Velmi jednoduchá nabíječka baterií. DIY nabíječka autobaterií Domácí usměrňovače pro nabíjení baterie
Usměrňovač (obr. 1) je sestaven pomocí můstkového obvodu pomocí čtyř diod D1 - D4 typu D305. Nabíjecí proud je regulován. pomocí výkonného tranzistoru T1 zapojeného podle složeného triodového obvodu. Když se změní předpětí odstraněné na bázi triody z potenciometru R1, změní se odpor obvodu kolektor-emitor tranzistoru. Nabíjecí proud lze v tomto případě měnit z 25 mA na 6 A s napětím na výstupu usměrňovače od 1,5 do 14 V.
Rezistor R2 na výstupu usměrňovače umožňuje nastavit výstupní napětí usměrňovače při vypnuté zátěži. Transformátor je sestaven na jádru o průřezu 6 cm kvd. Primární vinutí je určeno pro připojení do sítě s napětím 127 V (piny 1-2) nebo 220 V (1-3) a obsahuje 350+325 závitů drátu PEV 0,35, sekundární vinutí - 45 závitů PEV 1,5 drátu. Tranzistor T1 je instalován na kovovém radiátoru, povrchová plocha radiátoru musí být nejméně 350 cm2. Povrch je zohledněn na obou stranách desky o tloušťce nejméně 3 mm.
B. VASILIEV
Schéma znázorněné na Obr. 2 se od předchozího liší tím, že pro zvýšení maximálního proudu na 10 o jsou tranzistory T1 a T2 zapojeny paralelně. Předpětí k bázím tranzistorů, jehož změnou je regulován nabíjecí proud, je odstraněno z usměrňovače, provedeného na diodách D5 - D6. Při nabíjení 6V baterií je přepínač nastaven do polohy 1, 12V baterií - do polohy 2.
Obr.2
Vinutí transformátoru obsahuje následující počet závitů: la - 328 závitů PEV 0,85; 1b - 233 otáček PEV 0,63; II - 41+41 závitů PEV 1,87; III - 7+7 závitů PEV 0,63. Jádro - УШ35Х 55.
A. VARDASHKIN
(Rádio 7 1966)
Seznam radioprvků
| Označení | Typ | Označení | Množství | Poznámka | Prodejna | Můj poznámkový blok | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 25 mA až 6 A | |||||||
| T1 | Bipolární tranzistor | P210 | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| T2 | Bipolární tranzistor | P201 | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| D1-D4 | Dioda | D305 | 4 | Do poznámkového bloku | |||
| R1 | Variabilní odpor | 1 kOhm | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| R2 | Rezistor | 1 kOhm | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| Tr1 | Transformátor | 1 | Do poznámkového bloku | ||||
| Pr1 | Pojistka | 5A | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| Až 10 A | |||||||
| T1, T2 | Bipolární tranzistor | P210 | 2 | Do poznámkového bloku | |||
| D1-D4 | Dioda | D305 | 4 | Do poznámkového bloku | |||
| D5, D6 | Dioda | D303 | 2 | Do poznámkového bloku | |||
| R1 | Variabilní odpor | 50 ohmů | 1 | ||||
Někdy je jednodušší koupit, než vyrobit zařízení od nuly vlastníma rukama. Ale ne vždy. Zvažte například 12voltové nabíječky do auta. Jednak slouží poměrně drahému zboží - autobaterii, která při nesprávném použití může selhat, navíc s hlukem a praskáním. Ale na druhou stranu se při pohledu na schéma levných průmyslových paměťových zařízení jen divíte, za co si účtují peníze? Tato otázka platí zejména pro polsko-čínskou nabíječku 6-12V bez jiných identifikačních znaků na krabici, než je skromný nápis Prostownik. Nevím, co to slovo znamená, ale zní to jednoduše :)
Nabíječka byla přivezena na opravu a nikdo nevěděl, co se s ní stalo. Jen dlouho ležel v garáži a přestal fungovat. Provedeme externí kontrolu.
Na skříni je skutečně jen to nejnutnější - 1 ampérová síťová pojistka a 220 V kabel vzadu a vepředu je spínací tlačítko 6-12 V, 10 ampérová pojistková vložka a 0- 8 Číselník ampérmetr Nejsou zde dokonce ani kabelové připojovací svorky.
Korpus rozebereme a sejmeme kryt. Uvnitř - stejná svatá jednoduchost :)
Kromě transformátoru a diodového můstku není pozorován ani jeden. Alespoň nainstalovali minimální elektrolytický kondenzátor pro filtraci...
Z nějakého důvodu se ukázalo, že vodiče byly odpojeny od šátku s diodovým můstkem. Alternativně může dojít ke zkratování výstupních vodičů, přehřátí diod a odpájení vodičů.
S potápějícím se pocitem jsem zkontroloval trafo z hlediska funkčnosti, protože to je nejcennější součást každé nabíječky a pokud selže, tak se koupě podobného hodně prodraží. 20voltové 5-10ampérové transformátory stojí nejméně 10 dolarů.
Díky bohu, že primár ukázal odpor 22 Ohmů, a ne nekonečno :) Nyní kontrola diod - i zde je vše OK. Zbývá pouze připájet vodiče podle standardního obvodu nabíjecího usměrňovače.
Schéma fungovalo. Měření ukázala střídavé napětí z výstupu transformátoru - 13,8 V a za usměrňovačem - 13 V konstantní. Proč tak málo? - ptáte se - to nestačí k nabití autobaterie. Protože má pulsující povahu a voltmetr ukazuje efektivní průměrnou hodnotu.
Problémy s baterií nejsou tak neobvyklé. Pro obnovení funkčnosti je nutné další nabíjení, ale normální nabíjení stojí spoustu peněz a lze jej provést z dostupného „odpadku“. Nejdůležitější je najít transformátor s požadovanými vlastnostmi a výroba nabíječky pro autobaterii vlastníma rukama trvá jen pár hodin (pokud máte všechny potřebné díly).
Proces nabíjení baterie musí dodržovat určitá pravidla. Proces nabíjení navíc závisí na typu baterie. Porušení těchto pravidel vede ke snížení kapacity a životnosti. Proto se parametry nabíječky autobaterií volí pro každý konkrétní případ. Tuto příležitost poskytuje komplexní nabíječka s nastavitelnými parametry nebo zakoupená speciálně pro tuto baterii. Existuje praktičtější možnost - vyrobit nabíječku pro autobaterii vlastníma rukama. Abyste věděli, jaké parametry by měly být, trocha teorie.
Typy nabíječek baterií
Nabíjení baterie je proces obnovy využité kapacity. K tomu je na svorky baterie přiváděno napětí, které je o něco vyšší než provozní parametry baterie. Lze podávat:
- DC. Doba nabíjení je minimálně 10 hodin, po celou tuto dobu je přiváděn pevný proud, napětí kolísá od 13,8-14,4 V na začátku procesu do 12,8 V na samém konci. U tohoto typu se náboj hromadí postupně a déle vydrží. Nevýhodou této metody je, že je nutné řídit proces a vypnout nabíječku včas, protože při přebíjení může dojít k varu elektrolytu, což výrazně sníží jeho životnost.
- Konstantní tlak. Při nabíjení konstantním napětím produkuje nabíječka neustále napětí 14,4 V a proud kolísá od velkých hodnot v prvních hodinách nabíjení až po velmi malé hodnoty v posledních hodinách. Proto se baterie nebude dobíjet (pokud ji nenecháte několik dní). Pozitivní stránkou této metody je, že se zkrátí doba nabíjení (90-95 % lze dosáhnout za 7-8 hodin) a nabíjená baterie může být ponechána bez dozoru. Ale takový „nouzový“ režim obnovy nabití má špatný vliv na životnost. Při častém používání konstantního napětí se baterie vybíjí rychleji.
Obecně platí, že pokud není třeba spěchat, je lepší použít stejnosměrné nabíjení. Pokud potřebujete v krátké době obnovit funkčnost baterie, použijte konstantní napětí. Pokud mluvíme o tom, jaká je nejlepší nabíječka pro autobaterii vlastníma rukama, odpověď je jasná - ta, která dodává stejnosměrný proud. Schémata budou jednoduchá, sestávající z přístupných prvků.
Jak zjistit potřebné parametry při nabíjení stejnosměrným proudem
Experimentálně bylo zjištěno, že nabíjet olověné akumulátory automobilů(většina z nich) požadovaný proud, který nepřesahuje 10 % kapacity baterie. Pokud je kapacita nabíjené baterie 55 A/h, bude maximální nabíjecí proud 5,5 A; s kapacitou 70 A/h - 7 A atd. V tomto případě můžete nastavit o něco nižší proud. Nabíjení bude pokračovat, ale pomaleji. Bude se hromadit, i když je nabíjecí proud 0,1 A. Obnovení kapacity bude jen trvat velmi dlouho.
Protože výpočty předpokládají, že nabíjecí proud je 10 %, získáme minimální dobu nabíjení 10 hodin. Ale to je, když je baterie zcela vybitá, a to by nemělo být povoleno. Skutečná doba nabíjení proto závisí na „hloubce“ vybití. Hloubku vybití můžete určit měřením napětí na baterii před nabíjením:
Vypočítat přibližná doba nabíjení baterie, musíte zjistit rozdíl mezi maximálním nabitím baterie (12,8 V) a jejím aktuálním napětím. Vynásobením čísla 10 dostaneme čas v hodinách. Například napětí na baterii před nabíjením je 11,9 V. Zjistíme rozdíl: 12,8 V - 11,9 V = 0,8 V. Vynásobením tohoto čísla 10 zjistíme, že doba nabíjení bude asi 8 hodin. To za předpokladu, že dodáváme proud, který je 10% kapacity baterie.
Nabíjecí obvody pro autobaterie
K nabíjení baterií se obvykle používá domácí síť 220 V, která se pomocí měniče převádí na snížené napětí.
Jednoduché obvody
Nejjednodušší a nejúčinnější způsob je použití snižovacího transformátoru. Je to on, kdo sníží 220 V na požadovaných 13-15 V. Takové transformátory lze nalézt ve starých elektronkových televizorech (TS-180-2), počítačových napájecích zdrojích a na „troskách“ blešího trhu.
Ale výstup transformátoru produkuje střídavé napětí, které musí být usměrněno. Dělají to pomocí:
Výše uvedená schémata také obsahují pojistky (1 A) a měřicí přístroje. Umožňují řídit proces nabíjení. Mohou být vyloučeny z okruhu, ale k jejich monitorování budete muset pravidelně používat multimetr. Při napěťové regulaci je to ještě tolerovatelné (stačí připojit sondy na svorky), ale je obtížné regulovat proud - v tomto režimu je měřicí zařízení připojeno na otevřený obvod. To znamená, že budete muset pokaždé vypnout napájení, uvést multimetr do režimu měření proudu a zapnout napájení. demontujte měřicí obvod v opačném pořadí. Proto je velmi žádoucí použití alespoň 10A ampérmetru.
Nevýhody těchto schémat jsou zřejmé - neexistuje způsob, jak upravit parametry nabíjení. To znamená, že při výběru základny prvku volte parametry tak, aby výstupní proud byl stejných 10% kapacity vaší baterie (nebo o něco méně). Znáte napětí - nejlépe v rozmezí 13,2-14,4 V. Co dělat, když se ukáže, že proud je vyšší, než je žádoucí? Přidejte do obvodu odpor. Je umístěn na kladném výstupu diodového můstku před ampérmetrem. Vybíráte odpor „lokálně“ se zaměřením na proud, výkon odporu je větší, protože se na nich rozptýlí přebytečný náboj (10-20 W nebo tak).
A ještě jedna věc: nabíječka autobaterií pro kutily vyrobená podle těchto schémat se s největší pravděpodobností velmi zahřeje. Proto je vhodné přidat chladič. Lze jej vložit do obvodu za diodový můstek.
Nastavitelné obvody
Jak již bylo řečeno, nevýhodou všech těchto obvodů je nemožnost regulace proudu. Jedinou možností je změnit odpor. Mimochodem, můžete sem dát variabilní ladicí odpor. To bude nejjednodušší cesta ven. Ale ruční nastavení proudu je spolehlivější v obvodu se dvěma tranzistory a trimovacím odporem.
Nabíjecí proud se mění pomocí proměnného odporu. Je umístěn za kompozitním tranzistorem VT1-VT2, protéká jím tedy malý proud. Proto může být výkon asi 0,5-1 W. Jeho hodnocení závisí na zvolených tranzistorech a volí se experimentálně (1-4,7 kOhm).
Transformátor o výkonu 250-500 W, sekundární vinutí 15-17 V. Diodový můstek je sestaven na diodách s provozním proudem 5A a vyšším.
Tranzistor VT1 - P210, VT2 je vybrán z několika možností: germanium P13 - P17; křemík KT814, KT 816. Pro odvod tepla instalujte na kovovou desku nebo radiátor (alespoň 300 cm2).
Pojistky: na vstupu PR1 - 1 A, na výstupu PR2 - 5 A. V obvodu jsou také signálky - přítomnost napětí 220 V (HI1) a nabíjecího proudu (HI2). Zde můžete nainstalovat libovolné 24V žárovky (včetně LED).
Video k tématu
DIY nabíječka autobaterií je oblíbeným tématem automobilových nadšenců. Transformátory se berou odevšad - ze zdrojů, mikrovlnných trub... dokonce je sami navíjejí. Zaváděná schémata nejsou nejsložitější. Takže i bez elektrotechnických dovedností to zvládnete sami.
První design. Usměrňovač (obr. 26) je sestaven pomocí můstkového obvodu pomocí čtyř diod D1-D4 typu D305. Síla nabíjecího proudu je regulována pomocí výkonného tranzistoru 77, zapojeného podle obvodu složené triody. Když se změní předpětí odstraněné na bázi triody z potenciometru R1, změní se odpor obvodu kolektor-emitor tranzistoru. Nabíjecí proud lze v tomto případě měnit z 25 mA na 6 A s napětím na výstupu usměrňovače od 1,5 do 14 V.
Rezistor R2 na výstupu usměrňovače umožňuje nastavit výstupní napětí usměrňovače při vypnuté zátěži. Transformátor je sestaven na jádru o průřezu 16 cm2. Primární vinutí je určeno pro připojení do sítě o napětí 127 V (piny 1-2) nebo 220 V (piny 1-3) a obsahuje 350+325 závitů drátu PEV 0,35, sekundární vinutí - 45 závitů drát PEV 1,5. Tranzistor 77 je instalován na kovovém radiátoru, jehož povrch musí být nejméně 350 cm3 na obou stranách desky o tloušťce nejméně 3 mm.
26. Schéma usměrňovače (první provedení) Obr.
Rýže. 27. Schéma usměrňovače (druhé provedení)
Druhý design. Schéma znázorněné na Obr. 27 se od předchozího liší tím, že pro zvýšení maximálního proudu na 10 A jsou tranzistory 77 a T2 zapojeny paralelně. Z usměrňovače vyrobeného na diodách D5-D6 je odstraněno předpětí k bázím tranzistorů, jejichž změnou je regulován nabíjecí proud. Při nabíjení 6V baterií je přepínač nastaven do polohy /, 12V baterií - do polohy 2. Vinutí transformátoru obsahuje následující počet závitů: Ia - 328 závitů drátu PEV 0,85; 16 - 233 závitů drátu PEV 0,63; II - 41+41 závitů drátu PEV 1,87; III - 7+7 závitů drátu PEV 0,63. Jádro - USH35 X 55.
Nyní nemá smysl sestavovat nabíječku pro autobaterie sami: v obchodech je obrovský výběr hotových zařízení a jejich ceny jsou rozumné. Nezapomínejme však, že je hezké dělat něco užitečného vlastníma rukama, zejména proto, že jednoduchou nabíječku pro autobaterii lze sestavit ze šrotu a její cena bude almužna.
Jediné, na co byste měli hned upozornit, je, že pro nabíjení pouze olověných akumulátorů jsou vhodné obvody bez přesné regulace proudu a napětí na výstupu, které nemají proudový ořez na konci nabíjení. Pro AGM a použití takových nábojů vede k poškození baterie!
Jak vyrobit jednoduché transformátorové zařízení
Obvod této transformátorové nabíječky je primitivní, ale funkční a sestavený z dostupných dílů - nejjednodušší typ továrních nabíječek je navržen stejně.
Ve svém jádru je to celovlnný usměrňovač, proto požadavky na transformátor: protože výstupní napětí takových usměrňovačů se rovná jmenovitému střídavému napětí násobenému odmocninou ze dvou, pak s 10V na vinutí transformátoru dostaneme 14,1 V na výstupu nabíječky. Můžete si vzít libovolný diodový můstek se stejnosměrným proudem více než 5 ampérů nebo jej sestavit ze čtyř samostatných diod, je také vybrán měřicí ampérmetr se stejnými požadavky na proud. Hlavní věcí je umístit jej na radiátor, což je v nejjednodušším případě hliníková deska o ploše alespoň 25 cm2.
Primitivnost takového zařízení není jen nevýhodou: vzhledem k tomu, že nemá ani nastavování, ani automatické vypínání, lze jej použít k „reanimaci“ sulfatovaných baterií. Nesmíme ale zapomenout na chybějící ochranu proti přepólování v tomto obvodu.
Hlavním problémem je, kde najít transformátor vhodného výkonu (alespoň 60 W) a s daným napětím. Lze použít, pokud se objeví sovětský vláknový transformátor. Jeho výstupní vinutí však mají napětí 6,3V, takže budete muset zapojit dvě do série, přičemž jedno z nich navinete tak, abyste na výstupu dostali celkem 10V. Vhodný je levný transformátor TP207-3, ve kterém jsou sekundární vinutí zapojena následovně:
Současně odvíjíme vinutí mezi vývody 7-8.
Jednoduchá elektronicky regulovaná nabíječka
Bez převíjení se však obejdete přidáním elektronického stabilizátoru výstupního napětí do obvodu. Kromě toho bude takový obvod výhodnější pro použití v garáži, protože vám umožní upravit nabíjecí proud při poklesu napájecího napětí, v případě potřeby se používá také pro autobaterie s malou kapacitou;
Roli regulátoru zde plní kompozitní tranzistor KT837-KT814, proměnný rezistor reguluje proud na výstupu zařízení. Při montáži nabíječky lze zenerovu diodu 1N754A vyměnit za sovětskou D814A.
Variabilní obvod nabíječky je snadno replikovatelný a lze jej snadno sestavit bez nutnosti leptání desky plošných spojů. Mějte však na paměti, že tranzistory s efektem pole jsou umístěny na radiátoru, jehož zahřívání bude patrné. Výhodnější je použít starý počítačový chladič připojením jeho ventilátoru k výstupům nabíječky. Rezistor R1 musí mít výkon alespoň 5 W, je jednodušší jej navinout z nichromu nebo fechralu nebo zapojit paralelně 10 jednowattových 10 ohmových odporů. Nemusíte jej instalovat, ale nesmíme zapomenout, že chrání tranzistory v případě zkratu.
Při výběru transformátoru se zaměřte na výstupní napětí 12,6-16V vezměte buď vláknový transformátor zapojením dvou vinutí do série, nebo vyberte hotový model s požadovaným napětím.
Video: Nejjednodušší nabíječka baterií
Předělání nabíječky na notebook
Bez hledání transformátoru se však obejdete, pokud máte po ruce nepotřebnou nabíječku na notebook – jednoduchou úpravou získáme kompaktní a lehký spínaný zdroj schopný nabíjet autobaterie. Vzhledem k tomu, že potřebujeme získat výstupní napětí 14,1-14,3 V, nebude fungovat žádný hotový zdroj, ale převod je jednoduchý.
Podívejme se na část typického obvodu, podle kterého jsou zařízení tohoto druhu sestavena:
Udržování stabilizovaného napětí je v nich prováděno obvodem z mikroobvodu TL431, který ovládá optočlen (nezobrazeno na schématu): jakmile výstupní napětí překročí hodnotu nastavenou odpory R13 a R12, mikroobvod se rozsvítí LED optočlenu, sděluje PWM regulátoru převodníku signál ke snížení pracovního cyklu přiváděného do pulzního transformátoru. Obtížný? Ve skutečnosti je vše snadné dělat vlastníma rukama.
Po otevření nabíječky najdeme kousek od výstupního konektoru TL431 a dva rezistory připojené k Ref. Výhodnější je upravit horní rameno děliče (ve schématu rezistor R13): snížením odporu snížíme napětí na výstupu nabíječky jeho zvýšením; Pokud máme nabíječku na 12 V, budeme potřebovat odpor s vyšším odporem, pokud je nabíječka na 19 V, tak s menším.
Video: Nabíjení autobaterií. Ochrana proti zkratu a přepólování. Svýma rukama
Odpájíme rezistor a místo něj nainstalujeme trimr, přednastavený na multimetru na stejný odpor. Poté, co připojíme zátěž (žárovku ze světlometu) k výstupu nabíječky, zapneme ji do sítě a hladce otáčíme trimrovým motorem a současně řídíme napětí. Jakmile se dostaneme na napětí v rozmezí 14,1-14,3 V, odpojíme nabíječku ze sítě, upravíme vodítko trimru rezistorem lakem na nehty (alespoň na nehty) a složíme pouzdro zpět. Nezabere to více času, než jste strávili čtením tohoto článku.
Existují i složitější stabilizační schémata a lze je nalézt již v čínských blocích. Například zde je optočlen řízen čipem TEA1761:
Princip nastavení je však stejný: mění se odpor rezistoru připájeného mezi kladný výstup zdroje a 6. větev mikroobvodu. V zobrazeném schématu jsou k tomu použity dva paralelní odpory (čímž se získá odpor, který je mimo standardní rozsah). Musíme také místo toho připájet trimr a upravit výstup na požadované napětí. Zde je příklad jedné z těchto desek:
Kontrolou můžeme pochopit, že nás zajímá jediný rezistor R32 na této desce (zakroužkovaný červeně) - musíme jej připájet.
Na internetu se často objevují podobná doporučení, jak si vyrobit domácí nabíječku z počítačového zdroje. Ale mějte na paměti, že všechny jsou v podstatě přetisky starých článků z počátku 2000 a taková doporučení nejsou použitelná pro více či méně moderní napájecí zdroje. V nich již není možné jednoduše zvýšit napětí 12 V na požadovanou hodnotu, protože jsou řízena i ostatní výstupní napětí, která s takovým nastavením nevyhnutelně „uplavou“ a ochrana zdroje bude fungovat. Můžete použít nabíječky pro notebooky, které produkují jediné výstupní napětí, jsou mnohem pohodlnější pro konverzi.
