Punjač za male baterije. Krugovi punjača za automobilske akumulatore. Jednostavan automatski punjač
Pokušao sam da u naslov ovog članka unesem sve prednosti ove šeme, koje ćemo razmotriti, i naravno nisam baš uspio. Pogledajmo sada sve prednosti po redu.
Glavna prednost punjača je što je potpuno automatski. Kolo kontrolira i stabilizira potrebnu struju punjenja baterije, prati napon baterije i kada dostigne željeni nivo, smanjuje struju na nulu.
Koje baterije se mogu puniti?
Gotovo sve: litijum-jonski, nikl-kadmijum, olovo i ostalo. Opseg primjene ograničen je samo strujom punjenja i naponom.Ovo će biti dovoljno za sve potrebe domaćinstva. Na primjer, ako je vaš ugrađeni kontroler punjenja pokvaren, možete ga zamijeniti ovim krugom. Ovim automatskim punjačem mogu se puniti akumulatorski odvijači, usisivači, baterijske lampe i drugi uređaji, čak i akumulatori za automobile i motocikle.
Gdje se još shema može primijeniti?
Osim punjača, ovaj sklop se može koristiti kao kontroler punjenja za alternativne izvore energije, kao što je solarna baterija.Kolo se također može koristiti kao regulirano napajanje za laboratorijske svrhe sa zaštitom od kratkog spoja.
Glavne prednosti:
- - Jednostavnost: krug sadrži samo 4 prilično uobičajene komponente.
- - Potpuna autonomija: kontrola struje i napona.
- - LM317 čipovi imaju ugrađenu zaštitu od kratkih spojeva i pregrijavanja.
- - Male dimenzije finalnog uređaja.
- - Veliki opseg radnog napona 1,2-37 V.
Nedostaci:
- - Struja punjenja do 1,5 A. Ovo najvjerovatnije nije nedostatak, već karakteristika, ali ovdje ću definirati ovaj parametar.
- - Za struje veće od 0,5 A potrebna je ugradnja na radijator. Također biste trebali uzeti u obzir razliku između ulaznog i izlaznog napona. Što je ova razlika veća, to će se mikro krugovi više zagrijavati.
Krug automatskog punjača
Dijagram ne prikazuje izvor napajanja, već samo upravljačku jedinicu. Izvor napajanja može biti transformator sa ispravljačkim mostom, napajanje iz laptopa (19 V) ili napajanje iz telefona (5 V). Sve zavisi od toga koje ciljeve težite.Krug se može podijeliti na dva dijela, svaki od njih funkcionira zasebno. Prvi LM317 sadrži stabilizator struje. Otpornik za stabilizaciju izračunava se jednostavno: "1,25 / 1 = 1,25 Ohm", gdje je 1,25 konstanta koja je uvijek ista za sve, a "1" je stabilizacijska struja koja vam je potrebna. Izračunavamo, a zatim biramo najbliži otpornik iz linije. Što je struja veća, otpornik treba da preuzme više snage. Za struju od 1 A – minimalno 5 W.
Druga polovina je stabilizator napona. Ovdje je sve jednostavno, koristite varijabilni otpornik za podešavanje napona napunjene baterije. Na primjer, za automobilske akumulatore je negdje oko 14,2-14,4. Za konfiguraciju, spojite otpornik opterećenja od 1 kOhm na ulaz i izmjerite napon multimetrom. Postavljamo podniz otpornik na željeni napon i to je to. Čim se baterija napuni i napon dostigne zadanu vrijednost, mikrokolo će smanjiti struju na nulu i punjenje će prestati.
Ja sam lično koristio takav uređaj za punjenje litijum-jonskih baterija. Nije tajna da ih je potrebno pravilno puniti i ako pogriješite, mogu čak i eksplodirati. Ovaj punjač se nosi sa svim zadacima.
Da biste kontrolirali prisutnost naboja, možete koristiti krug opisan u ovom članku -.
Postoji i shema za ugradnju ovog mikrokola u jedno: stabilizacija struje i napona. Ali u ovoj opciji operacija nije potpuno linearna, ali u nekim slučajevima može funkcionirati.
Informativan video, samo ne na ruskom, ali možete razumjeti formule izračuna.
Tko se u svojoj praksi nije susreo s potrebom za punjenjem baterije i, razočaran nedostatkom punjača s potrebnim parametrima, bio je prisiljen kupiti novi punjač u trgovini ili ponovo sastaviti potreban krug?
Tako sam više puta morao rješavati problem punjenja raznih baterija kada pri ruci nije bilo odgovarajućeg punjača. Morao sam na brzinu sklopiti nešto jednostavno, u odnosu na određenu bateriju.
Situacija je bila podnošljiva sve dok se nije pojavila potreba za masovnom pripremom, a samim tim i punjenjem baterija. Bilo je potrebno proizvesti nekoliko univerzalnih punjača - jeftinih, koji rade u širokom rasponu ulaznih i izlaznih napona i struja punjenja.
Dolje predloženi krugovi punjača razvijeni su za punjenje litijum-jonskih baterija, ali je moguće puniti i druge tipove baterija i kompozitnih baterija (koristeći istu vrstu ćelija, u daljem tekstu AB).
Sve predstavljene sheme imaju sljedeće glavne parametre:
ulazni napon 15-24 V;
struja punjenja (podesiva) do 4 A;
izlazni napon (podesiv) 0,7 - 18 V (pri Uin=19V).
Sva kola su dizajnirana za rad sa napajanjima sa laptopa ili za rad sa drugim izvorima napajanja sa DC izlaznim naponom od 15 do 24 Volta i izgrađena su na široko rasprostranjenim komponentama koje su prisutne na pločama starih računarskih izvora napajanja, napajanja drugih uređaja , laptopove itd.
Memorijsko kolo br. 1 (TL494)
Memorija u šemi 1 je snažan generator impulsa koji radi u rasponu od desetina do nekoliko hiljada herca (frekvencija je varirala tokom istraživanja), sa podesivom širinom impulsa.
Baterija se puni strujnim impulsima ograničenim povratnom spregom koju formira strujni senzor R10, spojen između zajedničke žice kola i izvora prekidača na tranzistoru sa efektom polja VT2 (IRF3205), filter R9C2, pin 1, koji je “direktni” ulaz jednog od pojačivača greške TL494 čipa.
Inverzni ulaz (pin 2) istog pojačala greške se napaja uporednim naponom, reguliranim promjenjivim otpornikom PR1, iz referentnog izvora napona ugrađenog u čip (ION - pin 14), koji mijenja potencijalnu razliku između ulaza. pojačivača greške.
Čim vrijednost napona na R10 pređe vrijednost napona (podešenu promjenjivim otpornikom PR1) na pinu 2 mikrokola TL494, impuls struje punjenja će se prekinuti i ponovo nastaviti tek u sljedećem ciklusu impulsne sekvence koju generiše generator mikro kola.
Na taj način podešavamo širinu impulsa na kapiji tranzistora VT2, kontrolišemo struju punjenja baterije.
Tranzistor VT1, povezan paralelno sa kapijom moćnog prekidača, obezbeđuje potrebnu brzinu pražnjenja kapacitivnosti kapije potonjeg, sprečavajući "glatko" zaključavanje VT2. U ovom slučaju, amplituda izlaznog napona u odsustvu baterije (ili drugog opterećenja) je gotovo jednaka ulaznom naponu napajanja.
S aktivnim opterećenjem, izlazni napon će biti određen strujom kroz opterećenje (njegov otpor), što omogućava da se ovaj krug koristi kao strujni pokretač.
Prilikom punjenja baterije, napon na izlazu prekidača (a samim tim i na samoj bateriji) će se vremenom povećati do vrijednosti određene ulaznim naponom (teoretski) i to se, naravno, ne može dopustiti, znajući da vrijednost napona litijumske baterije koja se puni treba biti ograničena na 4,1 V (4,2 V). Stoga memorija koristi sklop uređaja praga, koji je Schmittov okidač (u daljnjem tekstu - TS) na op-pojačalu KR140UD608 (IC1) ili na bilo kojem drugom op-pojačalu.
Kada se postigne potrebna vrijednost napona na bateriji, pri kojoj su potencijali na direktnom i inverznom ulazu (pinovi 3, 2 - respektivno) IC1 jednaki, na izlaz op-pojačala, uzrokujući da LED koja označava kraj punjenja HL2 i LED pali optospojler VH1 koji će otvoriti vlastiti tranzistor, blokirajući dovod impulsa na izlaz U1. Ključ na VT2 će se zatvoriti i baterija će prestati da se puni.
Kada se baterija napuni, ona će početi da se prazni preko reverzne diode ugrađene u VT2, koja će biti direktno povezana u odnosu na bateriju i struja pražnjenja će biti otprilike 15-25 mA, uzimajući u obzir i pražnjenje kroz elemente TS kola. Ako se ova okolnost nekome čini kritičnom, u razmak između odvoda i negativnog terminala baterije treba postaviti moćnu diodu (po mogućnosti s malim padom napona naprijed).
TS histereza u ovoj verziji punjača je odabrana tako da će punjenje ponovo početi kada napon na bateriji padne na 3,9 V.
Ovaj punjač se također može koristiti za punjenje serijski povezanih litijumskih (i drugih) baterija. Dovoljno je kalibrirati potreban prag odziva pomoću varijabilnog otpornika PR3.
Tako, na primjer, punjač sastavljen prema shemi 1 radi s trodijelnom serijskom baterijom iz prijenosnog računala, koja se sastoji od dvostrukih elemenata, koja je postavljena da zamijeni nikl-kadmijumsku bateriju odvijača.
Napajanje sa laptopa (19V/4.7A) je priključeno na punjač, montiran u standardnu kutiju punjača odvijača umjesto u originalno kolo. Struja punjenja "nove" baterije je 2 A. Istovremeno, tranzistor VT2, koji radi bez radijatora, zagrijava se do maksimalne temperature od 40-42 C.
Punjač se, naravno, isključuje kada napon baterije dostigne 12,3V.
Histereza TS kada se promijeni prag odziva ostaje ista kao PERCENTAGE. To jest, ako se pri naponu isključivanja od 4,1 V punjač ponovo uključio kada je napon pao na 3,9 V, tada se u ovom slučaju punjač ponovo uključio kada se napon na bateriji smanjio na 11,7 V. Ali ako je potrebno , dubina histereze se može promijeniti.
Prag punjača i kalibracija histereze
Kalibracija se vrši pomoću eksternog regulatora napona (laboratorijsko napajanje).Gornji prag za aktiviranje TS je postavljen.
1. Odspojite gornji pin PR3 iz strujnog kruga punjača.
2. Priključujemo “minus” laboratorijskog napajanja (u daljem tekstu LBP svuda) na negativni terminal za bateriju (sama baterija ne bi trebala biti u krugu tokom podešavanja), “plus” LBP-a na pozitivni pol za akumulator.
3. Uključite punjač i LBP i podesite željeni napon (12,3 V, na primjer).
4. Ako je indikacija kraja punjenja uključena, okrenite klizač PR3 prema dolje (prema dijagramu) dok se indikator ne ugasi (HL2).
5. Polako rotirajte PR3 motor prema gore (prema dijagramu) dok se indikacija ne upali.
6. Polako smanjite nivo napona na izlazu LBP-a i pratite vrijednost pri kojoj se indikacija ponovo gasi.
7. Ponovo provjerite nivo rada gornjeg praga. U redu. Histerezu možete podesiti ako niste zadovoljni naponom koji uključuje punjač.
8. Ako je histereza previše duboka (punjač je uključen na preniskom naponskom nivou - ispod npr. nivoa pražnjenja baterije), okrenite klizač PR4 ulijevo (prema dijagramu) ili obrnuto - ako dubina histereze je nedovoljna, - udesno (prema dijagramu) Prilikom promjene dubine histereze, nivo praga se može pomjeriti za nekoliko desetinki volta.
9. Napravite probni rad, podižući i snižavajući nivo napona na LBP izlazu.
Postavljanje trenutnog načina rada je još lakše.
1. Prag uređaj isključujemo bilo kojim dostupnim (ali sigurnim) metodama: na primjer, "povezivanjem" PR3 motora na zajedničku žicu uređaja ili "kratkim spajanjem" LED-a na optokapleru.
2. Umjesto baterije na izlaz punjača spajamo opterećenje u obliku sijalice od 12 volti (na primjer, za postavljanje koristio sam par 12V 20-vatnih lampi).
3. Priključujemo ampermetar na prekid bilo koje žice za napajanje na ulazu punjača.
4. Postavite PR1 motor na minimum (maksimalno lijevo prema dijagramu).
5. Uključite memoriju. Glatko rotirajte dugme za podešavanje PR1 u smjeru povećanja struje dok se ne dobije tražena vrijednost.
Možete pokušati promijeniti otpor opterećenja prema nižim vrijednostima njegovog otpora tako da paralelno povežete, recimo, drugu sličnu lampu ili čak "kratko spojite" izlaz punjača. Struja se ne bi trebala značajno mijenjati.
Prilikom testiranja uređaja pokazalo se da su frekvencije u rasponu od 100-700 Hz optimalne za ovo kolo, pod uslovom da se koriste IRF3205, IRF3710 (minimalno zagrijavanje). Budući da je TL494 nedovoljno iskorišten u ovom krugu, pojačalo bez greške na IC-u može se koristiti za pokretanje temperaturnog senzora, na primjer.
Također treba imati na umu da ako je raspored neispravan, čak ni pravilno sastavljen pulsni uređaj neće ispravno raditi. Stoga ne treba zanemariti iskustvo sastavljanja energetskih impulsnih uređaja, koje je više puta opisano u literaturi, naime: svi "naponski" priključci istog imena trebaju biti smješteni na najkraćoj udaljenosti jedan od drugog (idealno u jednoj tački). Tako, na primjer, priključne točke kao što su kolektor VT1, terminali otpornika R6, R10 (tačke spajanja sa zajedničkom žicom kola), terminal 7 od U1 - treba kombinirati gotovo u jednoj tački ili kroz ravan kratki i široki provodnik (autobus). Isto vrijedi i za odvod VT2, čiji izlaz treba “okačiti” direktno na “-” terminal baterije. Priključci IC1 također moraju biti u bliskoj "električnoj" blizini terminala baterije.
Memorijsko kolo br. 2 (TL494)
Shema 2 se ne razlikuje mnogo od sheme 1, ali ako je prethodna verzija punjača bila dizajnirana za rad s AB odvijačem, tada je punjač u shemi 2 zamišljen kao univerzalni, male veličine (bez nepotrebnih elemenata za podešavanje), dizajniran za rad sa kompozitnim, uzastopno povezanim elementima do 3, i sa pojedinačnim.
Kao što vidite, za brzu promjenu trenutnog režima i rad sa različitim brojem elemenata povezanih u seriju, uvedena su fiksna podešavanja sa trim otpornicima PR1-PR3 (trenutna postavka), PR5-PR7 (postavljanje praga kraja punjenja za različit broj elemenata) i prekidače SA1 (trenutni odabir punjenja) i SA2 (odabir broja baterija koje će se puniti).
Prekidači imaju dva smjera, pri čemu njihove druge sekcije prebacuju LED indikatore za odabir načina rada.
Druga razlika u odnosu na prethodni uređaj je korištenje drugog pojačala greške TL494 kao elementa praga (povezanog prema TS krugu) koji određuje kraj punjenja baterije.
Pa, i, naravno, kao ključ je korišten tranzistor p-provodljivosti, što je pojednostavilo punu upotrebu TL494 bez upotrebe dodatnih komponenti.
Metoda za postavljanje krajnjih pragova punjenja i trenutnih modova je ista, što se tiče podešavanja prethodne verzije memorije. Naravno, za različit broj elemenata, prag odziva će se višestruko promijeniti.
Prilikom testiranja ovog kola primijetili smo jače zagrijavanje prekidača na VT2 tranzistoru (pri izradi prototipova koristim tranzistore bez hladnjaka). Iz tog razloga, trebalo bi da koristite drugi tranzistor (koji jednostavno nisam imao) odgovarajuće provodljivosti, ali sa boljim strujnim parametrima i manjim otporom otvorenog kanala, ili udvostručiti broj tranzistora naznačenih u kolu, povezujući ih paralelno sa odvojeni gejt otpornici.
Upotreba ovih tranzistora (u "single" verziji) u većini slučajeva nije kritična, ali u ovom slučaju se planira postavljanje komponenti uređaja u kućište male veličine pomoću malih radijatora ili bez radijatora.
Memorijsko kolo br. 3 (TL494)
U punjaču na dijagramu 3 dodano je automatsko odvajanje baterije od punjača uz prelazak na opterećenje. Ovo je zgodno za provjeru i proučavanje nepoznatih baterija. TS histerezu za rad sa pražnjenjem baterije treba povećati na donji prag (za uključivanje punjača), jednak punom pražnjenju baterije (2,8-3,0 V).
Krug punjača br. 3a (TL494)
Shema 3a je varijanta sheme 3.
Memorijsko kolo br. 4 (TL494)
Punjač na dijagramu 4 nije ništa komplikovaniji od prethodnih uređaja, ali razlika od prethodnih šema je u tome što se baterija ovdje puni jednosmjernom strujom, a sam punjač je stabilizirani regulator struje i napona i može se koristiti kao laboratorij modul za napajanje, klasično napravljen prema “datasheet-u” prema kanonima.
Takav modul je uvijek koristan za testiranje baterija i drugih uređaja na klupi. Ima smisla koristiti ugrađene uređaje (voltmetar, ampermetar). Formule za izračunavanje skladišnih i interferentnih prigušnica opisane su u literaturi. Samo da kažem da sam tokom testiranja koristio gotove razne prigušnice (sa rasponom specificiranih induktivnosti), eksperimentirajući sa PWM frekvencijom od 20 do 90 kHz. Nisam primijetio neku posebnu razliku u radu regulatora (u rasponu izlaznih napona 2-18 V i struja 0-4 A): manje promjene u grijanju ključa (bez radijatora) su mi sasvim odgovarale . Efikasnost je, međutim, veća kada se koriste manje induktivnosti.
Regulator je najbolje radio s dvije serijski spojene prigušnice od 22 µH u kvadratnim oklopljenim jezgrama iz pretvarača integriranih u matične ploče laptopa.
Memorijsko kolo br. 5 (MC34063)
Na dijagramu 5, verzija PWM kontrolera sa regulacijom struje i napona napravljena je na MC34063 PWM/PWM čipu sa "dodatkom" na CA3130 operacionom pojačalu (mogu se koristiti i druga operativna pojačala), uz pomoć kojih struja je regulisana i stabilizovana.
Ova modifikacija donekle je proširila mogućnosti MC34063, za razliku od klasičnog uključivanja mikrokola, omogućavajući implementaciju funkcije glatke kontrole struje.
Memorijsko kolo br. 6 (UC3843)
Na dijagramu 6, verzija PHI kontrolera je napravljena na UC3843 (U1) čipu, CA3130 op-amp (IC1) i LTV817 optocoupleru. Regulacija struje u ovoj verziji punjača vrši se pomoću varijabilnog otpornika PR1 na ulazu strujnog pojačala mikrokruga U1, izlazni napon se reguliše pomoću PR2 na invertnom ulazu IC1.
Postoji "obrnuti" referentni napon na "direktnom" ulazu op-amp. Odnosno, regulacija se vrši u odnosu na "+" napajanje.
U shemama 5 i 6 u eksperimentima su korišteni isti skupovi komponenti (uključujući prigušnice). Prema rezultatima testiranja, svi navedeni krugovi nisu mnogo inferiorniji jedni prema drugima u deklariranom rasponu parametara (frekvencija/struja/napon). Stoga je krug s manje komponenti poželjniji za ponavljanje.
Memorijsko kolo br. 7 (TL494)
Memorija na dijagramu 7 zamišljena je kao stoni uređaj s maksimalnom funkcionalnošću, stoga nije bilo ograničenja u volumenu kola i broju podešavanja. Ova verzija punjača je takođe napravljena na bazi PHI regulatora struje i napona, kao opcija na dijagramu 4.
Dodatni modovi su uvedeni u šemu.
1. “Kalibracija - punjenje” - za prethodno postavljanje pragova krajnjeg napona i ponavljanje punjenja od dodatnog analognog regulatora.
2. “Reset” - za resetovanje punjača u režim punjenja.
3. “Struja - bafer” - za prebacivanje regulatora na strujni ili puferski (ograničavajući izlazni napon regulatora u zajedničkom napajanju uređaja naponom baterije i regulatora) režim punjenja.
Relej se koristi za prebacivanje baterije iz režima "punjenja" u režim "opterećenja".
Rad sa memorijom je sličan radu sa prethodnim uređajima. Kalibracija se vrši prebacivanjem prekidača u režim „kalibracije“. U ovom slučaju, kontakt prekidača S1 povezuje uređaj praga i voltmetar na izlaz integralnog regulatora IC2. Postavljanjem potrebnog napona za nadolazeće punjenje određene baterije na izlazu IC2, pomoću PR3 (glatko rotirajući) HL2 LED svijetli i, shodno tome, relej K1 radi. Smanjenjem napona na izlazu IC2, HL2 se potiskuje. U oba slučaja kontrola se vrši ugrađenim voltmetrom. Nakon podešavanja parametara PU odziva, prekidač se prebacuje u režim punjenja.
Šema br. 8
Upotreba izvora kalibracionog napona može se izbjeći korištenjem same memorije za kalibraciju. U ovom slučaju, trebali biste odvojiti TS izlaz od SHI kontrolera, sprječavajući ga da se isključi kada se baterija završi, što je određeno TS parametrima. Baterija će na ovaj ili onaj način biti isključena iz punjača putem kontakata releja K1. Promjene za ovaj slučaj prikazane su na slici 8.
U režimu kalibracije, prekidač S1 isključuje relej sa pozitivnog napajanja kako bi se sprečile neprikladne operacije. U ovom slučaju, indikacija rada TC radi.
Prekidač S2 vrši (ako je potrebno) prisilno aktiviranje releja K1 (samo kada je režim kalibracije onemogućen). Kontakt K1.2 je neophodan za promjenu polariteta ampermetra pri prebacivanju baterije na opterećenje.
Tako će unipolarni ampermetar također pratiti struju opterećenja. Ako imate bipolarni uređaj, ovaj kontakt se može eliminisati.
Dizajn punjača
U dizajnu je poželjno koristiti kao varijabilne i podešavanje otpornika višeokretni potenciometri kako biste izbjegli patnju prilikom postavljanja potrebnih parametara.
Opcije dizajna su prikazane na fotografiji. Kola su improvizovano zalemljena na perforirane matične ploče. Svo punjenje je montirano u kutije iz izvora napajanja za laptop.
Korišteni su u dizajnu (koristili su se i kao ampermetri nakon manjih izmjena).
Kućišta su opremljena utičnicama za eksterno povezivanje baterija, opterećenja i utičnicom za povezivanje eksternog napajanja (sa laptopa).
Dizajnirao je nekoliko digitalnih mjerača trajanja impulsa, različitih po funkcionalnosti i elementarnoj bazi.
Više od 30 prijedloga poboljšanja za modernizaciju jedinica različite specijalizirane opreme, uklj. - napajanje. Već duže vrijeme se sve više bavim energetskom automatizacijom i elektronikom.
Zašto sam ovde? Da, jer su svi ovdje isti kao ja. Ovdje postoji veliko interesovanje za mene, jer nisam jak u audio tehnologiji, ali bih volio da imam više iskustva u ovoj oblasti.
Glas čitalaca
Članak je odobrilo 77 čitatelja.
Da biste učestvovali u glasanju, registrirajte se i prijavite se na stranicu sa svojim korisničkim imenom i lozinkom.Svakom vlasniku automobila potreban je punjač akumulatora, ali on dosta košta, a redovni preventivni odlasci u autoservis nisu opcija. Servis akumulatora na servisu zahtijeva vrijeme i novac. Osim toga, s ispražnjenom baterijom i dalje morate voziti do servisa. Svako ko zna koristiti lemilicu može vlastitim rukama sastaviti radni punjač za automobilsku bateriju.
Malo teorije o baterijama
Svaka baterija je uređaj za skladištenje električne energije. Kada se na njega primijeni napon, energija se pohranjuje zbog kemijskih promjena unutar baterije. Kada je potrošač priključen, događa se suprotan proces: obrnuta kemijska promjena stvara napon na terminalima uređaja, a struja teče kroz opterećenje. Dakle, da biste dobili napon iz baterije, prvo ga morate "spustiti", odnosno napuniti bateriju.
Gotovo svaki automobil ima vlastiti generator, koji, kada motor radi, osigurava napajanje opremi u vozilu i puni bateriju, nadopunjujući energiju potrošenu na pokretanje motora. Ali u nekim slučajevima (česta ili otežana paljenja motora, kratka putovanja itd.) energija baterije nema vremena da se obnovi, a baterija se postupno prazni. Postoji samo jedan izlaz iz ove situacije - punjenje eksternim punjačem.
Kako saznati status baterije
Da biste odlučili da li je punjenje potrebno, morate odrediti stanje baterije. Najjednostavnija opcija - "okreće se / ne okreće" - istovremeno je neuspješna. Ako se baterija "ne okreće", na primjer, u garaži ujutro, onda uopće nećete ići nigdje. Stanje "ne okreće" je kritično, a posljedice po bateriju mogu biti strašne.
Optimalna i pouzdana metoda za provjeru stanja baterije je mjerenje napona na njoj konvencionalnim testerom. Na temperaturi vazduha od oko 20 stepeni zavisnost stepena naelektrisanja od napona na stezaljkama akumulatora odspojenih od opterećenja (!) je kako slijedi:
- 12,6…12,7 V - potpuno napunjen;
- 12,3…12,4 V - 75%;
- 12,0…12,1 V - 50%;
- 11,8…11,9 V - 25%;
- 11,6…11,7 V - ispražnjen;
- ispod 11,6 V - duboko pražnjenje.
Treba napomenuti da je napon od 10,6 volti kritičan. Ako padne ispod, "akumulator automobila" (posebno onaj koji ne zahtijeva održavanje) će otkazati.
Ispravno punjenje
Postoje dva načina punjenja akumulatora automobila - konstantan napon i konstantna struja. Svako ima svoje karakteristike i nedostaci:
Domaći punjači baterija
Sastavljanje punjača za automobilsku bateriju vlastitim rukama je realno i nije posebno teško. Da biste to učinili, morate imati osnovno znanje iz elektrotehnike i znati držati lemilicu u rukama.
Jednostavan uređaj od 6 i 12 V
Ova shema je najosnovnija i najpovoljnija. Pomoću ovog punjača možete efikasno puniti bilo koju olovnu bateriju radnog napona od 12 ili 6 V i električnim kapacitetom od 10 do 120 A/h.
Uređaj se sastoji od opadajućeg transformatora T1 i snažnog ispravljača sastavljenog pomoću dioda VD2-VD5. Struja punjenja se postavlja prekidačima S2-S5, uz pomoć kojih su kondenzatori za gašenje C1-C4 povezani na strujni krug primarnog namota transformatora. Zahvaljujući višestrukoj "težini" svakog prekidača, različite kombinacije vam omogućavaju da postupno podešavate struju punjenja u rasponu od 1-15 A u koracima od 1 A. Ovo je dovoljno za odabir optimalne struje punjenja.
Na primjer, ako je potrebna struja od 5 A, tada ćete morati uključiti prekidače S4 i S2. Zatvoreni S5, S3 i S2 će dati ukupno 11 A. Za praćenje napona na bateriji koristite voltmetar PU1, struja punjenja se prati pomoću ampermetra PA1.
Dizajn može koristiti bilo koji energetski transformator snage oko 300 W, uključujući i domaće. Trebao bi proizvesti napon od 22-24 V na sekundarnom namotu pri struji do 10-15 A. Umjesto VD2-VD5, sve ispravljačke diode koje mogu izdržati struju naprijed od najmanje 10 A i obrnuti napon od najmanje 40 V. Prikladni su D214 ili D242. Treba ih ugraditi kroz izolacijske brtve na radijator s površinom disipacije od najmanje 300 cm2.
Kondenzatori C2-C5 moraju biti nepolarni papir sa radnim naponom od najmanje 300 V. Prikladni su, na primjer, MBChG, KBG-MN, MBGO, MBGP, MBM, MBGCh. Slični kondenzatori u obliku kocke bili su naširoko korišteni kao kondenzatori za pomicanje faze za električne motore u kućanskim aparatima. Kao PU1 korišćen je DC voltmetar tipa M5−2 sa granicom merenja od 30 V. PA1 je ampermetar istog tipa sa granicom merenja od 30 A.
Krug je jednostavan, ako ga sastavite od dijelova koji se mogu servisirati, onda mu nije potrebno podešavanje. Ovaj uređaj je također pogodan za punjenje šest-voltnih baterija, ali će "težina" svakog od prekidača S2-S5 biti različita. Stoga ćete se morati kretati strujama punjenja pomoću ampermetra.
Sa kontinuirano podesivom strujom
Koristeći ovu shemu, teže je sastaviti punjač za automobilsku bateriju vlastitim rukama, ali se može ponoviti i također ne sadrži oskudne dijelove. Uz njegovu pomoć moguće je puniti 12-voltne baterije kapaciteta do 120 A/h, struja punjenja je glatko regulirana.
Baterija se puni pomoću impulsne struje, a tiristor se koristi kao regulacijski element. Osim dugmeta za glatko podešavanje struje, ovaj dizajn ima i prekidač za način rada, kada je uključen, struja punjenja se udvostručuje.
Način punjenja se kontrolira vizualno pomoću RA1 mjerača. Otpornik R1 je domaće izrade, izrađen od nikroma ili bakrene žice prečnika najmanje 0,8 mm. Služi kao ograničavač struje. Lampica EL1 je indikatorska lampa. Umjesto njega, poslužit će bilo koja indikatorska lampa male veličine s naponom od 24-36 V.
Može se koristiti gotov transformator sa izlaznim naponom na sekundarnom namotu od 18–24 V pri struji do 15 A. Ako nemate pri ruci odgovarajući uređaj, možete ga napraviti sami iz bilo kojeg mrežnog transformatora snage 250-300 W. Da biste to učinili, namotajte sve namote iz transformatora osim mrežnog namotaja i namotajte jedan sekundarni namotaj bilo kojom izoliranom žicom poprečnog presjeka od 6 mm. sq. Broj zavoja u namotaju je 42.
Tiristor VD2 može biti bilo koji iz serije KU202 sa slovima V-N. Ugrađuje se na radijator s površinom disperzije od najmanje 200 kvadratnih cm. Energetska instalacija uređaja vrši se žicama minimalne dužine i poprečnog presjeka od najmanje 4 mm. sq. Umjesto VD1, radit će svaka ispravljačka dioda s reverznim naponom od najmanje 20 V i izdržati struju od najmanje 200 mA.
Podešavanje uređaja svodi se na kalibraciju RA1 ampermetra. To se može učiniti spajanjem nekoliko 12-voltnih lampi ukupne snage do 250 W umjesto baterije, praćenjem struje pomoću poznatog referentnog ampermetra.
Iz kompjuterskog napajanja
Da biste sastavili ovaj jednostavan punjač vlastitim rukama, trebat će vam redovno napajanje sa starog ATX računala i znanje o radiotehnici. Ali karakteristike uređaja će biti pristojne. Uz njegovu pomoć, baterije se pune strujom do 10 A, prilagođavajući struju i napon punjenja. Jedini uslov je da je napajanje na TL494 kontroleru poželjno.
Za stvaranje DIY punjenje automobila iz kompjuterskog napajanja morat ćete sastaviti kolo prikazano na slici.
Koraci korak po korak potrebni za finalizaciju operacije izgledat će ovako:
- Odgrizite sve žice sabirnice napajanja, osim žutih i crnih.
- Spojite žutu i odvojeno crnu žicu zajedno - to će biti punjači “+” i “-” (pogledajte dijagram).
- Izrežite sve tragove koji vode do pinova 1, 14, 15 i 16 TL494 kontrolera.
- Ugradite promjenjive otpornike nominalne vrijednosti 10 i 4,4 kOhm na kućište napajanja - to su kontrole za regulaciju napona i struje punjenja, respektivno.
- Koristeći viseću instalaciju, sastavite krug prikazan na gornjoj slici.
Ako je instalacija obavljena ispravno, modifikacija je završena. Ostaje samo da se novi punjač opremi voltmetrom, ampermetrom i žicama s aligator kopčama za spajanje na bateriju.
U dizajnu je moguće koristiti bilo koje varijabilne i fiksne otpornike, osim strujnog otpornika (donjeg u kolu nominalne vrijednosti 0,1 Ohm). Njegova disipacija snage je najmanje 10 W. Takav otpornik možete sami napraviti od nikromske ili bakrene žice odgovarajuće dužine, ali zapravo možete pronaći gotov, na primjer, šant od 10 A od kineskog digitalnog testera ili otpornika C5-16MV. Druga opcija su dva 5WR2J otpornika spojena paralelno. Takvi otpornici se nalaze u prekidačkim izvorima napajanja za PC ili TV.
Šta trebate znati kada punite bateriju
Prilikom punjenja akumulatora u automobilu važno je pridržavati se brojnih pravila. Ovo će vam pomoći Produžite vijek trajanja baterije i očuvajte svoje zdravlje:
Pojašnjeno je pitanje stvaranja jednostavnog punjača baterija vlastitim rukama. Sve je prilično jednostavno, sve što treba da uradite je da se opskrbite potrebnim alatima i možete sigurno krenuti na posao.
Univerzalni punjač za male baterije
Koristeći predloženi punjač (CHD), moguće je vratiti funkcionalnost gotovo svih vrsta malih baterija koje se koriste u svakodnevnom životu s nazivnim naponom od 1,5 V (na primjer, STs-21, STs-31, STs-32D -0,26S, D-0,06 , D-0,06D, D-0,1, D-0,115, D-0,26D, D-0,55S, KNG-0,35D, KNGTs-1D, TsNK-0,2, 2D-0,25, ShKNG - 1D, itd.). Punjač omogućava automatsko isključenje iz mreže kada istekne postavljeno vrijeme punjenja i kada se prekorači dozvoljeni napon na bateriji. Punjač također daje indikaciju vrijednosti struje punjenja.
Elektronsko kolo univerzalnog punjača prikazano je na sl. 1; sastoji se od pet različitih funkcionalnih jedinica:
- DC izvor;
- dijagrami za podešavanje trajanja vremena punjenja;
- sklopovi za automatsko uključivanje i isključivanje punjača iz mreže;
- krugovi za indikaciju vrijednosti struje punjenja;
- napajanje.
Rice. 1. Šematski dijagram
Baterije se mogu puniti pomoću pet različitih struja punjenja: 6, 12, 26, 55 i 100 mA. Struja punjenja se bira pomoću prekidača SA2—SA5, respektivno, povezujući jednu od grupa otpornika Rl—R4 paralelno sa R5. Na primjer, pri punjenju baterija STs-21, STs-31, STs-32 za moderne elektronske ručne satove koristi se struja punjenja od 6 ili 12 mA. Prilikom punjenja strujom od 6 mA, prekidači SA2 -SA5 ostaju u položaju prikazanom na dijagramu. Sa strujom punjenja od 12 mA, otpornik R4 je spojen paralelno na otpornik R5 pomoću prekidača SA2. i pri struji od 26 mA, otpornik R3 je spojen paralelno na otpornik R5 pomoću SA3, itd.
Funkcionalnost baterija za elektronske ručne satove vraća se otprilike 1...3 sata nakon povezivanja na uređaj, a ako napon na bateriji dostigne 2,2...2,3 V, punjač se automatski isključuje iz mreže.
Krug za automatsko uključivanje i isključivanje punjača iz mreže izrađen je pomoću tranzistora VT4, diode VD3, elektroničkog releja K1 i otpornika R6, R7. Granični napon od 2,2...2,3 V se postavlja pomoću promjenjivog otpornika R7. Napon na bateriji preko diode VD1 i otpornika R7 dovodi se na bazu tranzistora VT4. Kada napon dostigne nivo od 2,2...2,3 V, tranzistor se otvara i napon na releju K1 se smanjuje, kontakt K isključuje punjač iz mreže. Da biste uključili punjač, samo kratko pritisnite SA1. Nakon kratkog uključivanja SA1, relej K1 se aktivira, njegovi kontakti K blokiraju kontakte SA1 i punjač je priključen na mrežu.
Krug za podešavanje vremena punjenja napravljen je na mikro krugovima DD4 K155LAZ, DD2, DD3 K155IE8, DD1 K155IE2. Generator niske frekvencije izgrađen je na logičkim elementima DD4.1, DD4.2, otpornicima R9, R10 i kondenzatoru C2. Koristeći mikro krugove K155IE8, napravljena su dva ulazna brojača djelitelja frekvencije s koeficijentom podjele 64, a na mikro krugu K155IE2 - proturazdjelnik s koeficijentom podjele 10. Frekvencija generatora može se mijenjati pomoću promjenjivog otpornika R10. Promjenom frekvencije generatora možete podesiti vrijeme punjenja od 2 do 20 sati.Međutim, s obzirom da je vrijeme punjenja za skoro sve vrste malih baterija 15 sati, preporučljivo je strogo podesiti vrijeme punjenja na 15 sati. Izlazni signal upozorenja o kraju vremena punjenja je - logički nivo 1 se primenjuje preko diode VD2 i otpornika R7 na bazu tranzistora VT4. Potonji, otvarajući se kroz kontakte releja K1, isključuje punjač iz mreže.
Krug za indikaciju vrijednosti struje punjenja izrađen je pomoću K155REZ PROM, digitalnih poluvodičkih indikatora HL1, HL2 ALS324B i otpornika Rll-R19. U tom slučaju potrebno je prvo snimiti program dat u tabeli u K155REZ EEPROM. 1.
Digitalni poluvodički indikatori prikazuju jednu od pet različitih vrijednosti struje punjenja, uz pomoć koje se baterija puni u tom trenutku. Treba napomenuti da se pri punjenju strujom od 100 mA, budući da se radi o trocifrenom broju, na indikatorima HL1, HL2 prikazuje broj 98.
Zbog činjenice da je ulaz E (pin 15) PROM-a povezan sa niskofrekventnim generatorom preko elementa DD4.3, digitalna informacija na indikatorima treperi na frekvenciji generatora. Ova metoda pokazivanja vrijednosti struje punjenja, prvo, smanjuje potrošnju struje indikacionog kruga. Drugo, frekvencija treptanja može se koristiti za grubu procjenu unaprijed postavljenog vremena punjenja.
S obzirom na relativnu složenost indikacionog kola za radio-amatere, može se isključiti iz memorije. Tada se iz kruga isključuju čip DD5, digitalni poluvodički indikatori HL1, HL2, otpornici Rll - R19 i druga grupa kontakata prekidača SA2 - SA5. A kada se koristi indikacijski krug, preliminarni program u K155REZ PROM može se napisati pomoću uređaja opisanog u.
Napajanje je napravljeno prema dobro poznatom kolu na DA1 KP142EH5B čipu. Sama mikrokola je pričvršćena na tijelo transformatora pomoću Moment ljepila ili druge metode. U ovom slučaju, nema potrebe za korištenjem posebnog hladnjaka za DA1 čip.
Dijelovi uređaja montirani su na štampanu ploču koja je smještena u polistirensko kućište. XP1 utikač za napajanje je montiran na kućištu. Kontakti za spajanje disk baterija su napravljeni od kućnih plastičnih štipaljki (slika 2).
Kada su elementi kola pravilno instalirani, uređaj radi odmah. Rad generatora impulsa se provjerava pomoću LED diode prikazane isprekidanim linijama na Sl. 1. Zatim, da postavite vrijeme oporavka na 15 sati, koristeći otpornik R1, odaberite brzinu ponavljanja impulsa tako da se negativan impuls pojavi na izlazu DD3 čipa (na pin 7) nakon 1,5 minuta. Ovo se može kontrolisati pomoću LED-a. LED prikazana isprekidanim linijama je isključena sa izlaza generatora i povezana tokom perioda podešavanja vremena na pin 7 DD3 čipa.
Struja koju troši memorija ne prelazi 350 mA. Da biste smanjili snagu, umjesto mikrokola serije K155, možete koristiti mikro krugove serije K555.
LITERATURA
1. Khorovits P., Hill W. Umjetnost dizajna kola - M.: Mir, 1989, tom 1.
2. Bondarev V., Rukovishnikov A. Punjač za male elemente - Radio, 1989, br. 3, str. 69.
3. Puzakov A. ROM u sportskoj literaturi - Radio, 1982. br. 1. str. 22-23.
4. Goroshkov B.I. Elementi radio-elektronskih uređaja. - M. Radio i veze, 1988.
