Nabíječka pro malé baterie. Nabíjecí obvody pro autobaterie. Jednoduchá automatická nabíječka
Snažil jsem se do nadpisu tohoto článku vložit všechny výhody tohoto schématu, které zvážíme, a přirozeně se mi to úplně nepodařilo. Pojďme se tedy nyní popořadě podívat na všechny výhody.
Hlavní výhodou nabíječky je, že je plně automatická. Obvod řídí a stabilizuje požadovaný nabíjecí proud akumulátoru, sleduje napětí akumulátoru a když dosáhne požadované úrovně, sníží proud na nulu.
Jaké baterie lze nabíjet?
Téměř vše: lithium-ion, nikl-kadmium, olovo a další. Rozsah použití je omezen pouze nabíjecím proudem a napětím.To bude stačit pro všechny potřeby domácnosti. Pokud je například váš vestavěný regulátor nabíjení rozbitý, můžete jej nahradit tímto obvodem. Pomocí této automatické nabíječky lze nabíjet akumulátorové šroubováky, vysavače, svítilny a další zařízení, dokonce i autobaterie a motocykly.
Kde jinde lze schéma uplatnit?
Kromě nabíječky lze tento obvod použít jako regulátor nabíjení pro alternativní zdroje energie, jako je solární baterie.Obvod lze použít i jako regulovaný zdroj pro laboratorní účely s ochranou proti zkratu.
Hlavní výhody:
- - Jednoduchost: obvod obsahuje pouze 4 docela běžné součástky.
- - Plná autonomie: kontrola proudu a napětí.
- - Čipy LM317 mají zabudovanou ochranu proti zkratu a přehřátí.
- - Malé rozměry finálního zařízení.
- - Velký rozsah provozního napětí 1,2-37 V.
nedostatky:
- - Nabíjecí proud do 1,5 A. S největší pravděpodobností to není nevýhoda, ale charakteristika, ale tento parametr zde nadefinuji.
- - Pro proudy větší než 0,5 A vyžaduje instalaci na radiátor. Měli byste také zvážit rozdíl mezi vstupním a výstupním napětím. Čím větší je tento rozdíl, tím více se budou mikroobvody zahřívat.
Automatický nabíjecí obvod
Na schématu není znázorněn zdroj napájení, ale pouze řídicí jednotka. Zdrojem energie může být transformátor s usměrňovacím můstkem, napájení z notebooku (19 V), nebo napájení z telefonu (5 V). Vše záleží na tom, jaké cíle sledujete.Obvod lze rozdělit na dvě části, z nichž každá funguje samostatně. První LM317 obsahuje stabilizátor proudu. Rezistor pro stabilizaci se vypočítá jednoduše: „1,25 / 1 = 1,25 Ohm“, kde 1,25 je konstanta, která je vždy stejná pro všechny a „1“ je stabilizační proud, který potřebujete. Vypočítáme a poté vybereme nejbližší rezistor z řady. Čím vyšší je proud, tím větší výkon musí rezistor odebírat. Pro proud od 1A – minimálně 5W.
Druhá polovina je stabilizátor napětí. Zde je vše jednoduché, pomocí proměnného odporu nastavte napětí nabité baterie. Například u autobaterií je to někde kolem 14,2-14,4. Pro konfiguraci připojte ke vstupu zatěžovací odpor 1 kOhm a změřte napětí multimetrem. Nastavíme podřetězcový rezistor na požadované napětí a je to. Jakmile je baterie nabitá a napětí dosáhne nastavené hodnoty, mikroobvod sníží proud na nulu a nabíjení se zastaví.
Osobně jsem takové zařízení používal k nabíjení lithium-iontových baterií. Není žádným tajemstvím, že je třeba je správně nabíjet a pokud uděláte chybu, mohou i explodovat. Tato nabíječka zvládne všechny úkoly.
Pro kontrolu přítomnosti náboje můžete použít obvod popsaný v tomto článku -.
Existuje také schéma pro začlenění tohoto mikroobvodu do jednoho: stabilizace proudu i napětí. Ale v této možnosti není operace zcela lineární, ale v některých případech může fungovat.
Informativní video, jen ne v ruštině, ale můžete pochopit vzorce výpočtu.
Kdo se ve své praxi nesetkal s potřebou nabít baterii a zklamán nedostatkem nabíječky potřebných parametrů byl nucen zakoupit v obchodě novou nabíječku nebo znovu sestavit potřebný obvod?
Opakovaně jsem tedy musel řešit problém s nabíjením různých baterií, když nebyla po ruce vhodná nabíječka. Musel jsem rychle sestavit něco jednoduchého, ve vztahu ke konkrétní baterii.
Situace byla únosná, dokud nevznikla potřeba hromadné přípravy a tím i nabíjení baterií. Bylo nutné vyrobit několik univerzálních nabíječek - levných, pracujících v širokém rozsahu vstupních a výstupních napětí a nabíjecích proudů.
Níže navržené nabíjecí obvody byly vyvinuty pro nabíjení lithium-iontových baterií, ale je možné nabíjet i jiné typy baterií a kompozitní baterie (s použitím stejného typu článků, dále jen AB).
Všechna prezentovaná schémata mají následující hlavní parametry:
vstupní napětí 15-24 V;
nabíjecí proud (nastavitelný) až 4 A;
výstupní napětí (nastavitelné) 0,7 - 18 V (při Uin=19V).
Všechny obvody byly navrženy pro práci s napájecími zdroji z notebooků nebo pro práci s jinými napájecími zdroji se stejnosměrným výstupním napětím od 15 do 24 Voltů a byly postaveny na široce rozšířených součástech, které jsou přítomny na deskách starých počítačových napájecích zdrojů, napájecích zdrojů jiných zařízení , notebooky atd.
Paměťový obvod č. 1 (TL494)
Paměť ve schématu 1 je výkonný pulzní generátor pracující v rozsahu od desítek do několika tisíc hertzů (frekvence se během výzkumu měnila), s nastavitelnou šířkou pulzu.
Baterie se nabíjí proudovými impulsy omezenými zpětnou vazbou tvořenou proudovým snímačem R10, zapojeným mezi společný vodič obvodu a zdroj spínače na tranzistoru s efektem pole VT2 (IRF3205), filtr R9C2, pin 1, který je „přímý“ vstup jednoho z chybových zesilovačů čipu TL494.
Inverzní vstup (pin 2) stejného chybového zesilovače je napájen srovnávacím napětím, regulovaným proměnným rezistorem PR1, ze zdroje referenčního napětí zabudovaného v čipu (ION - pin 14), které mění potenciálový rozdíl mezi vstupy chybového zesilovače.
Jakmile hodnota napětí na R10 překročí hodnotu napětí (nastavenou proměnným rezistorem PR1) na kolíku 2 mikroobvodu TL494, pulz nabíjecího proudu se přeruší a obnoví se až v dalším cyklu sekvence pulzů generovaných mikroobvodem. generátor.
Tímto nastavením šířky impulsů na hradle tranzistoru VT2 řídíme nabíjecí proud baterie.
Tranzistor VT1, zapojený paralelně s hradlem výkonného spínače, poskytuje potřebnou rychlost vybíjení hradlové kapacity druhého, čímž zabraňuje „hladkému“ zablokování VT2. V tomto případě je amplituda výstupního napětí v nepřítomnosti baterie (nebo jiné zátěže) téměř stejná jako vstupní napájecí napětí.
Při aktivní zátěži bude výstupní napětí určeno proudem procházejícím zátěží (jejím odporem), což umožňuje použití tohoto obvodu jako proudového budiče.
Při nabíjení baterie bude mít napětí na výstupu spínače (a tedy i na baterii samotné) v průběhu času tendenci narůstat na hodnotu určenou vstupním napětím (teoreticky) a to samozřejmě nelze připustit s vědomím, že hodnota napětí nabíjené lithiové baterie by měla být omezena na 4,1 V (4,2 V). Proto paměť používá obvod prahového zařízení, což je Schmittův spouštěč (dále - TS) na operačním zesilovači KR140UD608 (IC1) nebo na jakémkoli jiném operačním zesilovači.
Při dosažení požadované hodnoty napětí na baterii, při které jsou potenciály na přímých a inverzních vstupech (vývody 3, 2 - v tomto pořadí) IC1 stejné, se na IC1 objeví vysoká logická úroveň (téměř rovna vstupnímu napětí). výstup operačního zesilovače, což způsobí, že LED indikující konec nabíjení HL2 a LED se rozsvítí optočlen VH1, který otevře svůj vlastní tranzistor a zablokuje tak přívod pulsů na výstup U1. Klíč na VT2 se zavře a baterie se přestane nabíjet.
Jakmile je baterie nabitá, začne se vybíjet přes reverzní diodu vestavěnou do VT2, která bude přímo spojena s baterií a vybíjecí proud bude přibližně 15-25 mA, s přihlédnutím k vybíjení i přes prvky okruhu TS. Pokud se tato okolnost někomu zdá kritická, měla by být do mezery mezi kolektorem a záporným pólem baterie umístěna výkonná dioda (nejlépe s nízkým propustným úbytkem napětí).
Hystereze TS je u této verze nabíječky zvolena tak, že nabíjení začne znovu, když napětí na baterii klesne na 3,9 V.
Tuto nabíječku lze také použít k nabíjení sériově zapojených lithiových (a jiných) baterií. Stačí zkalibrovat požadovaný práh odezvy pomocí proměnného odporu PR3.
Takže například nabíječka sestavená podle schématu 1 pracuje s třídílnou sériovou baterií z notebooku, sestávající z duálních prvků, která byla namontována jako náhrada nikl-kadmiové baterie šroubováku.
Napájení z notebooku (19V/4,7A) je připojeno k nabíječce, sestavené ve standardním pouzdře nabíječky šroubováku místo původního obvodu. Nabíjecí proud „nové“ baterie je 2 A. Současně se tranzistor VT2, pracující bez radiátoru, zahřívá na maximální teplotu 40-42 C.
Nabíječka se přirozeně vypne, když napětí baterie dosáhne 12,3V.
Hystereze TS při změně prahové hodnoty odezvy zůstává stejná jako PERCENTAGE. To znamená, že pokud při vypínacím napětí 4,1 V byla nabíječka znovu zapnuta, když napětí kleslo na 3,9 V, pak v tomto případě byla nabíječka znovu zapnuta, když napětí na baterii kleslo na 11,7 V. Ale v případě potřeby , hloubka hystereze se může změnit.
Kalibrace prahu nabíječky a hystereze
Kalibrace se provádí pomocí externího regulátoru napětí (laboratorní napájecí zdroj).Horní práh pro spouštění TS je nastaven.
1. Odpojte horní kolík PR3 od obvodu nabíječky.
2. „Mínus“ laboratorního zdroje (všude dále jen LBP) připojíme na záporný pól pro baterii (baterie samotná by neměla být v obvodu při nastavování), „plus“ LBP ke kladnému pólu baterie.
3. Zapněte nabíječku a LBP a nastavte požadované napětí (např. 12,3 V).
4. Pokud svítí indikace konce nabíjení, otáčejte jezdcem PR3 dolů (podle schématu), dokud indikace nezhasne (HL2).
5. Pomalu otáčejte motorem PR3 směrem nahoru (podle nákresu), dokud se nerozsvítí indikace.
6. Pomalu snižujte úroveň napětí na výstupu LBP a sledujte hodnotu, při které indikace opět zhasne.
7. Znovu zkontrolujte úroveň provozu horního prahu. Pokuta. Hysterezi můžete upravit, pokud nejste spokojeni s úrovní napětí, která zapíná nabíječku.
8. Pokud je hystereze příliš hluboká (nabíječka se zapíná při příliš nízké hladině napětí - např. pod úrovní vybití baterie), otočte jezdcem PR4 doleva (podle schématu) nebo naopak - pokud je hloubka hystereze nedostatečná, - doprava (podle diagramu) se prahová úroveň může posunout o několik desetin voltu.
9. Proveďte zkušební provoz, zvyšte a snižte úroveň napětí na výstupu LBP.
Nastavení aktuálního režimu je ještě jednodušší.
1. Prahové zařízení vypneme jakýmkoli dostupným (ale bezpečným) způsobem: například „připojením“ motoru PR3 ke společnému vodiči zařízení nebo „zkratováním“ LED optočlenu.
2. Místo baterie připojíme na výstup nabíječky zátěž v podobě 12voltové žárovky (např. k nastavení jsem použil dvojici 12V 20wattových žárovek).
3. Ampérmetr připojíme k přerušení některého z napájecích vodičů na vstupu nabíječky.
4. Nastavte motor PR1 na minimum (na maximum vlevo podle schématu).
5. Zapněte paměť. Plynule otáčejte nastavovacím knoflíkem PR1 ve směru rostoucího proudu, dokud nezískáte požadovanou hodnotu.
Můžete zkusit změnit odpor zátěže směrem k nižším hodnotám jejího odporu paralelním připojením řekněme jiné podobné lampy nebo dokonce „zkratováním“ výstupu nabíječky. Proud by se neměl výrazně měnit.
Při testování zařízení se ukázalo, že pro tento obvod jsou optimální frekvence v rozsahu 100-700 Hz za předpokladu použití IRF3205, IRF3710 (minimální ohřev). Vzhledem k tomu, že TL494 je v tomto obvodu nedostatečně využíván, lze bezplatný chybový zesilovač na integrovaném obvodu použít například k řízení teplotního senzoru.
Je třeba si také uvědomit, že při nesprávném rozložení nebude správně fungovat ani správně sestavené pulzní zařízení. Neměli bychom proto opomíjet zkušenosti s montáží výkonových pulzních zařízení, opakovaně popsané v literatuře, totiž: všechna stejnojmenná „silová“ spojení by měla být umístěna v nejkratší vzájemné vzdálenosti (ideálně v jednom bodě). Takže například spojovací body, jako je kolektor VT1, svorky rezistorů R6, R10 (připojovací body se společným vodičem obvodu), svorka 7 U1 - by měly být kombinovány téměř v jednom bodě nebo přes přímý zkrat a široký vodič (sběrnice). Totéž platí pro odtok VT2, jehož výstup by měl být „zavěšen“ přímo na svorku „-“ baterie. Svorky IC1 musí být také v těsné „elektrické“ blízkosti svorek baterie.
Paměťový obvod č. 2 (TL494)
Schéma 2 se příliš neliší od schématu 1, ale pokud byla předchozí verze nabíječky navržena pro práci s AB šroubovákem, pak byla nabíječka ve schématu 2 koncipována jako univerzální, malorozměrová (bez zbytečných nastavovacích prvků), navržená pracovat se složenými, sekvenčně spojenými prvky až do 3 a s jednotlivými.
Jak můžete vidět, pro rychlou změnu aktuálního režimu a práci s různým počtem prvků zapojených do série byla zavedena pevná nastavení s trimovacími odpory PR1-PR3 (nastavení proudu), PR5-PR7 (nastavení konce nabíjecího prahu pro a jiný počet prvků) a přepínače SA1 (volba proudu nabíjení) a SA2 (volba počtu nabíjených článků baterie).
Přepínače mají dva směry, kde jejich druhé sekce přepínají LED indikace volby režimu.
Další odlišností od předchozího zařízení je použití druhého chybového zesilovače TL494 jako prahového prvku (zapojeného podle obvodu TS), který určuje konec nabíjení baterie.
No, a jako klíč byl samozřejmě použit tranzistor s vodivostí p, který zjednodušil plnohodnotné použití TL494 bez použití dalších součástek.
Způsob nastavení konce nabíjecích prahů a aktuálních režimů je stejný, jako u nastavení předchozí verze paměti. Samozřejmě pro jiný počet prvků se práh odezvy změní násobky.
Při testování tohoto obvodu jsme zaznamenali silnější zahřívání spínače na tranzistoru VT2 (při prototypování používám tranzistory bez chladiče). Z tohoto důvodu byste měli použít jiný tranzistor (který jsem prostě neměl) s odpovídající vodivostí, ale s lepšími proudovými parametry a nižším odporem otevřeného kanálu, nebo zdvojnásobit počet tranzistorů uvedených v obvodu a připojit je paralelně k samostatné hradlové odpory.
Použití těchto tranzistorů (v „jednom“ provedení) není ve většině případů kritické, ale v tomto případě je umístění komponent zařízení plánováno v malé skříni s malými radiátory nebo bez radiátorů.
Paměťový obvod č. 3 (TL494)
V nabíječce na schématu 3 přibylo automatické odpojení baterie od nabíječky s přepnutím na zátěž. To je vhodné pro kontrolu a studium neznámých baterií. Hystereze TS pro práci s vybitím baterie by měla být zvýšena na spodní práh (pro zapnutí nabíječky), rovnající se úplnému vybití baterie (2,8-3,0 V).
Obvod nabíječky č. 3a (TL494)
Schéma 3a je variantou schématu 3.
Paměťový obvod č. 4 (TL494)
Nabíječka ve schématu 4 není o nic složitější než předchozí zařízení, ale rozdíl od předchozích schémat spočívá v tom, že baterie je zde nabíjena stejnosměrným proudem a samotná nabíječka je stabilizovaný regulátor proudu a napětí a lze ji použít jako laboratorní napájecí modul, klasicky postavený podle „datasheetu“ ke kánonu.
Takový modul je vždy užitečný pro testování baterií i jiných zařízení na stolici. Má smysl používat vestavěná zařízení (voltmetr, ampérmetr). Vzorce pro výpočet akumulačních a rušivých tlumivek jsou popsány v literatuře. Řeknu jen, že jsem při testování používal hotové různé tlumivky (s rozsahem specifikovaných indukčností), experimentoval jsem s frekvencí PWM od 20 do 90 kHz. Žádný zvláštní rozdíl ve fungování regulátoru (v rozsahu výstupních napětí 2-18 V a proudů 0-4 A) jsem nezaznamenal: drobné změny ve vyhřívání klíče (bez radiátoru) mi docela vyhovovaly . Účinnost je však vyšší při použití menších indukčností.
Regulátor nejlépe fungoval se dvěma sériově zapojenými 22 µH tlumivkami ve čtvercových pancéřovaných jádrech z převodníků integrovaných do základních desek notebooků.
Paměťový obvod č. 5 (MC34063)
Na schématu 5 je provedena verze PWM regulátoru s regulací proudu a napětí na čipu MC34063 PWM/PWM s „doplňkem“ na operačním zesilovači CA3130 (lze použít i jiné operační zesilovače), pomocí kterého proud je regulován a stabilizován.
Tato modifikace poněkud rozšířila možnosti MC34063, na rozdíl od klasického zařazení mikroobvodu, umožňujícího implementovat funkci plynulého řízení proudu.
Paměťový obvod č. 6 (UC3843)
V diagramu 6 je verze řadiče PHI vytvořena na čipu UC3843 (U1), operačním zesilovači CA3130 (IC1) a optočlenu LTV817. Regulace proudu u této verze nabíječky se provádí pomocí proměnného odporu PR1 na vstupu proudového zesilovače mikroobvodu U1, výstupní napětí je regulováno pomocí PR2 na invertujícím vstupu IC1.
Na „přímém“ vstupu operačního zesilovače je „reverzní“ referenční napětí. To znamená, že regulace se provádí vzhledem k „+“ napájecímu zdroji.
Ve schématech 5 a 6 byly v experimentech použity stejné sady součástí (včetně tlumivek). Podle výsledků testů nejsou všechny uvedené obvody v deklarovaném rozsahu parametrů (frekvence/proud/napětí) navzájem o moc horší. Proto je pro opakování vhodnější obvod s méně součástkami.
Paměťový obvod č. 7 (TL494)
Paměť ve schématu 7 byla koncipována jako stolní zařízení s maximální funkčností, proto nebyla omezena hlasitost obvodu a počet úprav. Tato verze nabíječky je také vyrobena na základě regulátoru proudu a napětí PHI, jako je možnost v diagramu 4.
Do schématu byly zavedeny další režimy.
1. „Kalibrace – nabíjení“ – pro přednastavení prahů koncového napětí a opakování nabíjení z přídavného analogového regulátoru.
2. „Reset“ – resetování nabíječky do režimu nabíjení.
3. „Proud - buffer“ - přepnutí regulátoru do proudového nebo záložního (omezení výstupního napětí regulátoru při společném napájení zařízení s napětím baterie a regulátoru) nabíjecího režimu.
K přepnutí baterie z režimu „nabíjení“ do režimu „nabíjení“ se používá relé.
Práce s pamětí je podobná práci s předchozími zařízeními. Kalibrace se provádí přepnutím přepínače do režimu „kalibrace“. V tomto případě kontakt páčkového spínače S1 připojuje prahové zařízení a voltmetr k výstupu integrálního regulátoru IC2. Po nastavení požadovaného napětí pro nadcházející nabíjení konkrétní baterie na výstupu IC2 se pomocí PR3 (plynulým otáčením) rozsvítí LED HL2 a podle toho sepne relé K1. Snížením napětí na výstupu IC2 se potlačí HL2. V obou případech je ovládání prováděno vestavěným voltmetrem. Po nastavení parametrů odezvy PU se přepínač přepne do režimu nabíjení.
Schéma č. 8
Použití zdroje kalibračního napětí se lze vyhnout použitím samotné paměti pro kalibraci. V tomto případě byste měli odpojit výstup TS od ovladače SHI a zabránit jeho vypnutí po dokončení nabíjení baterie, určené parametry TS. Baterie bude tak či onak odpojena od nabíječky kontakty relé K1. Změny pro tento případ jsou znázorněny na obrázku 8.
V kalibračním režimu odpojí přepínač S1 relé od kladného napájecího zdroje, aby se zabránilo nevhodným operacím. V tomto případě funguje indikace chodu TČ.
Přepínač S2 provede (v případě potřeby) nucenou aktivaci relé K1 (pouze při vypnutém kalibračním režimu). Kontakt K1.2 je nutný pro změnu polarity ampérmetru při přepínání baterie na zátěž.
Unipolární ampérmetr tedy bude sledovat i zátěžový proud. Pokud máte bipolární zařízení, lze tento kontakt eliminovat.
Design nabíječky
V konstrukcích je žádoucí použít jako variabilní a ladicí odpory víceotáčkové potenciometry abyste netrpěli při nastavování potřebných parametrů.
Možnosti designu jsou uvedeny na fotografii. Obvody byly improvizovaně připájeny na děrované prkénky. Veškerá náplň je namontována v pouzdrech od napájecích zdrojů notebooků.
Používaly se v návrzích (po drobných úpravách se používaly i jako ampérmetry).
Pouzdra jsou vybavena zdířkami pro externí připojení baterií, zátěže a jackem pro připojení externího napájení (z notebooku).
Navrhl několik digitálních měřičů trvání pulsu, které se liší funkčností a elementární základnou.
Více než 30 zlepšovacích návrhů na modernizaci jednotek různé specializované techniky vč. - zdroj napájení. Již delší dobu se stále více věnuji automatizaci napájení a elektronice.
Proč jsem tu? Ano, protože tady jsou všichni stejní jako já. Je zde pro mě velký zájem, protože nejsem silný v audio technice, ale rád bych v této oblasti získal více zkušeností.
Čtenářské hlasování
Článek schválilo 77 čtenářů.
Chcete-li se zúčastnit hlasování, zaregistrujte se a přihlaste se na stránku svým uživatelským jménem a heslem.Každý majitel auta potřebuje nabíječku baterií, ale ta stojí hodně a pravidelné preventivní cesty do autoservisu nepřipadají v úvahu. Servis baterie na čerpací stanici vyžaduje čas a peníze. Navíc s vybitou baterií musíte ještě dojet do servisu. Každý, kdo ví, jak používat páječku, může sestavit funkční nabíječku pro autobaterii vlastníma rukama.
Trochu teorie o bateriích
Jakákoli baterie je úložištěm elektrické energie. Když je na něj přivedeno napětí, dochází k ukládání energie v důsledku chemických změn uvnitř baterie. Když je připojen spotřebič, dochází k opačnému procesu: obrácená chemická změna vytváří napětí na svorkách zařízení a proud protéká zátěží. Abyste tedy získali napětí z baterie, musíte ji nejprve „položit“, to znamená nabít baterii.
Téměř každé auto má svůj vlastní generátor, který za chodu motoru dodává energii palubnímu zařízení a nabíjí baterii, čímž doplňuje energii vynaloženou na nastartování motoru. V některých případech (časté nebo obtížné startování motoru, krátké jízdy atd.) se však energie baterie nestihne obnovit a baterie se postupně vybíjí. Z této situace existuje jediné východisko – nabíjení externí nabíječkou.
Jak zjistit stav baterie
Chcete-li se rozhodnout, zda je nabíjení nutné, musíte určit stav baterie. Nejjednodušší možnost – „otáčí/neotáčí“ – je zároveň neúspěšná. Pokud se baterie nezapne, například v garáži ráno, pak vůbec nikam nepojedete. Stav „neotáčí se“ je kritický a následky pro baterii mohou být hrozné.
Optimální a spolehlivou metodou pro kontrolu stavu baterie je měření napětí na ní běžným testerem. Při teplotě vzduchu kolem 20 stupňů závislost stupně nabití na napětí na svorkách baterie odpojené od zátěže (!) je následující:
- 12,6…12,7 V - plně nabité;
- 12,3…12,4 V - 75 %;
- 12,0…12,1 V - 50 %;
- 11,8…11,9 V - 25 %;
- 11,6…11,7 V - vybité;
- pod 11,6 V - hluboké vybití.
Je třeba poznamenat, že napětí 10,6 voltů je kritické. Pokud klesne pod, „autobaterie“ (zejména bezúdržbová) selže.
Správné nabíjení
Existují dva způsoby nabíjení autobaterie – konstantní napětí a konstantní proud. Každý má své vlastnosti a nevýhody:
Domácí nabíječky baterií
Sestavení nabíječky pro autobaterii vlastníma rukama je realistické a není nijak zvlášť obtížné. K tomu je potřeba mít základní znalosti z elektrotechniky a umět držet v rukou páječku.
Jednoduché zařízení 6 a 12 V
Toto schéma je nejzákladnější a cenově dostupné. Pomocí této nabíječky můžete efektivně nabíjet jakýkoli olověný akumulátor s provozním napětím 12 nebo 6 V a elektrickou kapacitou 10 až 120 A/h.
Zařízení se skládá z transformátoru T1 a výkonného usměrňovače sestaveného pomocí diod VD2-VD5. Nabíjecí proud se nastavuje spínači S2-S5, pomocí kterých se na silový obvod primárního vinutí transformátoru připojují zhášecí kondenzátory C1-C4. Díky vícenásobné „hmotnosti“ každého spínače vám různé kombinace umožňují postupné nastavení nabíjecího proudu v rozsahu 1–15 A v krocích po 1 A To stačí k výběru optimálního nabíjecího proudu.
Pokud je například požadován proud 5 A, budete muset zapnout přepínače S4 a S2. Sepnuté S5, S3 a S2 dají dohromady 11 A. Pro sledování napětí na baterii slouží voltmetr PU1, nabíjecí proud je hlídán pomocí ampérmetru PA1.
Konstrukce může použít jakýkoli výkonový transformátor o výkonu cca 300 W, včetně domácích. Na sekundárním vinutí by měl produkovat napětí 22–24 V při proudu až 10–15 A. Na místo VD2-VD5 by měly být použity jakékoli usměrňovací diody, které snesou propustný proud alespoň 10 A a zpětné napětí Vhodné jsou D214 nebo D242. Měly by být instalovány přes izolační těsnění na radiátor s rozptylovou plochou nejméně 300 cm2.
Kondenzátory C2-C5 musí být nepolární papírové s provozním napětím minimálně 300 V. Vhodné jsou např. MBChG, KBG-MN, MBGO, MBGP, MBM, MBGCh. Podobné kondenzátory ve tvaru krychle byly široce používány jako kondenzátory s fázovým posunem pro elektromotory v domácích spotřebičích. Jako PU1 byl použit stejnosměrný voltmetr typu M5−2 s limitem měření 30 V. PA1 je ampérmetr stejného typu s limitem měření 30 A.
Obvod je jednoduchý, pokud jej sestavíte z provozuschopných dílů, nepotřebuje seřízení. Toto zařízení je vhodné i pro nabíjení šestivoltových baterií, ale „váha“ každého ze spínačů S2-S5 bude jiná. Proto budete muset navigovat nabíjecí proudy pomocí ampérmetru.
S plynule nastavitelným proudem
Pomocí tohoto schématu je obtížnější sestavit nabíječku pro autobaterii vlastníma rukama, ale lze ji opakovat a také neobsahuje vzácné díly. S jeho pomocí je možné nabíjet 12voltové baterie s kapacitou až 120 A/h, nabíjecí proud je plynule regulován.
Baterie se nabíjí pulzním proudem, jako regulační prvek je použit tyristor. Kromě knoflíku pro plynulé nastavení proudu má toto provedení také přepínač režimů, po zapnutí se nabíjecí proud zdvojnásobí.
Režim nabíjení se ovládá vizuálně pomocí úchylkoměru RA1. Rezistor R1 je domácí výroby, vyrobený z nichromového nebo měděného drátu o průměru minimálně 0,8 mm. Slouží jako omezovač proudu. Kontrolka EL1 je kontrolka. Na jeho místo postačí jakákoli malá kontrolka s napětím 24–36 V.
Snižovací transformátor lze použít již hotový s výstupním napětím na sekundárním vinutí 18–24 V při proudu do 15 A. Pokud nemáte po ruce vhodné zařízení, můžete si jej vyrobit sami z libovolného síťového transformátoru o výkonu 250–300 W. K tomu naviňte všechna vinutí z transformátoru kromě síťového vinutí a jedno sekundární vinutí naviňte libovolným izolovaným drátem o průřezu 6 mm. sq Počet závitů vinutí je 42.
Tyristor VD2 může být libovolný z řady KU202 s písmeny V-N. Instaluje se na radiátor s rozptylovou plochou minimálně 200 cm2. Silová instalace zařízení se provádí vodiči o minimální délce a o průřezu minimálně 4 mm. sq Místo VD1 bude fungovat jakákoli usměrňovací dioda se zpětným napětím alespoň 20 V a odolávající proudu alespoň 200 mA.
Nastavení zařízení spočívá v kalibraci ampérmetru RA1. Toho lze dosáhnout připojením několika 12voltových žárovek s celkovým výkonem až 250 W namísto baterie, sledováním proudu pomocí známého referenčního ampérmetru.
Ze zdroje počítače
K sestavení této jednoduché nabíječky vlastníma rukama budete potřebovat běžný zdroj napájení ze starého počítače ATX a znalosti rádiového inženýrství. Ale vlastnosti zařízení budou slušné. S jeho pomocí se baterie nabíjejí proudem až 10 A, upravujícím proud a nabíjecí napětí. Jedinou podmínkou je, že na ovladači TL494 je žádoucí napájení.
Pro tvoření DIY auto nabíjení z napájení počítače budete muset sestavit obvod znázorněný na obrázku.
Krok za krokem kroky potřebné k dokončení operace bude vypadat takto:
- Ukousněte všechny vodiče napájecí sběrnice, s výjimkou žlutého a černého.
- Připojte žlutý a samostatně černý vodič k sobě - budou to nabíječky „+“ a „-“ (viz obrázek).
- Ořízněte všechny stopy vedoucí k kolíkům 1, 14, 15 a 16 ovladače TL494.
- Na plášť zdroje nainstalujte proměnlivé odpory o jmenovité hodnotě 10 a 4,4 kOhm - jedná se o ovládací prvky pro regulaci napětí, resp. nabíjecího proudu.
- Pomocí zavěšené instalace sestavte obvod znázorněný na obrázku výše.
Pokud je instalace provedena správně, je úprava dokončena. Novou nabíječku zbývá vybavit voltmetrem, ampérmetrem a dráty s krokosvorkami pro připojení k baterii.
V provedení je možné použít libovolné proměnné i pevné rezistory, kromě proudového rezistoru (ten spodní v obvodu o jmenovité hodnotě 0,1 Ohm). Jeho ztrátový výkon je minimálně 10 W. Takový rezistor si můžete vyrobit sami z nichromového nebo měděného drátu příslušné délky, ale můžete skutečně najít již hotový, například 10 A bočník z čínského digitálního testeru nebo rezistor C5-16MV. Další možností jsou dva paralelně zapojené rezistory 5WR2J. Takové odpory se nacházejí ve spínacích zdrojích pro PC nebo TV.
Co potřebujete vědět při nabíjení baterie
Při nabíjení autobaterie je důležité dodržovat řadu pravidel. To vám pomůže Prodlužte životnost baterie a udržujte své zdraví:
Otázka vytvoření jednoduché nabíječky baterií s vlastními rukama byla objasněna. Vše je celkem jednoduché, stačí se zásobit potřebným nářadím a můžete se bezpečně pustit do práce.
Univerzální nabíječka pro malé baterie
Pomocí navržené nabíječky (CHD) je možné obnovit funkčnost téměř všech typů malých baterií používaných v každodenním životě se jmenovitým napětím 1,5 V (například 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 atd.). Nabíječka zajišťuje automatické odpojení od sítě po uplynutí nastavené doby nabíjení a při překročení povoleného napětí na baterii. Nabíječka také poskytuje indikaci hodnoty nabíjecího proudu.
Elektronický obvod univerzální nabíječky je na Obr. 1; skládá se z pěti různých funkčních jednotek:
- DC zdroj;
- diagramy pro nastavení doby nabíjení;
- obvody pro automatické zapínání a vypínání nabíječky ze sítě;
- obvody pro indikaci hodnoty nabíjecího proudu;
- zdroj napájení.
Rýže. 1. Schematické schéma
Baterie lze nabíjet pěti různými nabíjecími proudy: 6, 12, 26, 55 a 100 mA. Nabíjecí proud se volí pomocí přepínačů SA2—SA5, připojujících jednu ze skupin rezistorů Rl—R4 paralelně k R5. Například při nabíjení baterií STs-21, STs-31, STs-32 pro moderní elektronické náramkové hodinky se používá nabíjecí proud 6 nebo 12 mA. Při nabíjení proudem 6 mA zůstávají spínače SA2 -SA5 v poloze znázorněné na obrázku. Při nabíjecím proudu 12 mA je rezistor R4 připojen paralelně k rezistoru R5 pomocí přepínače SA2. a při proudu 26 mA je rezistor R3 připojen paralelně k rezistoru R5 pomocí SA3 atd.
Funkčnost baterií pro elektronické náramkové hodinky je obnovena cca 1...3 hodiny po připojení k zařízení a pokud napětí na baterii dosáhne 2,2...2,3 V, nabíječka je automaticky odpojena od sítě.
Obvod pro automatické zapínání a vypínání nabíječky ze sítě je vyroben pomocí tranzistoru VT4, diody VD3, elektronického relé K1 a rezistorů R6, R7. Prahové napětí 2,2...2,3 V se nastavuje pomocí proměnného rezistoru R7. Napětí na baterii přes diodu VD1 a rezistor R7 je přiváděno do báze tranzistoru VT4. Když napětí dosáhne úrovně 2,2...2,3 V, tranzistor se otevře a napětí na relé K1 klesne, kontakt K odpojí nabíječku od sítě. Pro zapnutí nabíječky stačí krátce stisknout SA1. Po krátkém zapnutí SA1 se aktivuje relé K1, jeho kontakty K zablokují kontakty SA1 a nabíječka je připojena k síti.
Obvod pro nastavení doby nabíjení je vyroben na mikroobvodech DD4 K155LAZ, DD2, DD3 K155IE8, DD1 K155IE2. Nízkofrekvenční generátor je postaven na logických prvcích DD4.1, DD4.2, rezistorech R9, R10 a kondenzátoru C2. Pomocí mikroobvodů K155IE8 jsou vyrobeny dva čítače vstupního frekvenčního děliče s koeficientem dělení 64 a na mikroobvodu K155IE2 - protidělič s koeficientem dělení 10. Frekvenci generátoru lze měnit pomocí proměnného odporu R10. Změnou frekvence generátoru můžete upravit dobu nabíjení od 2 do 20 hodin. Vzhledem k tomu, že doba nabíjení u téměř všech typů malých baterií je však 15 hodin, je vhodné pevně nastavit dobu nabíjení na 15 hodin. Výstupní signál upozornění na konec doby nabíjení je - logická úroveň 1 je přivedena přes diodu VD2 a rezistor R7 na bázi tranzistoru VT4. Ten, který se otevírá přes kontakty relé K1, odpojí nabíječku od sítě.
Obvod indikace hodnoty nabíjecího proudu je proveden pomocí K155REZ PROM, digitálních polovodičových indikátorů HL1, HL2 ALS324B a rezistorů Rll-R19. V tomto případě je nutné nejprve nahrát program uvedený v tabulce do EEPROM K155REZ. 1.
Digitální polovodičové indikátory zobrazují jednu z pěti různých hodnot nabíjecího proudu, pomocí kterých se baterie v tu chvíli nabíjí. Je třeba poznamenat, že při nabíjení proudem 100 mA, protože se jedná o třímístné číslo, je na indikátorech HL1, HL2 zobrazeno číslo 98.
Vzhledem k tomu, že vstup E (pin 15) PROM je připojen k nízkofrekvenčnímu generátoru přes prvek DD4.3, digitální informace na indikátorech bliká na frekvenci generátoru. Tento způsob indikace hodnoty nabíjecího proudu za prvé snižuje spotřebu proudu indikačního obvodu. Za druhé, frekvenci blikání lze použít k hrubému odhadu přednastavené doby nabíjení.
Vzhledem k relativní složitosti indikačního obvodu pro radioamatéry jej lze z paměti vyloučit. Poté je z obvodu vyloučen čip DD5, digitální polovodičové indikátory HL1, HL2, rezistory Rll - R19 a druhá skupina spínacích kontaktů SA2 - SA5. A při použití indikačního obvodu lze předběžný program v K155REZ PROM zapsat pomocí zařízení popsaného v.
Napájení je vyrobeno podle známého obvodu na čipu DA1 KP142EH5B. Vlastní mikroobvod je připevněn k tělu transformátoru pomocí lepidla Moment nebo jiným způsobem. V tomto případě není potřeba používat samostatný chladič pro čip DA1.
Díly zařízení jsou osazeny na desce plošných spojů, která je umístěna v polystyrenovém pouzdře. Napájecí zástrčka XP1 je namontována na těle. Kontakty pro připojení diskových baterií jsou vyrobeny z domácích plastových kolíčků na prádlo (obr. 2).
Když jsou prvky obvodu správně nainstalovány, zařízení funguje okamžitě. Činnost generátoru impulzů se kontroluje pomocí LED znázorněné tečkovanými čarami na obr. 1. Poté pro nastavení doby zotavení na 15 hodin pomocí rezistoru R1 zvolte frekvenci opakování pulzů tak, aby se po 1,5 minutě objevil na výstupu čipu DD3 (na kolíku 7) záporný pulz. To lze ovládat pomocí LED. LED zobrazená tečkovanými čarami je odpojena od výstupu generátoru a připojena během doby nastavení času ke kolíku 7 čipu DD3.
Proud spotřebovaný pamětí nepřesahuje 350 mA. Pro snížení výkonu můžete místo mikroobvodů řady K155 použít mikroobvody řady K555.
LITERATURA
1. Khorovits P., Hill W. The Art of Circuit Design - M.: Mir, 1989, sv.
2. Bondarev V., Rukovishnikov A. Nabíječka pro prvky malých rozměrů - Rádio, 1989, č. 3. s. 69.
3. Puzakov A. ROM ve sportovní literatuře - Rozhlas, 1982. č. 1. s. 22-23.
4. Goroshkov B.I. Prvky radioelektronických zařízení. - M. Radio and communications, 1988.
