжения. При разработке конического зарядного устройства всегда учитывайте колебания напряжения питания. В этом случае падение внутреннего сопротивления преобразуется в тепло. Следует измерить тепло, выделяемое контуром, и, если необходимо, в конструкцию следует включить радиатор.
Схема зарядки конусным током Характеристики заряда с пониженным током для этого типа практически нерегулируемого зарядного устройства
ПЕРЕГРУЗКА СВИНЦОВО-КИСЛОТНОЙ БАТАРЕИ
В результате слишком высокого напряжения заряда в батарею будет протекать чрезмерный ток после достижения полной зарядки, вызывая разложение воды в электролите и преждевременное старение.
При высоком уровне перезарядки аккумулятор постепенно нагревается. По мере того, как он становится более горячим, он будет принимать больше тока, нагреваясь еще больше.Это называется тепловым разгоном и может вывести аккумулятор из строя всего за несколько часов.
ЗАРЯД КИСЛОРОДНОГО АККУМУЛЯТОРА
Если приложено слишком низкое напряжение заряда, ток по существу прекратится до того, как батарея будет полностью заряжена. Это позволяет части сульфата свинца оставаться на электродах, что в конечном итоге снижает емкость аккумулятора.
Батареи, которые хранятся в разряженном состоянии или слишком долго остаются на полке, могут поначалу казаться «разомкнутыми» или могут принимать гораздо меньший ток, чем обычно.Это вызвано явлением под названием «сульфатирование». В этом случае оставьте зарядное устройство подключенным к аккумулятору. Обычно батарея начинает принимать увеличивающийся ток, пока не будет достигнут нормальный уровень тока. Если нет реакции, даже если напряжение заряда превышает рекомендуемые уровни, возможно, батарея находилась в разряженном состоянии слишком долго для восстановления, и в этом случае потребуется замена батареи SLA.
ЦИКЛ ЗАРЯДКИ СВИНЦОВОЙ БАТАРЕИ
Циклические (или циклические) приложения обычно требуют, чтобы подзарядка выполнялась за относительно короткое время.Однако начальный зарядный ток не должен превышать 0,30 x C ампер. Так же, как напряжение аккумулятора падает во время разряда, оно медленно повышается во время зарядки. Полный заряд определяется напряжением и протекающим током. Когда при зарядном напряжении 2,45 ± 0,05 В / элемент ток, принимаемый аккумулятором, падает до менее 0,01 x C ампера (1% от номинальной емкости), аккумулятор полностью заряжен и зарядное устройство следует отключить или переключить на напряжение холостого хода от 2,25 до 2,30 вольт / элемент. Напряжение не должно подниматься выше 2.45 ± 0,05 В / элемент.
ЗАРЯДКА СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА В РЕЖИМЕ ОЖИДАНИЯ
Резервные приложения обычно не требуют, чтобы аккумулятор заряжался так же быстро или так часто, как в циклическом режиме. Тем не менее, аккумулятор необходимо держать постоянно заряженным, чтобы восполнить энергию, которая расходуется из-за внутренних потерь и износа самой батареи. Хотя эти потери в свинцово-кислотных батареях Power Sonic очень малы, их необходимо заменять по мере саморазряда батареи; в то же время на батарею нельзя давать больше этих потерь, иначе она будет перезаряжена.Для этого используется метод зарядки с постоянным напряжением, называемый резервной или плавающей зарядкой.
Рекомендуемое постоянное напряжение холостого хода составляет 2,25 — 2,30 В на элемент. Поддержание этого плавающего напряжения позволит аккумулятору определять свой собственный уровень тока и оставаться полностью заряженным без необходимости отсоединять зарядное устройство от аккумулятора. Постоянный ток для полностью заряженной батареи, плавающей при рекомендуемом зарядном напряжении, обычно колеблется в районе 0,001 ° C (например, 7 мА для батареи 7 Ач.)
Поплавковое зарядное устройство в основном представляет собой источник постоянного напряжения. Как и в случае с циклическими зарядными устройствами, необходимо следить за тем, чтобы начальный зарядный ток не превышал 0,30 x C ампера.
ДВУХЭТАПНАЯ ЗАРЯДКА ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
В этом методе используются два устройства постоянного напряжения. На начальной фазе заряда используется установка высокого напряжения. Когда зарядка почти завершена и напряжение заряда поднялось до заданного значения (при уменьшении тока заряда), зарядное устройство переключает напряжение на более низкое значение.Этот метод позволяет осуществлять быструю зарядку в циклическом или плавающем режиме без возможности перезарядки даже после продолжительных периодов зарядки.
Двухступенчатое зарядное устройство SLA с ограничением тока Двухступенчатая зарядная характеристика при постоянном напряжении.
ЗАРЯДКА 2 ИЛИ БОЛЕЕ БАТАРЕЙ СЕРИИ
Свинцово-кислотные батареи — это группы элементов по 2 вольта, соединенных последовательно, обычно по 2, 3, 4 или 6 элементов на батарею. Свинцово-кислотные батареи напряжением до 48 В и выше можно заряжать последовательно и безопасно и эффективно.Однако по мере увеличения количества последовательно соединенных батарей возрастает вероятность небольших различий в емкости. Эти различия могут быть результатом возраста, истории хранения, колебаний температуры или неправильного обращения.
Полностью заряженные батареи никогда не следует смешивать с разряженными батареями при последовательной зарядке. Разряженные аккумуляторы перед подключением необходимо зарядить.
Когда одно зарядное устройство постоянного напряжения подключено ко всей цепочке высокого напряжения, один и тот же ток течет через все ячейки в цепочке.В зависимости от характеристик отдельных батарей, некоторые из них могут перезаряжаться, в то время как другие остаются в слегка недозаряженном состоянии.
Чтобы свести к минимуму влияние индивидуальных различий батарей, используйте батареи одного возраста, производителя, ампер-часов и истории и, если возможно, заряжайте цепочками не более 24 или 48 вольт.
ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРОВ ПАРАЛЛЕЛЬНО
Свинцово-кислотные батареи можно использовать параллельно с одной или несколькими батареями равного напряжения.При параллельном подключении аккумуляторов ток зарядного устройства будет почти поровну делиться между аккумуляторами. Специального подбора батарей не требуется. Если батареи разной емкости подключены параллельно, ток будет делиться между батареями пропорционально емкостям (фактически, внутренним сопротивлениям).
При параллельной зарядке аккумуляторов, когда ожидается различное соотношение зарядов, лучше всего предусмотреть, чтобы токи между аккумуляторами не менялись слишком сильно.
ТЕМПЕРАТУРНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ АККУМУЛЯТОРА
Герметичные свинцово-кислотные батареи
Power Sonic хорошо работают как при низких, так и при высоких температурах. Однако при низких температурах эффективность заряда снижается; при температурах выше 45 ° C (113 ° F) эффективность заряда увеличивается настолько быстро, что возникает опасность теплового разгона, если температурная компенсация неточная.
Влияние температуры на напряжение заряда менее критично в приложениях с плавающей запятой, чем в циклическом режиме, когда применяются относительно высокие токи заряда с целью короткого времени перезарядки.
Влияние температуры обязательно следует учитывать при проектировании или выборе системы зарядки. Температурная компенсация желательна в цепи зарядки, особенно при работе за пределами диапазона от 5 ° C до 35 ° C
(от 41 ° F до 95 ° F). Температурный коэффициент составляет -2 мВ / элемент / ° C ниже 20 ° C (68 ° F) при использовании поплавка и -6 мВ / элемент / ° C ниже 20 ° C при циклическом использовании. Для более высоких температур следует соответственно уменьшить напряжение заряда.
В приведенной ниже таблице температурной компенсации батареи показаны рекомендуемые напряжения заряда для различных температур, основанные на окружающем напряжении заряда на элемент.
— 2,95 25371
Температура Циклическое использование (V) Float Use (V)
-40 ° C (-40 ° F) 2,85 — 2,95
-20 ° C (-4 ° F) 2,67 — 2,77 2,34 — 2,39
-10 ° C (14 ° F) 2,61 — 2,71 2,32 — 2,37
0 ° C (32 ° F) 2,55 — 2,65 2,30 — 2.35
10 ° C (50 ° F) 2,49 — 2,59 2,28 — 2,33
20 ° C (68 ° F) 2,43 — 2,53 2,26 — 2,31
° C (77 ° F) 2,40 — 2,50 2,25 — 2,30
30 ° C (86 ° F) 2,37 — 2,47 2,24 — 2,29
40 ° C (104 ° F ) 2,31 — 2,41 2,22 — 2,27
50 ° C (122 ° F) 2.25 — 2,35 2,20 — 2,25
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЗАРЯДКА SLA АККУМУЛЯТОРОВ
Все аккумуляторы теряют емкость из-за саморазряда, рекомендуется подзарядить любую аккумуляторную батарею, хранившуюся в течение длительного периода времени, перед вводом в эксплуатацию.
Для успешного пополнения заряда батареи, хранившейся более 12 месяцев, напряжение холостого хода должно быть выше 2,0 В на элемент. В этом случае всегда проверяйте напряжение холостого хода перед попыткой дополнительной зарядки.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА
Эффективность зарядки (η) аккумулятора выражается следующей формулой:
Эффективность зарядки зависит от уровня заряда аккумулятора, температуры и скорости зарядки. График ниже иллюстрирует концепцию состояния заряда и эффективности зарядки.
На приведенном ниже графике показано, что герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы Power Sonic демонстрируют очень высокую эффективность зарядки даже при низкой скорости зарядки.
Всегда важно подбирать зарядное устройство, чтобы обеспечить правильный ток и напряжение для заряжаемой батареи. Например, нельзя использовать зарядное устройство на 24 В для зарядки аккумулятора на 12 В.
Если у вас есть какие-либо вопросы о совместимости существующего зарядного устройства с одним из наших продуктов, позвоните нам или отправьте нам электронное письмо. Мы будем рады помочь вам с зарядкой.
Как проверить систему зарядки мотоцикла — подробное руководство
Это быстрое (но исчерпывающее руководство о том, как проверить систему зарядки мотоцикла на любом мотоцикле — независимо от того, покупаете ли вы его или свой собственный.
Электрические «гремлины» пугают большинство людей, но это не обязательно.
Зарядная система для мотоцикла на самом деле довольно проста. Если вы знаете, как работает система зарядки мотоцикла и что с ней может пойти не так, вы сможете легко диагностировать неисправности.
А поскольку неисправности не являются редкостью, знание того, как исправить систему зарядки, может означать разницу между тем, чтобы добраться до дома за 200 км или остаться в глуши.
Это также может означать отказ от покупки бесполезного мотоцикла или снижение запрашиваемой цены мотоцикла на 500 долларов.
Ну, я. Поэтому я и создал этот сайт — как отдушину. Я люблю учиться и делиться тем, что другим может быть полезно. Если вам нравится то, что вы здесь читаете, и вы такая же одержимая фракция, как и я, возможно, вы захотите узнать, когда я опубликую больше. (Ознакомьтесь с последними версиями, чтобы получить представление о том, что вы увидите.)
Тестирование систем зарядки мотоциклов в двух словах
Вкратце, всего пять основных электрических компонентов в системе зарядки мотоцикла (которые регулярно выходят из строя).
Это
Генератор (или катушка статора)
Регулятор / выпрямитель
Аккумулятор
Кабели между ними
Предохранители и переключатели
Когда что-то не работает с системой зарядки вашего мотоцикла, это один из этих частей, которая вышла из строя. Выяснение того, какой из них потерпел неудачу, является важной частью.
Часто, когда вы спрашиваете что-то о системе зарядки мотоциклов на форумах, люди говорят «разряженная батарея» и приводят примеры того, когда они купили батарею, а она была разряжена в магазине.Я уверен, что так бывает, и иногда они могут быть правы. Но не покупайте батарею, если вы не уверены, что она виновата в . Лучше, если он мертв, знать, что его убило. Лучше не просто «кидать спагетти в стену». Это пустая трата спагетти.
Простая схема системы зарядки мотоциклов
К счастью, система зарядки почти всех мотоциклов одинакова. На самом деле мало что меняется.
Основные изменения, которые я заметил на современных мотоциклах, заключаются в том, что иногда обмотка статора приводится не напрямую от двигателя, а вместо этого находится в другом блоке (генераторе), который приводится в движение ремнем, как в автомобиле.Я видел это совсем недавно в двигателях BMW R1200 *, и я написал здесь руководство по замене ремня генератора.
Признаки неисправной системы зарядки мотоциклов
Существует ряд основных симптомов неисправной системы зарядки мотоциклов. Любой из них может означать, что что-то в вашей системе зарядки сломано.
Мотоцикл не заводится. Это большой, очевидный. Когда он крутится очень медленно или вы просто слышите щелчок, значит, что-то в системе зарядки мотоцикла капут.
Треск во время движения. При низком напряжении поддерживать мотоцикл в движении сложно.
Загорается и гаснет по мере увеличения оборотов. Этого не должно происходить — ваш мотоцикл должен постоянно светиться (если только это не действительно древний мотоцикл).
Загорается сигнальная лампа аккумулятора. О, так у вас есть модный мотоцикл последней модели? На самом деле фонари аккумуляторных батарей довольно распространены — у моего 14-летнего BMW R1200S 2006 года есть один (который загорелся).
Индикатор заряда аккумулятора на мотоцикле BMW
Есть и другие симптомы, но это основные.
Что может пойти не так с системой зарядки?
В основном, когда ваш мотоцикл не заряжается (или выключается), это означает, что один из перечисленных выше компонентов вышел из строя!
Отказ какого-либо компонента в системе зарядки мотоцикла происходит по ряду различных, довольно распространенных причин:
Регулятор / выпрямитель перегревается и умирает. Рег / рек живет долгой и сложной жизнью.Все время, пока мотоцикл находится в движении, он потребляет ток от генератора, восстанавливает его до нужного напряжения и преобразует его в постоянный ток, чтобы аккумулятор мог заряжаться. Что происходит с избыточным током? Он просто превращает это в тепло. Вот почему reg / rec имеет огромный радиатор (он нагревается) и находится в потоке воздуха. Через некоторое время всего этого становится слишком много, и примерно через 50 000 км (или примерно 1000 часов работы) для них вполне разумно умереть.
Батарея устарела. Батарейки имеют срок годности.Когда они стареют или за ними не ухаживают должным образом, они умирают. Современные батареи служат дольше.
Аккумулятор нагревается другими компонентами. Если ваш reg / rec не регулирует напряжение должным образом, возможно, слишком большое напряжение подается на аккумулятор мотоцикла. Аккумуляторы для мотоциклов работают от 12 до 14,5 В — больше, чем это, создает для них большую нагрузку. Жареный reg / rec означает, что при высоких оборотах вы можете увидеть напряжения от до 20 В, что является плохой новостью для батареи.
Обмотка статора вышла из строя. Или, если у вас есть отдельный генератор, возможно, ваш генератор умер — или обрывался ремень (простите, BMW!).
Ослабленные провода. Часто люди не понимают, что нельзя просто отверткой прикрутить провода клемм аккумулятора. Вы должны использовать гаечный ключ и дать ему крутящий момент не менее 5 Нм (т.е. затянуть вручную).
Оборудование, необходимое для тестирования системы зарядки мотоциклов
Вам понадобится немного оборудования.Для начала люди часто стесняются мультиметра.
Мультиметр. Подойдет любой домашний. Но мне нравится этот качественный (но доступный) автомобильный мультиметр Fluke. Это комбинация вольтметра, измерителя сопротивления и тестера целостности цепи (все, что вам нужно).
Зарядное устройство для аккумулятора. Перед проведением испытаний мотоцикл необходимо полностью зарядить. Вы можете использовать аккумуляторный тендер (этот 0,75 А «младший» зарядит аккумулятор мотоцикла за ночь), а также использовать его для поддержания заряда аккумулятора.
Кроме того, все, что вам нужно, это обычные инструменты, такие как те, что есть в вашем наборе инструментов. Вам нужно будет достать аккумулятор и отключить несколько вещей. Я просто скажу, что вам понадобятся
Плоскогубцы , чтобы открутить несколько зажимов
Шестигранные ключи , чтобы открутить (и снова затянуть) болты и прочее
Рабочие перчатки (необязательно), потому что мои руки всегда становлюсь грязным, когда делаю это!
Перед тем, как проводить какие-либо испытания системы зарядки мотоцикла… вам необходимо использовать то зарядное устройство, которое вы купили на Amazon или eBay. Оставьте на ночь.
Вам необходимо зарядить аккумулятор перед выполнением любых других тестов, иначе ваши результаты могут быть недостоверными.
Для зарядки аккумулятора обычно необходимо снять сиденье и обтекатели, если они у вас есть. Иногда приходится снимать бак — молюсь, это не ты!
Психологическое замечание: я так благодарен, что у меня есть мотоцикл с обтекателем (чтобы согреться), но с обтекателем для бикини, чтобы я мог получить доступ ко всему.
Обтекатель бикини на моем R1200S, который вызвал эту заметку.
Тест 1: Напряжение аккумуляторной батареи a при выключенном мотоцикле, а затем включенном.
Простой автомобильный мультиметр — измеряет только основные параметры.
Если вы используете зарядное устройство, индикатор будет указывать на то, что аккумулятор заряжен (надеюсь).
После того, как аккумулятор зарядится, можно приступить к тестированию системы зарядки мотоцикла! Проверьте напряжение аккумулятора с помощью мультиметра.
Если у вас напряжение 12,4 В или выше — все в порядке.
Если у вас напряжение ниже 12,4В после зарядки — вам нужен новый аккумулятор.
Перед тем, как купить новый аккумулятор — если ваш мотоцикл работал нормально и вдруг вам понадобится новый аккумулятор … вы должны спросить себя: «Почему у меня разрядился аккумулятор?»
Если он просто старый — например, аккумулятор буквально ни разу не меняли или ему больше пяти лет — тогда вам будет удобно менять аккумулятор.
Но если плохой регулятор / выпрямитель его поджарил, то вы просто снова будете жарить новый, зря тратя время и деньги.Протестируйте reg / rec — мы сделаем это дальше.
Теперь проведите аналогичный набор тестов — на мотоцикле.
Отключите мультиметр на секунду (чтобы скачки напряжения не повредили его).
Теперь включите мотоцикл, дайте ему немного прогреться и снова проверьте напряжение на аккумуляторной батарее.
На холостом ходу напряжение должно быть около 12-13 В.
При 3000 об / мин напряжение не должно превышать 15 В.
Напряжение на холостом ходу ниже 12 В? Значит, что-то не производит достаточного тока.У вас может быть короткое замыкание где-то в системе, потребляющей слишком много тока, у вас может быть неисправная катушка генератора / статора или ваш регулятор / запись может полностью выйти из строя.
Напряжение больше 15 В при 3000 об / мин? Если это так, возможно, ваш регулятор / выпрямитель частично перегорел. Вы можете сделать еще несколько тестов (это отдельная история). Но вы можете либо принять его, либо взять выстрел, купить его и заменить. В худшем случае, вам понадобится запасной позже (все они рано или поздно умрут).
Чтобы глубже понять, какая часть вашей системы зарядки мотоцикла не работает, посмотрите, работает ли ваша катушка генератора / статора или ваш регулятор / регенератор работает должным образом.
Тест 2: обмотка генератора / статора
Обмотка статора удалена на моем старом Ducati Monster 900. Я действительно был уверен, что это проблема, прежде чем я перешел на такую длину!
Вам необходимо выяснить, вырабатывает ли катушка генератора / статора достаточную мощность. Обычно вы можете проверить это, проверив выходное напряжение.
Катушка статора — это катушка (или серия катушек), которая находится вокруг ротора. Ротор — это всего лишь магнит, соединенный с коленчатым валом мотоцикла.
Когда двигатель мотоцикла вращается, т. Е. Когда он включен (или если вы нажимаете кнопку запуска!), Магниты ротора вращаются. Магниты вращаются внутри катушек статора. Изменяющееся магнитное поле, вызванное вращающимися магнитами, индуцирует ток в катушках. Работает противоположно электродвигателю.
Чтобы проверить катушку статора, необходимо проверить, выдает ли она достаточное напряжение.Если да, то обычно это признак того, что он может нести груз. (Не обязательно, но почти всегда.)
Сначала найдите выход катушки статора. Обычно пробка выходит из всей области.
Не знаете, где находится выход катушки статора? На продольно установленных двигателях, таких как V-образные близнецы, сцепление обычно находится на одной стороне двигателя, а статор — на другой. Вы знаете сторону сцепления, потому что к ней идет трос сцепления и привод. Вы знаете сторону статора, потому что это другая сторона! С этой стороны вы можете найти пробку.
Для поперечно установленных двигателей, таких как мой BMW или многих рядных четырехцилиндровых мотоциклов, это не так очевидно. Там проще найти регулятор / выпрямитель (часто под сиденьем) и там проверить напряжение.
После того, как вы определите выходной сигнал обмотки статора, выполните следующие тесты:
Проверки обмотки генератора / статора при выключенном двигателе:
Проверьте сопротивление между каждым из контактов (если их всего два, тогда сопротивление между ними).Используйте мультиметр на шкале низкого сопротивления. Сопротивление должно быть низким (примерно 0,2-0,5 Ом). Если цепь разомкнута: катушка разомкнулась. Если это короткое замыкание: плохие новости, обе катушки замкнуты на массу.
Проверьте сопротивление между контактами и массой (шасси или отрицательный полюс аккумулятора). Это должен быть разрыв цепи. Если что-то не так, значит, неисправность.
Если вы все еще не обнаружили никаких проблем, вы можете провести несколько тестов с включенным двигателем.Вы зарядили аккумулятор, он должен запуститься.
Проверки обмотки генератора / статора при включенном двигателе:
Переведите мультиметр в режим переменного тока.
Теперь вы можете проверить напряжение между выводами обмотки статора при 3000 об / мин. В зависимости от вашего мотоцикла вы должны получить показания от 20 до 50 вольт.
Неважно, какое напряжение вы получите (если оно не ниже 15 — при 3000 об / мин, у вас определенно должно быть напряжение, достаточное для зарядки аккумулятора, т.е.е. более 15). Более важно то, что а) есть показания напряжения на всех клеммах и б) они все очень похожи на (если у вас многофазный генератор переменного тока).
Некоторые старые генераторы переменного тока просто двухфазные и имеют только два выходных провода. Это единственное напряжение, которое вы измеряете.
Большинство современных генераторов переменного тока имеют три фазы и три выходных провода. Итак, вам нужно измерить A-B, B-C и A-C. В этом случае ваши напряжения должны быть одинаковыми.
Тест 3: регулятор / выпрямитель
Два блока регулятора / выпрямителя от двух мотоциклов
Последний тест — ваш регулятор / выпрямитель.
Они часто выходят из строя на старых мотоциклах, потому что они живут очень тяжелой жизнью. Для миллионов оборотов двигателя они должны получить большое напряжение, преобразовать его в постоянный ток, а затем отсечь избыток, выпуская из него тепло.
Это то, что делают регуляторы / выпрямители (на самом деле это две вещи, но обычно они находятся в одном блоке, потому что их легко построить таким образом — они сделаны из сильноточных диодов).
Выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное напряжение . Это то же самое, что и в любом адаптере питания в вашем доме, например, в зарядном устройстве для телефона. Напряжение переменного тока, которое выходит из розетки, необходимо преобразовать в постоянное для зарядки ваших устройств. Переменный ток можно использовать только для вещей, которые просто обеспечивают тепло или свет (где направление тока не имеет значения), например духовки, тостеры, чайники и лампы.
Двухполупериодная схема выпрямителя. Независимо от того, идет ли размах переменного тока вверх или вниз, он выдает положительное напряжение.
Стабилизатор понижает напряжение с высоких до уровней, при которых аккумулятор не сгорит. Генератор вырабатывает огромное напряжение — выше, чем выше крутится двигатель. Регулятор срезает лишнее и дает батарее только то, что ей нужно. Иногда это урезает более 70% доступного напряжения!
Печально то, что просто отбрасывает эту избыточную мощность как тепло . Поэтому регуляторы жарят. Они ошеломлены.
Когда регулятор поджаривает, вы получаете либо а) отсутствие напряжения (разряженная батарея), либо б) чрезмерное напряжение (сгоревшая батарея, что также означает разряженную батарею).
Вот почему , если у вас разряженная батарея, и вы заменили ее, не проверяя регистр / запись, вы можете просто поджарить батарею снова.
Чтобы проверить регулятор / выпрямитель: Что ж, если вы понимаете, как работают диоды, вы можете установить свой мультиметр в режим «диод», чтобы проверить полярность клемм вашего модуля reg / rec. Конфигурация диодов и ориентация моста зависят от вашего конкретного мотоцикла, поэтому вам необходимо проконсультироваться со схемой подключения вашего мотоцикла.
Руководство по эксплуатации мотоцикла Ducati для 2000-01 Monster 900 IE — секция регулятора / выпрямителя
Если это была тарабарщина, то вот хороший алгоритм тестирования: Если катушка статора выдавала правильное напряжение в приведенных выше тестах, но напряжение на вашей батарее кажется выключенным (например, при повышении оборотов он превышает 15 В), значит, ваш модуль reg / rec не работает .
Если ваш модуль reg / rec неисправен, вы можете купить ту же деталь или, если вы играете, вы можете купить аналогичную деталь от любого другого мотоцикла, разрезать провода и вставить их.
Как правильно выбрать зарядное устройство
Позвольте мне начать с заявления об отказе от ответственности: BatteryStuff.com не продает недорогие стандартные зарядные устройства для аккумуляторов, которые часто можно найти в торговых точках и некоторых других интернет-магазинах. Мы специально обслуживаем зарядные устройства с микропроцессорным управлением, также известные как интеллектуальные зарядные устройства. Все зарядные устройства, которые мы имеем в наличии, проверяются, тестируются и выбираются на основе функции, надежности и долговечности.
Зарядное устройство этого типа предназначено для зарядки свинцово-кислотных и других типов аккумуляторов на основе компьютерных алгоритмов.Проще говоря, зарядное устройство собирает информацию с аккумулятора и регулирует ток и напряжение заряда на основе этой информации. Это позволяет заряжать аккумулятор быстро, правильно и полностью при использовании интеллектуального зарядного устройства. Все продаваемые нами зарядные устройства могут оставаться подключенными к аккумулятору в течение неограниченного периода времени и не будут перезаряжать или повреждать его.
Простые шаги по выбору зарядного устройства, подходящего для ваших нужд.
Шаг 1. Выбор зарядного устройства в зависимости от типа батареи
Независимо от того, является ли ваша батарея необслуживаемой, влажной ячейкой (залитой), AGM (абсорбированным стекломатом), гелевой ячейкой или VRLA (свинцово-кислотной батареей с регулируемым клапаном), одно зарядное устройство должно работать для всех типов, кроме гелевой ячейки.Однако некоторые из наших зарядных устройств для гелевых элементов будут хорошо работать с другими типами аккумуляторов.
Шаг 2: Определение емкости батареи
Мы имеем в виду не физический размер, а то, сколько ампер-часов хранится в вашей батарее. Например, типичный полноразмерный автомобильный аккумулятор составляет около 50 ампер-часов, поэтому вы должны выбрать зарядное устройство на 10 ампер, которое потребует около 6 часов для его зарядки, если аккумулятор полностью разряжен. Другой пример — морская батарея глубокого разряда, рассчитанная на 100 ампер-часов. Зарядному устройству на 10 А потребуется около 11 часов, чтобы полностью зарядить разряженный аккумулятор.Чтобы рассчитать общее время зарядки аккумулятора, хорошее практическое правило состоит в том, чтобы разделить номинальную мощность аккумулятора в ампер-часах на мощность зарядного устройства (в амперах), а затем прибавить около 10% к дополнительному времени, чтобы полностью зарядить аккумулятор. .
Некоторым людям, которым нужна быстрая подзарядка, следует поискать зарядное устройство с большим током, например зарядное устройство для тележки для гольфа. Если вы никуда не торопитесь, можете выбрать зарядное устройство меньшего размера. Самое главное — убедиться, что у вас достаточно мощности зарядного устройства, чтобы выполнить требуемую работу за отведенное вам время.
Шаг 3. Выбор зарядного устройства в зависимости от желаемого результата
Некоторым людям требуется зарядное устройство, чтобы заряжать аккумулятор мотоцикла, классического автомобиля или самолета в межсезонье. В этих случаях подойдет простое слаботочное зарядное устройство. Другим требуется быстрое и мощное зарядное устройство для быстрого восстановления аккумулятора троллингового двигателя или набора аккумуляторов для инвалидных колясок. Другие типы зарядных устройств и причины, по которым они могут вам понадобиться:
Зарядные устройства MULTI VOLTAGE для использования при посещении другой страны
Водонепроницаемые зарядные устройства для непогоды
Зарядные устройства, которые используются в качестве источников питания для жилых автофургонов
Зарядное устройство для нескольких аккумуляторов одновременно
Надеемся, мы помогли вам определить, какое зарядное устройство лучше всего подходит для вашего приложения.Воспользуйтесь ссылкой ниже, чтобы увидеть наш большой выбор зарядных устройств для аккумуляторов и зарядных устройств 12/24 В.
Выберите лучшее зарядное устройство
Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.
Написано 18 сентября 2020 г. в 10:38
Что такое регулятор напряжения и как он работает?
Большинству интегрированных ИС требуется постоянное напряжение, с которым они могут работать. Будь то простой логический вентиль или сложный микропроцессор, у них есть собственное рабочее напряжение.Наиболее распространенные рабочие напряжения — 3,3 В, 5 В и 12 В. Хотя у нас есть батареи и адаптеры постоянного тока, которые могут действовать как источник напряжения, в большинстве случаев они не могут быть напрямую подключены к нашей схеме, поскольку напряжение от них не регулируется.
Скажем, например, у нас есть батарея на 9 В, но нам нужно активировать реле 5 В, которое, очевидно, работает на 5 В. Что мы здесь делаем?
Что такое регулятор напряжения и почему мы его используем?
Вспомните школьные годы, нас учили, что на резисторах падает напряжение.Разве не было бы простым решением просто использовать резисторы для падения напряжения в соответствии с законом Ома? Но затем на резисторах падает напряжение в зависимости от протекающего через них тока. В тот момент, когда ваш компонент начинает потреблять меньше тока, напряжение резко возрастает и убивает его.
Вам нужно что-то получше — напряжение не должно зависеть от тока нагрузки, по крайней мере, не сильно. Следующее простейшее решение, которое приходит вам в голову, — это делитель напряжения. Для этого нужны два резистора, но, эй, если их можно втиснуть, они также могут работать.Еще одна неприятная проблема — в тот момент, когда ваш компонент начинает потреблять слишком большой ток, выход делителя проседает — верхний резистор не может удовлетворить текущую потребность. Теперь вы действительно начинаете желать, чтобы вы узнали об этом в школе. Вы можете исправить это, уменьшив номиналы резисторов, но это заставит два резистора потреблять слишком большой ток, что, вероятно, разрушит ваш текущий бюджет и станет слишком горячим с непосредственным риском отказа.
Что еще можно было сделать? Усиление! Конечно, вам пришлось потратить на это много часов лекций! Почему бы не добавить транзистор NPN в качестве повторителя напряжения? Делитель напряжения смещения можно подключить к базе, вход шины 12 В к коллектору, а выход к компоненту к эмиттеру, и бинго, вы решили проблему!
Конечно, исправление работает, но оставляет у вас неприятное ощущение — вы использовали три части, и при тестировании обнаруживаете, что сбои в шине питания 12 В идеально воспроизводятся на выходе.Конечно, это усилитель, у него нет интеллекта для автокомпенсации. Вы можете заменить нижний резистор делителя напряжения на стабилитрон, но ток, необходимый для правильного смещения стабилитрона (против таких вещей, как температурные коэффициенты и дрейф), почти равен потреблению вашего компонента, что совершенно бессмысленно.
Нет лучшего способа сделать это? Разве нет волшебного черного ящика, в котором было бы все необходимое для эффективного сброса напряжения? Миллионы EEE по всему миру пережили подобные периоды стресса (включая меня!).Конечно, не все проблемы связаны с падением напряжения, но подобные ситуации обычны в лабораториях EEE повсюду!
Но вам повезло — нужный вам компонент существует. Фактически, это одна из первых коммерческих реализаций технологии IC (не считая операционных усилителей) — скромный стабилизатор напряжения .
Если вы когда-нибудь посмотрите техническое описание регулятора напряжения, вы будете поражены схемой, в которой они были упакованы, чтобы понижать напряжение и поддерживать его в чистоте — хороший стабильный регулятор напряжения, усилители с обратной связью и компенсацией. — приличный силовой каскад.Конечно, если мы смогли вместить столько технологий в эти наши телефоны, почему бы не сделать регулировку напряжения в красивом корпусе TO-92?
Они становятся лучше с каждым днем - некоторые из них потребляют не более нескольких наноампер, то есть тысячных миллионных ампер! Более того, другие поставляются с защитой от короткого замыкания и перегрева, что делает их надежными.
Регуляторы напряжения — подробный обзор
Как мы видели в разделе выше, основная задача регулятора напряжения — понижать большее напряжение до меньшего и поддерживать его стабильность, поскольку это регулируемое напряжение используется для питания (чувствительной) электроники.
Регулятор напряжения в основном представляет собой усиленный эмиттерный повторитель, подобный описанному выше — транзистор, подключенный к стабильному опорному источнику, который выдает постоянное напряжение, понижая остальное.
Они также имеют встроенный усилитель ошибки, который измеряет выходное напряжение (снова через делитель), сравнивает его с опорным напряжением, вычисляет разность и соответствующим образом управляет выходным транзистором. Это далеко от делителя напряжения, который точно воспроизводит входной сигнал, хотя и немного меньше.Вы не хотите, чтобы пульсации переменного тока накладывались на вашу шину постоянного напряжения.
Желательно иметь транзистор с высоким коэффициентом усиления, поскольку управлять силовыми транзисторами очень сложно, с жалким коэффициентом усиления в диапазоне двух цифр. Это было преодолено с помощью транзисторов Дарлингтона, а в последнее время — полевых МОП-транзисторов. Поскольку для управления этими типами требуется меньший ток, общее потребление тока снижается. Это дополняется тем фактом, что внутренний источник опорного напряжения также потребляет очень небольшой ток.
Ток, который регулятор потребляет для управления всей этой внутренней схемой, когда выход не нагружен, называется током покоя. Чем меньше ток покоя, тем лучше.
Эти регуляторы построены с использованием трех транзисторов на силовом выходном каскаде — два из них в конфигурации Дарлингтона, а другой — в качестве устройства ограничения тока. Последовательные переходы CE в сумме дают падение напряжения на регуляторе около 2 В.
Это напряжение известно как напряжение падения, напряжение, ниже которого регулятор перестает регулировать.
Вы можете найти устройства, называемые LDO-стабилизаторами или стабилизаторами с малым падением напряжения, с падением напряжения около 0,4 В, поскольку они используют переключатель MOSFET.
Трехконтактный регулятор
Достаточно поговорить, теперь о фактических номерах деталей.
Наиболее распространенной серией регуляторов напряжения является серия 78XX .Две цифры после 78 представляют собой выходное напряжение регулятора, например, 7805 — это регулятор 5 В, а 7812 — регулятор 12 В. Выходные напряжения, доступные с фиксированными регуляторами, охватывают широкий диапазон от 3,3 В до 24 В с хорошими значениями, такими как 5 В, 6 В, 9 В, 15 В и 18 В.
Стабилизаторы этой серии отлично подходят для большинства целей, они могут выдерживать почти 30 В на входе и, в зависимости от корпуса, выходной ток до 1 А. Они исключительно просты в использовании — подключите входной контакт к входному напряжению, а выходной контакт — к устройству, которому требуется более низкое напряжение, и, конечно же, контакт заземления к земле.
Здесь развязывающие конденсаторы необязательны, поскольку усилители обратной связи «отклоняют» входную пульсацию и шум, следя за тем, чтобы они не передавались на выход. Однако, если ваше устройство потребляет более нескольких десятков миллиампер, рекомендуется не менее 4,7 мкФ на входе и выходе, предпочтительно из керамики.
Интересная вещь, которую делают люди, — на этих регуляторах делают примитивные зарядные устройства для телефонов. Просто подключите батарею 9 В ко входу и соответствующий USB-разъем к выходу, и вуаля, у вас есть аварийное зарядное устройство для телефона.Эта конструкция достаточно прочная, поскольку на микросхеме встроена термозащита.
Хорошая особенность таких регуляторов напряжения заключается в том, что их распиновка практически универсальна, поэтому возможна их замена. В настоящее время большинство «транзисторных» корпусов на печатных платах представляют собой регуляторы напряжения, которые можно использовать для других проектов, поскольку они очень просты в использовании.
Увеличение выходного тока регуляторов напряжения
Одним из ограничений, которое быстро преодолевает полезность, является выходной ток, который сильно ограничен корпусом и способом его установки.
Существуют сильноточные варианты этих регуляторов, но их сложно найти.
Единственные устройства, способные выдавать большие токи, — это импульсные преобразователи постоянного тока в постоянный, но показатели выходного шума ужасны.
Можно спроектировать собственный сильноточный линейный стабилизатор, но в конечном итоге вы столкнетесь со всеми проблемами, упомянутыми выше.
К счастью, есть способ «захватить» стандартный регулятор с помощью нескольких дополнительных деталей и увеличить выходной ток.
Большинство этих модификаций включают добавление обходного транзистора через стабилизатор и управление базой с входом, как показано на рисунке ниже.
Регулируемые регуляторы
Три концевых стабилизатора довольно хороши и просты в использовании, но что, если вам нужно нестандартное выходное напряжение, такое как 10,5 В или 13 В?
Конечно, более или менее возможно взломать фиксированные регуляторы, но требуемая схема довольно сложна и превосходит основную цель простоты.
Существует
устройств, которые могут выполнять эту работу за нас, самым популярным из которых является LM317.
LM317 похож на любой другой линейный регулятор со входом и выходом, но вместо контакта заземления есть контакт, называемый «Adjust». Этот вывод предназначен для получения обратной связи от делителя напряжения на выходе, чтобы на выводе всегда было 1,25 В, изменяя значения сопротивления, мы можем получить разные напряжения. В техническом описании даже сказано: «устраняет запасы множества фиксированных напряжений», но, конечно, это применимо только в том случае, если вы можете позволить себе иметь эти два резистора на борту.
В таких регулируемых регуляторах хорошо то, что при небольшом изменении конфигурации они также могут служить в качестве источников постоянного тока.
Подключив резистор к выходному контакту, а регулировочный штифт к другому концу резистора, как показано на рисунке, регулятор пытается поддерживать постоянное напряжение 1,25 В на выходном резисторе и, следовательно, постоянный ток на выходе. Эта простая схема довольно популярна среди диодных лазеров.
Фиксированные стабилизаторы тоже могут это делать, но напряжения падения неоправданно высоки (фактически, номинальное выходное напряжение). Однако они сработают в крайнем случае, если вы в отчаянии.
Ограничения регулятора напряжения
Самым большим преимуществом линейных регуляторов является их простота; больше нечего сказать.
Однако, как и все хорошие чипы, у них есть свои ограничения.
Линейные регуляторы работают как переменный резистор с обратной связью, сбрасывая ненужное напряжение.При рисовании того же тока, что и нагрузка. Эта потраченная впустую энергия преобразуется в тепло, что делает эти регуляторы горячими и неэффективными при высоких токах.
Например, регулятор 5 В с входом 12 В, работающий на токе 1 А, имеет потерю мощности (12 В — 5 В) * 1 А, что составляет 7 Вт! Это много потраченной впустую энергии, а КПД всего 58%!
Значит, при больших перепадах входного-выходного напряжения или при больших токах регуляторы имеют жалкую энергоэффективность.