Punjač za male baterije. Krugovi punjača za automobilske akumulatore. Jednostavan automatski punjač
Pokušao sam u naslov ovog članka umetnuti sve prednosti ove sheme, koju ćemo razmotriti, i naravno nisam uspio. Pa pogledajmo sada redom sve prednosti.
Glavna prednost punjača je što je potpuno automatski. Krug kontrolira i stabilizira potrebnu struju punjenja baterije, prati napon baterije i kada dosegne željenu razinu, smanjuje struju na nulu.
Koje se baterije mogu puniti?
Gotovo sve: litij-ion, nikal-kadmij, olovo i drugi. Opseg primjene ograničen je samo strujom punjenja i naponom.To će biti dovoljno za sve potrebe kućanstva. Na primjer, ako je vaš ugrađeni regulator punjenja pokvaren, možete ga zamijeniti ovim sklopom. Akumulatorski odvijači, usisavači, svjetiljke i drugi uređaji mogu se puniti ovim automatskim punjačem, čak i akumulatori za automobile i motocikle.
Gdje se još shema može primijeniti?
Osim kao punjač, ovaj sklop se može koristiti kao regulator punjenja za alternativne izvore energije, poput solarne baterije.Krug se također može koristiti kao regulirani izvor napajanja za laboratorijske potrebe 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 kratkog spoja i pregrijavanja.
- - Male dimenzije konačnog uređaja.
- - Veliki raspon radnog napona 1,2-37 V.
Mane:
- - Struja punjenja do 1,5 A. Ovo najvjerojatnije 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 ta razlika veća, mikro krugovi će se više zagrijavati.
Krug automatskog punjača
Dijagram ne prikazuje izvor napajanja, već samo upravljačku jedinicu. Izvor napajanja može biti transformator s ispravljačkim mostom, napajanje iz prijenosnog računala (19 V) ili napajanje iz telefona (5 V). Sve ovisi o ciljevima koje slijedite.Krug se može podijeliti na dva dijela, od kojih svaki radi odvojeno. 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 odabiremo najbliži otpornik iz linije. Što je veća struja, otpornik mora primiti veću snagu. Za struju od 1 A – minimalno 5 W.
Druga polovica je stabilizator napona. Ovdje je sve jednostavno, upotrijebite promjenjivi otpornik za postavljanje napona napunjene baterije. Na primjer, za automobilske akumulatore to je negdje oko 14,2-14,4. Za konfiguraciju spojite otpornik opterećenja od 1 kOhm na ulaz i izmjerite napon multimetrom. Postavimo substring otpornik na željeni napon i to je to. Čim se baterija napuni i napon dosegne zadanu vrijednost, mikro krug će smanjiti struju na nulu i punjenje će prestati.
Osobno sam koristio takav uređaj za punjenje litij-ionskih baterija. Nije tajna da ih treba pravilno puniti, a ako pogriješite, mogu čak i eksplodirati. Ovaj punjač se nosi sa svim zadacima.
Za kontrolu prisutnosti naboja možete koristiti krug opisan u ovom članku -.
Postoji i shema za ugradnju ovog mikro kruga u jedan: stabilizacija struje i napona. Ali u ovoj opciji operacija nije posve linearna, ali u nekim slučajevima može funkcionirati.
Informativni video, samo ne na ruskom, ali možete razumjeti formule za izračun.
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 ponovno sastaviti potrebni krug?
Tako sam više puta morao rješavati problem punjenja raznih baterija kada pri ruci nije bilo odgovarajućeg punjača. Morao sam brzo sastaviti nešto jednostavno, u odnosu na konkretnu bateriju.
Situacija je bila podnošljiva sve dok se nije ukazala potreba za masovnom pripremom i sukladno tome 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 litij-ionskih baterija, ali moguće je puniti i druge vrste baterija i kompozitnih baterija (upotrebom iste vrste ćelija, u daljnjem 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).
Svi sklopovi su dizajnirani za rad s napajanjem iz prijenosnih računala ili za rad s drugim napajanjem s istosmjernim izlaznim naponima od 15 do 24 volta i izgrađeni su na raširenim komponentama koje su prisutne na pločama starih računalnih napajanja, napajanja drugih uređaja , prijenosna računala itd.
Memorijski krug br. 1 (TL494)
Memorija u shemi 1 je snažan generator impulsa koji radi u rasponu od desetak do nekoliko tisuća herca (frekvencija je varirala tijekom istraživanja), s podesivom širinom impulsa.
Baterija se puni strujnim impulsima ograničenim povratnom spregom koju stvara senzor struje R10, spojen između zajedničke žice kruga i izvora sklopke na tranzistoru s efektom polja VT2 (IRF3205), filter R9C2, pin 1, koji je "izravan" ulaz jednog od pojačala greške čipa TL494.
Inverzni ulaz (pin 2) istog pojačala greške napaja se usporednim naponom, reguliranim promjenjivim otpornikom PR1, iz izvora referentnog napona ugrađenog u čip (ION - pin 14), koji mijenja razliku potencijala između ulaza pojačivača greške.
Čim vrijednost napona na R10 prijeđe vrijednost napona (postavljenu promjenjivim otpornikom PR1) na pinu 2 mikro kruga TL494, impuls struje punjenja će se prekinuti i ponovno nastaviti tek u sljedećem ciklusu niza impulsa koji generira mikro krug. generator.
Time podešavajući širinu impulsa na gejtu tranzistora VT2, kontroliramo struju punjenja baterije.
Tranzistor VT1, spojen paralelno s vratima snažnog prekidača, osigurava potrebnu brzinu pražnjenja kapacitivnosti vrata potonjeg, sprječavajući "glatko" zaključavanje VT2. U ovom slučaju, amplituda izlaznog napona u nedostatku baterije (ili drugog opterećenja) gotovo je jednaka ulaznom naponu napajanja.
S aktivnim opterećenjem, izlazni napon će biti određen strujom kroz opterećenje (njegov otpor), što omogućuje da se ovaj krug koristi kao pokretač struje.
Prilikom punjenja baterije, napon na izlazu prekidača (i, prema tome, na samoj bateriji) će težiti porastu tijekom vremena do vrijednosti određene ulaznim naponom (teoretski), a to se, naravno, ne može dopustiti, znajući da vrijednost napona litijeve baterije koja se puni trebala bi biti ograničena na 4,1 V (4,2 V). Stoga memorija koristi sklop uređaja s pragom, koji je Schmittov okidač (u daljnjem tekstu - TS) na op-ampu KR140UD608 (IC1) ili na bilo kojem drugom op-ampu.
Kada se postigne potrebna vrijednost napona na bateriji, pri kojoj su potencijali na izravnim i inverznim ulazima (pinovi 3, 2 - respektivno) IC1 jednaki, pojavit će se visoka logička razina (gotovo jednaka ulaznom naponu) na izlaz op-amp-a, uzrokujući da LED koji označava kraj punjenja HL2 i LED zasvijetli optocoupler VH1 koji će otvoriti vlastiti tranzistor, blokirajući dovod impulsa na izlaz U1. Ključ na VT2 će se zatvoriti i baterija će se prestati puniti.
Nakon što se baterija napuni, počet će se prazniti preko reverzne diode ugrađene u VT2, koja će biti izravno spojena u odnosu na bateriju, a struja pražnjenja će biti otprilike 15-25 mA, uzimajući u obzir pražnjenje i kroz elemente TS sklopa. Ako se ova okolnost nekome čini kritičnom, treba postaviti snažnu diodu (po mogućnosti s malim padom napona prema naprijed) u razmak između odvoda i negativnog pola baterije.
TS histereza u ovoj verziji punjača je odabrana tako da će punjenje ponovno početi kada napon na bateriji padne na 3,9 V.
Ovaj punjač također se može koristiti za punjenje serijski spojenih litijevih (i drugih) baterija. Dovoljno je kalibrirati potrebni prag odziva pomoću promjenjivog 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 montirana da zamijeni nikal-kadmijevu bateriju odvijača.
Napajanje iz prijenosnog računala (19V/4.7A) spojeno je na punjač, sastavljen u standardnom kućištu punjača odvijača umjesto originalnog kruga. Struja punjenja "nove" baterije je 2 A. U isto vrijeme, tranzistor VT2, koji radi bez radijatora, zagrijava do maksimalne temperature od 40-42 C.
Punjač se, naravno, isključuje kada napon baterije dosegne 12,3 V.
TS histereza kada se prag odziva promijeni ostaje isti kao POSTOTAK. To jest, ako se pri naponu isključivanja od 4,1 V punjač ponovno uključio kada je napon pao na 3,9 V, tada se u ovom slučaju punjač ponovno uključio kada je napon na bateriji pao na 11,7 V. Ali ako je potrebno , dubina histereze se može promijeniti.
Prag punjača i kalibracija histereze
Kalibracija se odvija pomoću vanjskog regulatora napona (laboratorijski izvor napajanja).Postavljen je gornji prag za aktiviranje TS-a.
1. Odvojite gornji pin PR3 od strujnog kruga punjača.
2. Spojimo "minus" laboratorijskog napajanja (u daljnjem tekstu posvuda LBP) na negativni terminal za bateriju (sama baterija ne bi trebala biti u krugu tijekom postavljanja), "plus" LBP-a na pozitivni pol za bateriju.
3. Uključite punjač i LBP i namjestite željeni napon (npr. 12,3 V).
4. Ako je indikacija kraja punjenja uključena, okrenite klizač PR3 prema dolje (prema dijagramu) dok se indikacija ne ugasi (HL2).
5. Polako okrećite motor PR3 prema gore (prema dijagramu) dok indikator ne zasvijetli.
6. Polako smanjite razinu napona na izlazu LBP-a i pratite vrijednost pri kojoj se indikator ponovno gasi.
7. Ponovno provjerite razinu rada gornjeg praga. Fino. Histerezu možete podesiti ako niste zadovoljni razinom napona koja uključuje punjač.
8. Ako je histereza prevelika (punjač se uključuje kada je napon prenizak - ispod npr. razine pražnjenja akumulatora), okrenite klizač PR4 ulijevo (prema dijagramu) ili obrnuto - ako je dubina histereze nedovoljna, - udesno (prema dijagramu, kada se mijenja dubina histereze, razina praga može se pomaknuti za nekoliko desetinki volta).
9. Napravite probni rad, podižući i spuštajući razinu napona na LBP izlazu.
Postavljanje trenutnog načina je još lakše.
1. Isključujemo uređaj praga pomoću bilo koje dostupne (ali sigurne) metode: na primjer, "spajanjem" PR3 motora na zajedničku žicu uređaja ili "spajanjem" LED-a optokaplera.
2. Umjesto baterije, povezujemo opterećenje u obliku žarulje od 12 volti na izlaz punjača (na primjer, za postavljanje sam koristio par 12 V lampi od 20 vata).
3. Spojimo ampermetar na prekid bilo koje žice za napajanje na ulazu punjača.
4. Postavite motor PR1 na minimum (na maksimum lijevo prema dijagramu).
5. Uključite memoriju. Lagano okrećite gumb za podešavanje PR1 u smjeru povećanja struje dok se ne postigne željena vrijednost.
Možete pokušati promijeniti otpor opterećenja prema nižim vrijednostima njegovog otpora tako što ćete paralelno spojiti, recimo, drugu sličnu svjetiljku ili čak "kratko spojiti" izlaz punjača. Struja se ne bi trebala značajno promijeniti.
Tijekom testiranja uređaja pokazalo se da su frekvencije u rasponu od 100-700 Hz optimalne za ovaj krug, pod uvjetom da se koriste IRF3205, IRF3710 (minimalno zagrijavanje). Budući da je TL494 nedovoljno iskorišten u ovom krugu, besplatno pojačalo greške na IC-u može se koristiti za pokretanje senzora temperature, na primjer.
Također treba imati na umu da ako je raspored netočan, čak ni pravilno sastavljen pulsni uređaj neće raditi ispravno. Stoga ne treba zanemariti iskustvo sastavljanja impulsnih uređaja snage, više puta opisano u literaturi, naime: sve "snage" veze istog imena trebaju biti smještene na najkraćoj udaljenosti jedna u odnosu na drugu (idealno u jednoj točki). Tako, na primjer, spojne točke kao što su kolektor VT1, stezaljke otpornika R6, R10 (spojne točke sa zajedničkom žicom kruga), stezaljka 7 od U1 - treba kombinirati gotovo u jednoj točki ili kroz ravni kratki i široki vodič (sabirnica). Isto vrijedi i za odvod VT2, čiji izlaz treba "objesiti" izravno na "-" terminal baterije. Priključci IC1 također moraju biti u neposrednoj "električnoj" blizini priključnica baterije.
Memorijski krug 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 složenim, sekvencijalno povezanim elementima do 3, i sa pojedinačnim.
Kao što vidite, za brzu promjenu trenutnog načina rada i rad s različitim brojem elemenata spojenih u seriju, uvedene su fiksne postavke s otpornicima za podešavanje PR1-PR3 (trenutna postavka), PR5-PR7 (postavljanje krajnjeg praga punjenja za različit broj elemenata) i prekidače SA1 (trenutni odabir punjenja) i SA2 (odabir broja baterijskih ćelija koje se pune).
Prekidači imaju dva smjera, gdje njihov drugi dio prebacuje LED indikatore odabira načina rada.
Druga razlika u odnosu na prethodni uređaj je korištenje drugog pojačala greške TL494 kao elementa praga (spojenog prema TS krugu) koji određuje kraj punjenja baterije.
Pa, i, naravno, tranzistor p-vodljivosti korišten je kao ključ, što je pojednostavilo punu upotrebu TL494 bez upotrebe dodatnih komponenti.
Metoda za postavljanje krajnjih pragova punjenja i trenutnih načina je ista, kao i za postavljanje prethodne verzije memorije. Naravno, za različiti broj elemenata, prag odziva će se višestruko promijeniti.
Prilikom testiranja ovog sklopa primijetili smo jače zagrijavanje sklopke na tranzistoru VT2 (pri izradi prototipa koristim tranzistore bez hladnjaka). Iz tog razloga, trebali biste koristiti drugi tranzistor (koji jednostavno nisam imao) odgovarajuće vodljivosti, ali s boljim strujnim parametrima i nižim otporom otvorenog kanala, ili udvostručiti broj tranzistora navedenih u krugu, spajajući ih paralelno s odvojeni gejt otpornici.
Korištenje ovih tranzistora (u "jednoj" verziji) u većini slučajeva nije kritično, ali u ovom slučaju, postavljanje komponenti uređaja planirano je u malom kućištu s malim radijatorima ili bez radijatora.
Memorijski krug br. 3 (TL494)
U punjaču na dijagramu 3 dodano je automatsko odvajanje akumulatora od punjača uz prebacivanje na opterećenje. Ovo je zgodno za provjeru i proučavanje nepoznatih baterija. Histereza TS za rad s pražnjenjem baterije treba se povećati do donjeg praga (za uključivanje punjača), jednakog potpunom pražnjenju baterije (2,8-3,0 V).
Krug punjača br. 3a (TL494)
Shema 3a je varijanta sheme 3.
Memorijski krug br. 4 (TL494)
Punjač na dijagramu 4 nije ništa kompliciraniji od prethodnih uređaja, ali je razlika u odnosu na prethodne sheme što se baterija ovdje puni istosmjernom strujom, a sam punjač je stabilizirani regulator struje i napona i može se koristiti kao laboratorijski modul napajanja, klasično izgrađen prema "podatkovnoj tablici" prema kanonima.
Takav modul uvijek je koristan za testiranje baterija i drugih uređaja na stolu. Ima smisla koristiti ugrađene uređaje (voltmetar, ampermetar). Formule za izračun prigušnica za pohranu i smetnje opisane su u literaturi. Samo da kažem da sam tijekom testiranja koristio gotove razne prigušnice (s rasponom specificiranih induktiviteta), eksperimentirajući s 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 tipke (bez radijatora) su mi sasvim odgovarale . Učinkovitost je, međutim, veća pri korištenju manjih induktiviteta.
Regulator je najbolje radio s dvije serijski povezane prigušnice od 22 µH u četvrtastim oklopnim jezgrama iz pretvarača integriranih u matične ploče prijenosnih računala.
Memorijski krug br. 5 (MC34063)
Na dijagramu 5 izvedena je verzija PWM kontrolera s regulacijom struje i napona na MC34063 PWM/PWM čipu s “dodatkom” na operacijskom pojačalu CA3130 (mogu se koristiti i druga operacijska pojačala), uz pomoć kojih struja je regulirana i stabilizirana.
Ova modifikacija donekle je proširila mogućnosti MC34063, za razliku od klasičnog uključivanja mikro kruga, omogućujući implementaciju funkcije glatke kontrole struje.
Memorijski krug br. 6 (UC3843)
Na dijagramu 6, verzija PHI kontrolera napravljena je na UC3843 (U1) čipu, CA3130 op-amp (IC1) i LTV817 optocoupleru. Regulacija struje u ovoj verziji punjača provodi se pomoću promjenjivog otpornika PR1 na ulazu strujnog pojačala mikro kruga U1, izlazni napon se regulira pomoću PR2 na invertirajućem ulazu IC1.
Postoji "obrnuti" referentni napon na "izravnom" ulazu operacijskog pojačala. Odnosno, regulacija se provodi u odnosu na "+" napajanje.
U shemama 5 i 6, u pokusima su korišteni isti skupovi komponenti (uključujući prigušnice). Prema rezultatima ispitivanja, svi navedeni krugovi nisu puno inferiorni jedni prema drugima u deklariranom rasponu parametara (frekvencija/struja/napon). Stoga je krug s manje komponenti poželjniji za ponavljanje.
Memorijski krug br. 7 (TL494)
Memorija na dijagramu 7 zamišljena je kao stolni uređaj s maksimalnom funkcionalnošću, stoga nije bilo ograničenja u volumenu kruga i broju podešavanja. Ova verzija punjača je također napravljena na bazi PHI regulatora struje i napona, kao opcija na dijagramu 4.
U shemu su uvedeni dodatni modovi.
1. “Kalibracija - punjenje” - za prethodno postavljanje pragova krajnjeg napona i ponavljanje punjenja iz dodatnog analognog regulatora.
2. “Reset” - za vraćanje punjača na način punjenja.
3. “Struja - međuspremnik” - za prebacivanje regulatora u način strujnog ili međuspremnika (ograničavanje izlaznog napona regulatora u zajedničkom napajanju uređaja s naponom baterije i regulatora).
Relej se koristi za prebacivanje baterije iz načina punjenja u način rada opterećenja.
Rad s memorijom sličan je radu s prethodnim uređajima. Kalibracija se provodi prebacivanjem prekidača na način rada "kalibracija". U ovom slučaju, kontakt preklopne sklopke S1 povezuje uređaj za podešavanje praga i voltmetar na izlaz integralnog regulatora IC2. Nakon postavljanja potrebnog napona za nadolazeće punjenje određene baterije na izlazu IC2, pomoću PR3 (glatko rotirajući) svijetli LED HL2 i, sukladno tome, relej K1 radi. Smanjenjem napona na izlazu IC2, HL2 se potiskuje. U oba slučaja kontrolu vrši ugrađeni voltmetar. Nakon postavljanja parametara odgovora PU, prekidač se prebacuje u način punjenja.
Shema br. 8
Korištenje izvora napona za kalibraciju može se izbjeći korištenjem same memorije za kalibraciju. U tom slučaju, trebali biste odvojiti TS izlaz od SHI kontrolera, sprječavajući ga da se isključi kada se baterija napuni, što je određeno TS parametrima. Baterija će na ovaj ili onaj način biti odspojena od punjača pomoću kontakata releja K1. Promjene za ovaj slučaj prikazane su na slici 8.
U načinu rada kalibracije, prekidač S1 odspaja relej od pozitivnog izvora napajanja kako bi se spriječile neprikladne operacije. U ovom slučaju, indikacija rada TC radi.
Preklopni prekidač S2 vrši (ako je potrebno) prisilno aktiviranje releja K1 (samo kada je kalibracijski način 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 eliminirati.
Dizajn punjača
U dizajnu je poželjno koristiti kao promjenjive i otpornike za podešavanje višeokretni potenciometri kako biste izbjegli patnju prilikom postavljanja potrebnih parametara.
Mogućnosti dizajna prikazane su na fotografiji. Strujni krugovi su improvizirano zalemljeni na perforirane matične ploče. Sva ispuna montirana je u kućišta iz napajanja prijenosnih računala.
Korišteni su u dizajnu (također su korišteni kao ampermetri nakon manjih izmjena).
Kućišta su opremljena utičnicama za vanjski priključak baterija, opterećenja i utičnicom za spajanje vanjskog napajanja (s prijenosnog računala).
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 sve više se bavim elektroenergetikom i elektronikom.
Zašto sam ovdje? Da, jer ovdje su svi isti kao ja. Za mene ovdje postoji veliki interes, jer nisam jak u audio tehnologiji, ali bih volio imati više iskustva u tom području.
Glasanje čitatelja
Članak je odobrilo 77 čitatelja.
Kako biste sudjelovali u glasovanju, registrirajte se i prijavite se na stranicu sa svojim korisničkim imenom i lozinkom.Punjač akumulatora treba svakom vlasniku automobila, ali skupo košta, a redoviti preventivni odlasci u autoservis ne dolaze u obzir. Servis akumulatora na servisu zahtijeva vrijeme i novac. Osim toga, s ispražnjenom baterijom i dalje morate voziti do servisa. Svatko tko zna koristiti lemilo može vlastitim rukama sastaviti ispravan punjač za automobilsku bateriju.
Malo teorije o baterijama
Svaka baterija je uređaj za skladištenje električne energije. Kada se na njega primijeni napon, energija se skladišti zbog kemijskih promjena unutar baterije. Kada je potrošač priključen, događa se suprotan proces: obrnuta kemijska promjena stvara napon na stezaljkama uređaja, a struja teče kroz opterećenje. Dakle, da biste dobili napon iz baterije, prvo je morate "spustiti", odnosno napuniti bateriju.
Gotovo svaki automobil ima vlastiti generator koji, kada motor radi, napaja opremu u vozilu i puni bateriju, nadopunjavajući energiju potrošenu na pokretanje motora. Ali u nekim slučajevima (često ili teško paljenje motora, kratka putovanja itd.) energija baterije nema vremena da se obnovi i baterija se postupno prazni. Postoji samo jedan izlaz iz ove situacije - punjenje vanjskim punjačem.
Kako saznati stanje baterije
Da biste odlučili je li potrebno punjenje, morate odrediti stanje baterije. Najjednostavnija opcija - "okreće se / ne okreće se" - ujedno je i neuspješna. Ako se baterija ne uključi, na primjer, u garaži ujutro, onda uopće nećete ići nikamo. Stanje "ne okreće" je kritično, a posljedice za bateriju mogu biti strašne.
Optimalna i pouzdana metoda za provjeru stanja baterije je mjerenje napona na njoj konvencionalnim ispitivačem. Pri temperaturi zraka od oko 20 stupnjeva ovisnost stupnja naboja o naponu na stezaljkama baterije odvojene 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" (osobito onaj koji ne zahtijeva održavanje) neće uspjeti.
Ispravno punjenje
Postoje dva načina punjenja akumulatora automobila - konstantni napon i konstantna struja. Svatko ima svoje karakteristike i nedostaci:
Domaći punjači baterija
Sastavljanje punjača za automobilsku bateriju vlastitim rukama realno je i nije osobito teško. Da biste to učinili, morate imati osnovno znanje o elektrotehnici i moći držati lemilo u rukama.
Jednostavan uređaj od 6 i 12 V
Ova shema je najosnovnija i proračunski prihvatljiva. Pomoću ovog punjača možete učinkovito puniti bilo koji olovni akumulator s radnim naponom od 12 ili 6 V i električnim kapacitetom od 10 do 120 A/h.
Uređaj se sastoji od padajućeg transformatora T1 i snažnog ispravljača sastavljenog pomoću dioda VD2-VD5. Struja punjenja postavlja se sklopkama S2-S5, uz pomoć kojih su kondenzatori za gašenje C1-C4 spojeni na strujni krug primarnog namota transformatora. Zahvaljujući višestrukoj "težini" svakog prekidača, različite kombinacije omogućuju postupno podešavanje struje punjenja u rasponu od 1–15 A u koracima od 1 A. To 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 prati se 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 disipacijskom površinom od najmanje 300 cm2.
Kondenzatori C2-C5 moraju biti nepolarni papir s radnim naponom od najmanje 300 V. Prikladni su, na primjer, MBChG, KBG-MN, MBGO, MBGP, MBM, MBGCh. Slični kondenzatori u obliku kocke naširoko su korišteni kao fazni kondenzatori za elektromotore u kućanskim aparatima. Kao PU1 korišten je istosmjerni voltmetar tipa M5−2 s granicom mjerenja od 30 A.
Krug je jednostavan, ako ga sastavite od dijelova koji se mogu servisirati, tada mu nije potrebno podešavanje. Ovaj uređaj je također prikladan za punjenje baterija od šest volti, ali će "težina" svakog od prekidača S2-S5 biti drugačija. Stoga ćete morati upravljati strujama punjenja pomoću ampermetra.
S 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; tiristor se koristi kao regulacijski element. Osim gumba za glatko podešavanje struje, ovaj dizajn također ima prekidač načina rada, kada je uključen, struja punjenja se udvostručuje.
Način punjenja kontrolira se vizualno pomoću brojčanika RA1. Otpornik R1 je domaći, izrađen od nichrome ili bakrene žice promjera najmanje 0,8 mm. Služi kao limitator struje. Lampa EL1 je indikatorska lampa. Na njenom mjestu poslužit će bilo koja indikatorska lampa male veličine s naponom od 24–36 V.
Snižavajući transformator može se koristiti gotov s izlaznim naponom na sekundarnom namotu od 18–24 V pri struji do 15 A. Ako nemate pri ruci odgovarajući uređaj, možete ga sami napraviti iz bilo kojeg mrežnog transformatora snage 250–300 W. Da biste to učinili, namotajte sve namotaje iz transformatora osim mrežnog namota i namotajte jedan sekundarni namot bilo kojom izoliranom žicom s poprečnim presjekom od 6 mm. kvadrat Broj zavoja u namotu 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 m2. Energetska instalacija uređaja izvodi se žicama minimalne duljine i presjeka od najmanje 4 mm. kvadrat Umjesto VD1, radit će bilo koja ispravljačka dioda s obrnutim naponom od najmanje 20 V i izdržati struju od najmanje 200 mA.
Podešavanje uređaja svodi se na kalibraciju ampermetra RA1. To se može učiniti spajanjem nekoliko 12-voltnih žarulja ukupne snage do 250 W umjesto baterije, praćenjem struje korištenjem poznatog dobrog referentnog ampermetra.
Iz napajanja računala
Za sastavljanje ovog jednostavnog punjača vlastitim rukama trebat će vam redovno napajanje iz starog ATX računala i poznavanje radiotehnike. Ali karakteristike uređaja će biti pristojne. Uz njegovu pomoć, baterije se pune strujom do 10 A, prilagođavajući struju i napon punjenja. Jedini uvjet je da je napajanje poželjno na kontroleru TL494.
Za stvaranje DIY punjenje automobila iz napajanja računala morat ćete sastaviti krug prikazan na slici.
Koraci korak po korak potrebni za finalizaciju operacije izgledat će ovako:
- Odgrizite sve žice sabirnice napajanja, osim žute i crne.
- Spojite žutu i odvojeno crnu žicu - to će biti punjači "+" i "-" (pogledajte dijagram).
- Izrežite sve tragove koji vode do pinova 1, 14, 15 i 16 kontrolera TL494.
- Ugradite promjenjive otpornike nominalne vrijednosti 10 i 4,4 kOhm na kućište napajanja - to su kontrole za regulaciju napona, odnosno struje punjenja.
- Pomoću viseće instalacije sastavite krug prikazan na gornjoj slici.
Ako je instalacija obavljena ispravno, izmjena je dovršena. Sve što preostaje je opremiti novi punjač voltmetrom, ampermetrom i žicama s krokodilom za spajanje na bateriju.
U dizajnu je moguće koristiti bilo koji promjenjivi i fiksni otpornik, osim strujnog otpornika (donji u krugu s nominalnom vrijednošću od 0,1 Ohm). Njegova disipacija snage je najmanje 10 W. Takav otpornik možete sami napraviti od nichrome ili bakrene žice odgovarajuće duljine, ali zapravo možete pronaći gotov, na primjer, šant od 10 A iz kineskog digitalnog testera ili otpornik C5-16MV. Druga opcija su dva otpornika 5WR2J spojena paralelno. Takvi se otpornici nalaze u prekidačkim izvorima napajanja za računala ili televizore.
Što trebate znati kada punite bateriju
Prilikom punjenja akumulatora automobila važno je pridržavati se niza pravila. Ovo će vam pomoći Produžite trajanje baterije i očuvajte svoje zdravlje:
Razjašnjeno je pitanje stvaranja jednostavnog punjača baterija vlastitim rukama. Sve je vrlo jednostavno, sve što trebate učiniti je opskrbiti se potrebnim alatima i možete sigurno krenuti na posao.
Univerzalni punjač za male baterije
Koristeći predloženi punjač (CHD), moguće je vratiti funkcionalnost gotovo svih tipova 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 omogućuje automatsko isključivanje iz mreže kada istekne zadano vrijeme punjenja i kada se prekorači dopušteni napon na bateriji. Punjač također daje indikaciju vrijednosti struje punjenja.
Elektronički krug univerzalnog punjača prikazan 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;
- sklopovi za indikaciju vrijednosti struje punjenja;
- napajanje.
Riža. 1. Shematski dijagram
Baterije se mogu puniti pomoću pet različitih struja punjenja: 6, 12, 26, 55 i 100 mA. Struja punjenja odabire se pomoću prekidača SA2—SA5, spajanjem jedne od skupina otpornika Rl—R4 paralelno s R5. Na primjer, pri punjenju baterija STs-21, STs-31, STs-32 za moderne elektroničke ručne satove koristi se struja punjenja od 6 ili 12 mA. Pri punjenju strujom od 6 mA prekidači SA2 -SA5 ostaju u položaju prikazanom na dijagramu. Uz struju punjenja od 12 mA, otpornik R4 spojen je paralelno s otpornikom R5 pomoću sklopke SA2. i pri struji od 26 mA, otpornik R3 spojen je paralelno s otpornikom R5 pomoću SA3, itd.
Funkcionalnost baterija za elektroničke ručne satove vraća se otprilike 1...3 sata nakon spajanja na uređaj, a ako napon na bateriji dosegne 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. Napon praga od 2,2 ... 2,3 V postavlja se pomoću promjenjivog otpornika R7. Napon na bateriji kroz diodu VD1 i otpornik R7 dovodi se do baze tranzistora VT4. Kada napon dosegne razinu od 2,2 ... 2,3 V, tranzistor se otvara i napon na releju K1 se smanjuje, kontakt K odspaja punjač iz mreže. Za uključivanje punjača samo kratko pritisnite SA1. Nakon kratkotrajnog uključivanja SA1, relej K1 se aktivira, njegovi kontakti K blokiraju kontakte SA1 i punjač se spaja na mrežu.
Krug za podešavanje vremena punjenja izrađen je na mikro krugovima DD4 K155LAZ, DD2, DD3 K155IE8, DD1 K155IE2. Niskofrekventni generator izgrađen je na logičkim elementima DD4.1, DD4.2, otpornicima R9, R10 i kondenzatoru C2. Pomoću mikro krugova K155IE8 izrađena su dva brojača razdjelnika ulazne frekvencije s koeficijentom dijeljenja 64, a na mikro krugu K155IE2 - proturazdjelnik s koeficijentom dijeljenja 10. Frekvencija generatora može se promijeniti pomoću promjenjivog otpornika R10. Promjenom frekvencije generatora možete podesiti vrijeme punjenja od 2 do 20 sati. Međutim, s obzirom da je vrijeme punjenja za gotovo sve vrste malih baterija 15 sati, preporučljivo je čvrsto postaviti vrijeme punjenja na 15 sati. . Izlazni signal koji upozorava na kraj vremena punjenja je - logički nivo 1 se primjenjuje preko diode VD2 i otpornika R7 na bazu tranzistora VT4. Potonji, otvaranjem kroz kontakte releja K1, odspaja punjač iz mreže.
Krug indikacije 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 naveden u tablici u K155REZ EEPROM. 1.
Digitalni poluvodički indikatori prikazuju jednu od pet različitih vrijednosti struje punjenja, uz pomoć kojih se baterija puni u tom trenutku. Treba napomenuti da se pri punjenju strujom od 100 mA, budući da je troznamenkasti broj, broj 98 prikazuje na indikatorima HL1, HL2.
Zbog činjenice da je ulaz E (pin 15) PROM-a spojen na niskofrekventni generator preko elementa DD4.3, digitalne informacije na indikatorima trepću na frekvenciji generatora. Ova metoda pokazivanja vrijednosti struje punjenja, prvo, smanjuje potrošnju struje indikacijskog kruga. Drugo, frekvencija treptanja može se koristiti za grubu procjenu unaprijed postavljenog vremena punjenja.
S obzirom na relativnu složenost indikacijskog kruga za radio amatere, može se isključiti iz memorije. Zatim se iz strujnog 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 s uređajem opisanim u.
Napajanje je napravljeno prema dobro poznatom krugu na čipu DA1 KP142EH5B. Sam mikro krug pričvršćen je na tijelo transformatora pomoću Moment ljepila ili druge metode. U ovom slučaju nema potrebe za korištenjem zasebnog hladnjaka za DA1 čip.
Dijelovi uređaja montirani su na tiskanu pločicu koja je smještena u polistirensko kućište. XP1 utikač je postavljen na kućište. Kontakti za spajanje disk baterija izrađeni su od kućnih plastičnih štipaljki (slika 2).
Kada su elementi kruga pravilno instalirani, uređaj odmah radi. Rad generatora impulsa provjerava se pomoću LED-a prikazanog točkastim linijama na sl. 1. Zatim, da postavite vrijeme oporavka na 15 sati, koristeći otpornik R1, odaberite brzinu ponavljanja impulsa tako da se negativni puls pojavi na izlazu DD3 čipa (na pinu 7) nakon 1,5 minuta. Ovo se može kontrolirati pomoću LED-a. LED prikazan isprekidanim linijama odspojen je od izlaza generatora i spojen tijekom perioda postavljanja vremena na pin 7 DD3 čipa.
Struja koju troši memorija ne prelazi 350 mA. Da biste smanjili snagu, umjesto mikro krugova serije K155 možete koristiti mikro krugove serije K555.
KNJIŽEVNOST
1. Khorovits P., Hill W. Umjetnost dizajna sklopova: M., 1989., sv.
2. Bondarev V., Rukovishnikov A. Punjač za male elemente - Radio, 1989, br. 3. str. 69.
3. Puzakov A. ROM u sportskoj literaturi, 1982. br. 1. str. 22-23 (prikaz, ostalo).
4. Goroshkov B.I. Elementi radioelektroničkih uređaja. - M. Radio i veze, 1988.
