Küçük piller için şarj cihazı. Araba aküleri için şarj devreleri. Basit otomatik şarj cihazı
Bu planın ele alacağımız tüm avantajlarını bu makalenin başlığına eklemeye çalıştım ve doğal olarak pek başarılı olamadım. Şimdi sırayla tüm avantajlara bakalım.
Şarj cihazının en büyük avantajı tam otomatik olmasıdır. Devre, gerekli akü şarj akımını kontrol edip stabilize eder, akü voltajını izler ve istenilen seviyeye ulaştığında akımı sıfıra düşürür.
Hangi piller şarj edilebilir?
Hemen hemen her şey: lityum iyon, nikel kadmiyum, kurşun ve diğerleri. Uygulama kapsamı yalnızca şarj akımı ve voltajıyla sınırlıdır.Bu, tüm ev ihtiyaçları için yeterli olacaktır. Örneğin dahili şarj kontrol cihazınız bozulduysa bu devre ile değiştirebilirsiniz. Akülü tornavidalar, elektrikli süpürgeler, el fenerleri ve diğer cihazlar, hatta araba ve motosiklet aküleri bile bu otomatik şarj cihazıyla şarj edilebilir.
Plan başka nerelerde uygulanabilir?
Bu devre, şarj cihazının yanı sıra güneş pili gibi alternatif enerji kaynakları için şarj kontrol cihazı olarak da kullanılabiliyor.Devre aynı zamanda kısa devre korumalı, laboratuvar amaçlı regüle edilmiş bir güç kaynağı olarak da kullanılabilir.
Ana avantajlar:
- - Basitlik: Devre yalnızca 4 oldukça yaygın bileşen içerir.
- - Tam özerklik: akım ve voltajın kontrolü.
- - LM317 yongaları kısa devrelere ve aşırı ısınmaya karşı yerleşik korumaya sahiptir.
- - Nihai cihazın küçük boyutları.
- - Geniş çalışma voltajı aralığı 1,2-37 V.
Kusurlar:
- - 1,5 A'ya kadar şarj akımı. Bu büyük olasılıkla bir dezavantaj değil, bir özelliktir, ancak bu parametreyi burada tanımlayacağım.
- - 0,5 A'den büyük akımlar için radyatör üzerine montaj yapılması gerekir. Giriş ve çıkış voltajı arasındaki farkı da dikkate almalısınız. Bu fark ne kadar büyük olursa, mikro devreler o kadar fazla ısınır.
Otomatik şarj devresi
Diyagram güç kaynağını göstermez, yalnızca kontrol ünitesini gösterir. Güç kaynağı, doğrultucu köprülü bir transformatör, dizüstü bilgisayardan gelen güç kaynağı (19 V) veya telefondan gelen güç kaynağı (5 V) olabilir. Her şey hangi hedefleri takip ettiğinize bağlıdır.Devre iki parçaya bölünebilir, her biri ayrı ayrı çalışır. İlk LM317 bir akım dengeleyici içerir. Stabilizasyon direnci basitçe hesaplanır: "1,25 / 1 = 1,25 Ohm", burada 1,25 herkes için her zaman aynı olan bir sabittir ve "1" ihtiyacınız olan stabilizasyon akımıdır. Hesaplıyoruz, ardından hattan en yakın direnci seçiyoruz. Akım ne kadar yüksek olursa direncin alması gereken güç de o kadar fazla olur. 1 A – minimum 5 W arası akım için.
İkinci yarı voltaj dengeleyicidir. Burada her şey basit; şarj edilen akünün voltajını ayarlamak için değişken bir direnç kullanın. Örneğin araba aküleri için bu oran 14,2-14,4 civarındadır. Yapılandırmak için girişe 1 kOhm'luk bir yük direnci bağlayın ve voltajı bir multimetre ile ölçün. Alt dizi direncini istenen voltaja ayarladık ve bu kadar. Pil şarj edildiğinde ve voltaj ayarlanan değere ulaştığında mikro devre akımı sıfıra indirecek ve şarj işlemi duracaktır.
Ben şahsen böyle bir cihazı lityum iyon pilleri şarj etmek için kullandım. Doğru şekilde şarj edilmeleri gerektiği bir sır değil ve bir hata yaparsanız patlayabilirler. Bu şarj cihazı tüm görevlerle baş eder.
Yükün varlığını kontrol etmek için bu makalede açıklanan devreyi kullanabilirsiniz.
Bu mikro devreyi bir araya getirmek için bir şema da var: hem akım hem de voltaj stabilizasyonu. Ancak bu seçenekte işlem tamamen doğrusal değildir ancak bazı durumlarda işe yarayabilir.
Bilgilendirici video, sadece Rusça değil, ancak hesaplama formüllerini anlayabilirsiniz.
Uygulamasında pili şarj etme ihtiyacıyla karşılaşmayan ve gerekli parametrelere sahip bir şarj cihazının bulunmamasından dolayı hayal kırıklığına uğrayan, mağazadan yeni bir şarj cihazı satın almak veya gerekli devreyi yeniden monte etmek zorunda kalan kim var?
Bu yüzden elimde uygun bir şarj cihazı olmadığında çeşitli pilleri şarj etme sorununu defalarca çözmek zorunda kaldım. Belirli bir pille ilgili olarak basit bir şeyi hızlı bir şekilde birleştirmem gerekiyordu.
Toplu hazırlık ihtiyacı ve buna bağlı olarak pillerin şarj edilmesi ihtiyacı ortaya çıkana kadar durum tolere edilebilirdi. Ucuz, çok çeşitli giriş ve çıkış voltajlarında ve şarj akımlarında çalışan birkaç evrensel şarj cihazı üretmek gerekiyordu.
Aşağıda önerilen şarj devreleri, lityum iyon pilleri şarj etmek için geliştirilmiştir, ancak diğer pil türlerini ve kompozit pilleri (aynı tip hücreleri kullanarak, bundan sonra AB olarak anılacaktır) şarj etmek de mümkündür.
Sunulan tüm şemalar aşağıdaki ana parametrelere sahiptir:
giriş voltajı 15-24 V;
4 A'ya kadar şarj akımı (ayarlanabilir);
çıkış voltajı (ayarlanabilir) 0,7 - 18 V (Uin=19V'da).
Tüm devreler, dizüstü bilgisayarların güç kaynaklarıyla veya 15 ila 24 Volt DC çıkış voltajlarına sahip diğer güç kaynaklarıyla çalışacak şekilde tasarlandı ve eski bilgisayar güç kaynaklarının, diğer cihazların güç kaynaklarının kartlarında bulunan yaygın bileşenler üzerine inşa edildi. , dizüstü bilgisayarlar vb.
1 Nolu Bellek Devresi (TL494)
Şema 1'deki bellek, ayarlanabilir darbe genişliğine sahip, onlarca ila birkaç bin hertz (araştırma sırasında değişen frekans) aralığında çalışan güçlü bir darbe üretecidir.
Pil, devrenin ortak teli ile alan etkili transistör VT2 (IRF3205), filtre R9C2, pin 1 üzerindeki anahtarın kaynağı arasına bağlanan akım sensörü R10 tarafından oluşturulan geri beslemeyle sınırlanan akım darbeleriyle şarj edilir. TL494 yongasının hata yükselticilerinden birinin “doğrudan” girişi.
Aynı hata amplifikatörünün ters girişi (pim 2), girişler arasındaki potansiyel farkı değiştiren çipin içine yerleştirilmiş bir referans voltaj kaynağından (ION - pin 14) değişken bir direnç PR1 tarafından düzenlenen bir karşılaştırma voltajıyla beslenir. hata yükselticisinin
R10'daki voltaj değeri, TL494 mikro devresinin pin 2'sindeki voltaj değerini (değişken direnç PR1 tarafından ayarlanan) aştığı anda, şarj akımı darbesi kesilecek ve yalnızca mikro devre tarafından oluşturulan darbe dizisinin bir sonraki döngüsünde yeniden başlatılacaktır. jeneratör.
Transistör VT2'nin kapısındaki darbelerin genişliğini bu şekilde ayarlayarak akü şarj akımını kontrol ediyoruz.
Güçlü bir anahtarın kapısına paralel bağlanan Transistör VT1, ikincisinin kapı kapasitansının gerekli deşarj oranını sağlayarak VT2'nin "düzgün" kilitlenmesini önler. Bu durumda, pilin (veya başka bir yükün) yokluğunda çıkış voltajının genliği, giriş besleme voltajına neredeyse eşittir.
Aktif bir yük ile çıkış voltajı, bu devrenin bir akım sürücüsü olarak kullanılmasına izin veren yükten geçen akım (direnç) tarafından belirlenecektir.
Aküyü şarj ederken, anahtar çıkışındaki (ve dolayısıyla akünün kendisindeki) voltaj, zamanla giriş voltajı (teorik olarak) tarafından belirlenen bir değere yükselme eğiliminde olacaktır ve buna elbette izin verilemez, bunu bilerek Şarj edilen lityum pilin voltaj değeri 4,1V (4,2V) ile sınırlandırılmalıdır. Bu nedenle bellek, bir op-amp KR140UD608 (IC1) veya başka herhangi bir op-amp üzerinde bir Schmitt tetikleyicisi (bundan sonra - TS olarak anılacaktır) olan bir eşik cihazı devresini kullanır.
IC1'in doğrudan ve ters girişlerindeki (sırasıyla pin 3, 2) potansiyellerin eşit olduğu akü üzerinde gerekli voltaj değerine ulaşıldığında, yüksek mantıksal seviye (neredeyse giriş voltajına eşit) görünecektir. HL2 şarjının sonunu gösteren LED'in ve kendi transistörünü açacak olan VH1 optokuplörünün yanmasına neden olan LED'in U1 çıkışına darbe beslemesini bloke etmesine neden olur. VT2'deki anahtar kapanacak ve pilin şarj edilmesi duracaktır.
Akü şarj edildikten sonra, aküye göre doğrudan bağlanacak olan VT2'de yerleşik ters diyot aracılığıyla deşarj olmaya başlayacak ve elemanlardan geçen deşarj da dikkate alındığında deşarj akımı yaklaşık 15-25 mA olacaktır. TS devresi. Bu durum birisi için kritik görünüyorsa, drenaj ile akünün negatif terminali arasındaki boşluğa güçlü bir diyot (tercihen düşük ileri voltaj düşüşüne sahip) yerleştirilmelidir.
Şarj cihazının bu versiyonundaki TS histerisi, akü üzerindeki voltaj 3,9 V'a düştüğünde şarj yeniden başlayacak şekilde seçilmiştir.
Bu şarj cihazı aynı zamanda seri bağlı lityum (ve diğer) pilleri şarj etmek için de kullanılabilir. PR3 değişken direncini kullanarak gerekli yanıt eşiğini kalibre etmek yeterlidir.
Örneğin, şema 1'e göre monte edilmiş bir şarj cihazı, bir tornavidanın nikel-kadmiyum pilinin yerini alacak şekilde monte edilmiş, çift elemandan oluşan bir dizüstü bilgisayarın üç bölümlü seri piliyle çalışır.
Dizüstü bilgisayardan gelen güç kaynağı (19V/4.7A), orijinal devre yerine tornavida şarj cihazının standart kasasına monte edilmiş şarj cihazına bağlanır. "Yeni" pilin şarj akımı 2 A'dır. Aynı zamanda radyatör olmadan çalışan transistör VT2 maksimum 40-42 C sıcaklığa kadar ısınır.
Akü voltajı 12,3V'a ulaştığında şarj cihazı doğal olarak kapatılır.
Yanıt eşiği değiştiğinde TS histerisi YÜZDE ile aynı kalır. Yani 4,1 V'luk bir kapatma voltajında \u200b\u200bvoltaj 3,9 V'a düştüğünde şarj cihazı tekrar açıldıysa, bu durumda aküdeki voltaj 11,7 V'a düştüğünde şarj cihazı tekrar açıldı. Ancak gerekirse histerezis derinliği değişebilir.
Şarj Cihazı Eşiği ve Histerezis Kalibrasyonu
Kalibrasyon, harici bir voltaj regülatörü (laboratuvar güç kaynağı) kullanılarak gerçekleşir.TS'yi tetiklemek için üst eşik ayarlanır.
1. PR3 üst pimini şarj cihazı devresinden ayırın.
2. Laboratuvar güç kaynağının "eksisini" (bundan sonra her yerde LBP olarak anılacaktır) pilin negatif terminaline (kurulum sırasında pilin kendisi devrede olmamalıdır), LBP'nin "artısını" bağlarız. akünün pozitif terminaline.
3. Şarj cihazını ve LBP'yi açın ve gerekli voltajı (örneğin 12,3 V) ayarlayın.
4. Şarj sonu göstergesi açıksa, PR3 kaydırıcısını (şemaya göre) gösterge sönene kadar (HL2) aşağı doğru çevirin.
5. Gösterge yanana kadar PR3 motorunu yavaşça yukarı doğru (şemaya göre) döndürün.
6. LBP çıkışındaki voltaj seviyesini yavaşça azaltın ve göstergenin tekrar söndüğü değeri izleyin.
7. Üst eşiğin çalışma seviyesini tekrar kontrol edin. İyi. Şarj cihazını açan voltaj seviyesinden memnun değilseniz histerezi ayarlayabilirsiniz.
8. Histerezis çok derinse (voltaj seviyesi çok düşük olduğunda şarj cihazı açılır - örneğin akü deşarj seviyesinin altında), PR4 kaydırıcısını sola çevirin (şemaya göre) veya tam tersi - histerezis derinliği yetersizse - sağa (şemaya göre). Histerezis derinliğini değiştirirken eşik seviyesi bir voltun onda biri kadar kayabilir.
9. LBP çıkışındaki voltaj seviyesini yükseltip düşürerek bir test çalıştırması yapın.
Geçerli modu ayarlamak daha da kolaydır.
1. Eşik cihazını mevcut (ancak güvenli) yöntemlerden herhangi birini kullanarak kapatıyoruz: örneğin, PR3 motorunu cihazın ortak kablosuna "bağlayarak" veya optokuplörün LED'ini "kısa devre yaparak".
2. Şarj cihazının çıkışına akü yerine 12 voltluk ampul şeklinde bir yük bağlıyoruz (örneğin kurulum için bir çift 12V 20 watt lamba kullandım).
3. Ampermetreyi şarj cihazının girişindeki güç kablolarından herhangi birinin kopuşuna bağlarız.
4. PR1 motorunu minimuma (şemaya göre soldaki maksimuma) ayarlayın.
5. Belleği açın. İstenilen değer elde edilene kadar PR1 ayar düğmesini artan akım yönünde yavaşça çevirin.
Yük direncini, örneğin başka bir benzer lambayı paralel bağlayarak veya hatta şarj cihazının çıkışına "kısa devre yaptırarak" direncinin daha düşük değerlerine doğru değiştirmeyi deneyebilirsiniz. Akım önemli ölçüde değişmemelidir.
Cihazın testi sırasında, IRF3205, IRF3710'un kullanılması şartıyla (minimum ısıtma) 100-700 Hz aralığındaki frekansların bu devre için optimal olduğu ortaya çıktı. TL494 bu devrede yeterince kullanılmadığından, IC üzerindeki serbest hata amplifikatörü, örneğin bir sıcaklık sensörünü çalıştırmak için kullanılabilir.
Ayrıca, düzen yanlışsa, doğru şekilde monte edilmiş bir darbe cihazının bile düzgün çalışmayacağını da unutmamak gerekir. Bu nedenle, literatürde tekrar tekrar açıklanan güç darbe cihazlarının montajı deneyimini ihmal etmemek gerekir, yani: aynı adı taşıyan tüm "güç" bağlantıları birbirine göre en kısa mesafeye (ideal olarak bir noktada) yerleştirilmelidir. Bu nedenle, örneğin, kolektör VT1, R6, R10 dirençlerinin terminalleri (devrenin ortak teli ile bağlantı noktaları), U1'in 7 numaralı terminali gibi bağlantı noktaları neredeyse bir noktada veya düz bir kısa devre ile birleştirilmelidir ve geniş iletken (otobüs). Aynısı, çıkışının doğrudan akünün "-" terminaline "asılması" gereken drenaj VT2 için de geçerlidir. IC1'in terminalleri ayrıca akü terminallerine yakın bir "elektriksel" yakınlıkta olmalıdır.
2 numaralı hafıza devresi (TL494)
Şema 2, Şema 1'den çok farklı değildir, ancak şarj cihazının önceki sürümü bir AB tornavidayla çalışacak şekilde tasarlanmışsa, Şema 2'deki şarj cihazı, evrensel, küçük boyutlu (gereksiz ayar elemanları olmadan) olarak tasarlandı. kompozit, 3'e kadar ardışık olarak bağlanmış elemanlarla ve teklilerle çalışmak.
Gördüğünüz gibi, mevcut modu hızlı bir şekilde değiştirmek ve seri bağlı farklı sayıda elemanla çalışmak için, PR1-PR3 (akım ayarı), PR5-PR7 (bir süre için şarj eşiğinin sonunu ayarlama) düzeltme dirençleri ile sabit ayarlar getirilmiştir. farklı sayıda eleman) ve SA1 (şarj akımı seçimi) ve SA2 (şarj edilecek pil hücresi sayısını seçme) anahtarları.
Anahtarların iki yönü vardır; burada ikinci bölümleri mod seçimi gösterge LED'lerini değiştirir.
Önceki cihazdan bir diğer farkı, pil şarjının sonunu belirleyen eşik elemanı (TS devresine göre bağlanmış) olarak ikinci bir hata amplifikatörü TL494'ün kullanılmasıdır.
Ve elbette, anahtar olarak bir p-iletkenlik transistörü kullanıldı, bu da TL494'ün ek bileşenler kullanılmadan tam kullanımını basitleştirdi.
Şarj eşiklerinin sonunu ve mevcut modları ayarlama yöntemi aynıdır, belleğin önceki sürümünün ayarlanmasına gelince. Elbette farklı sayıda öğe için yanıt eşiği kat kat değişecektir.
Bu devreyi test ederken, VT2 transistöründeki anahtarın daha güçlü ısındığını fark ettik (prototipleme sırasında soğutucu olmadan transistörler kullanıyorum). Bu nedenle, uygun iletkenliğe sahip, ancak daha iyi akım parametrelerine ve daha düşük açık kanal direncine sahip başka bir transistör (benim sahip olmadığım) kullanmalı veya devrede belirtilen transistör sayısını iki katına çıkararak bunları paralel olarak bağlamalısınız. ayrı kapı dirençleri.
Bu transistörlerin ("tekli" versiyonda) kullanımı çoğu durumda kritik değildir, ancak bu durumda cihaz bileşenlerinin yerleştirilmesi, küçük radyatörler kullanılarak veya hiç radyatör kullanılmadan küçük boyutlu bir kasaya planlanır.
3 Nolu Bellek Devresi (TL494)
Diyagram 3'teki şarj cihazında, yüke geçiş ile akünün şarj cihazından otomatik olarak ayrılması eklenmiştir. Bu, bilinmeyen pilleri kontrol etmek ve incelemek için uygundur. Akü deşarjıyla çalışmaya yönelik TS histerisi, tam akü deşarjına (2,8-3,0 V) eşit olan alt eşiğe (şarj cihazını açmak için) yükseltilmelidir.
3a numaralı şarj cihazı devresi (TL494)
Şema 3a, Şema 3'ün bir çeşididir.
4 Nolu Bellek Devresi (TL494)
Diyagram 4'teki şarj cihazı önceki cihazlardan daha karmaşık değildir ancak önceki şemalardan farkı, buradaki pilin doğru akımla şarj edilmesi ve şarj cihazının kendisinin stabilize bir akım ve voltaj regülatörü olması ve laboratuvar olarak kullanılabilmesidir. klasik olarak kanonların "veri sayfasına" göre oluşturulmuş güç kaynağı modülü.
Böyle bir modül, hem pillerin hem de diğer cihazların laboratuvar testleri için her zaman kullanışlıdır. Yerleşik cihazların (voltmetre, ampermetre) kullanılması mantıklıdır. Depolama ve girişim bobinlerinin hesaplanmasına yönelik formüller literatürde açıklanmaktadır. Test sırasında 20 ila 90 kHz arasında bir PWM frekansıyla deneyler yaparak hazır çeşitli bobinler (belirtilen endüktans aralığına sahip) kullandığımı söylememe izin verin. Regülatörün çalışmasında özel bir fark fark etmedim (2-18 V çıkış voltajı ve 0-4 A akım aralığında): anahtarın ısıtılmasındaki küçük değişiklikler (radyatör olmadan) bana oldukça uygun . Ancak daha küçük endüktanslar kullanıldığında verimlilik daha yüksektir.
Regülatör, dizüstü bilgisayar anakartlarına entegre dönüştürücülerden gelen kare zırhlı çekirdeklerdeki iki adet seri bağlantılı 22 µH bobinle en iyi şekilde çalıştı.
Bellek devresi No. 5 (MC34063)
Diyagram 5'te, MC34063 PWM/PWM yongası üzerinde CA3130 op amp (diğer op amp'ler kullanılabilir) üzerinde bir "eklenti" ile akım ve voltaj regülasyonlu PWM kontrol cihazının bir versiyonu yapılmıştır. akım düzenlenir ve stabilize edilir.
Bu değişiklik, mikro devrenin klasik dahil edilmesinin aksine MC34063'ün yeteneklerini bir miktar genişleterek düzgün akım kontrolü fonksiyonunun uygulanmasına izin verdi.
Bellek devresi No. 6 (UC3843)
Diyagram 6'da, PHI denetleyicisinin bir versiyonu UC3843 (U1) yongası, CA3130 op-amp (IC1) ve LTV817 optocoupler üzerinde yapılmıştır. Şarj cihazının bu versiyonundaki akım regülasyonu, U1 mikro devresinin akım amplifikatörünün girişindeki değişken bir direnç PR1 kullanılarak gerçekleştirilir, çıkış voltajı, IC1 ters çevirme girişindeki PR2 kullanılarak düzenlenir.
Op-amp'in "doğrudan" girişinde "ters" bir referans voltajı vardır. Yani düzenleme “+” güç kaynağına göre gerçekleştirilir.
Şema 5 ve 6'da deneylerde aynı bileşen setleri (şoklar dahil) kullanıldı. Test sonuçlarına göre, listelenen devrelerin tümü, beyan edilen parametre aralığında (frekans/akım/voltaj) birbirinden pek de aşağı değildir. Bu nedenle tekrarlama için daha az bileşenli bir devre tercih edilir.
7 Nolu Bellek Devresi (TL494)
Diyagram 7'deki bellek, maksimum işlevselliğe sahip bir tezgah cihazı olarak tasarlandı, bu nedenle devrenin hacmi ve ayar sayısında herhangi bir kısıtlama yoktu. Şarj cihazının bu versiyonu aynı zamanda şema 4'teki seçenek gibi bir PHI akım ve voltaj regülatörü temelinde yapılmıştır.
Şemaya ek modlar eklendi.
1. “Kalibrasyon - şarj” - son voltaj eşiklerinin önceden ayarlanması ve ek bir analog regülatörden şarjın tekrarlanması için.
2. “Sıfırla” - şarj cihazını şarj moduna sıfırlamak için.
3. “Akım - tampon” - regülatörü akım veya tampona geçirmek için (cihazın akü voltajı ve regülatör ile ortak beslemesindeki regülatörün çıkış voltajını sınırlandırır) şarj moduna geçirmek için.
Pili "şarj" modundan "yük" moduna geçirmek için bir röle kullanılır.
Bellekle çalışmak önceki cihazlarla çalışmaya benzer. Kalibrasyon, geçiş anahtarının “kalibrasyon” moduna getirilmesiyle gerçekleştirilir. Bu durumda, geçiş anahtarı S1'in kontağı eşik cihazını ve bir voltmetreyi entegre regülatör IC2'nin çıkışına bağlar. IC2 çıkışında belirli bir pilin yaklaşan şarjı için gerekli voltajı ayarladıktan sonra, PR3 (düzgün dönen) kullanılarak HL2 LED'i yanar ve buna göre K1 rölesi çalışır. IC2 çıkışındaki voltajın azaltılmasıyla HL2 bastırılır. Her iki durumda da kontrol yerleşik bir voltmetre ile gerçekleştirilir. PU yanıt parametrelerini ayarladıktan sonra geçiş anahtarı şarj moduna geçirilir.
Şema No. 8
Kalibrasyon için belleğin kendisi kullanılarak kalibrasyon voltaj kaynağının kullanılmasından kaçınılabilir. Bu durumda, TS parametreleri tarafından belirlenen pil şarjı tamamlandığında kapanmasını önleyerek TS çıkışını SHI kontrol cihazından ayırmalısınız. Akü, K1 rölesinin kontakları aracılığıyla şarj cihazından bir şekilde ayrılacaktır. Bu duruma ilişkin değişiklikler Şekil 8'de gösterilmektedir.
Kalibrasyon modunda, S1 geçiş anahtarı, uygunsuz işlemleri önlemek için rölenin pozitif güç kaynağıyla olan bağlantısını keser. Bu durumda TC'nin çalışmasının göstergesi çalışır.
Geçiş anahtarı S2, (gerekirse) K1 rölesinin zorla etkinleştirilmesini gerçekleştirir (yalnızca kalibrasyon modu devre dışı bırakıldığında). Aküyü yüke çevirirken ampermetrenin polaritesini değiştirmek için K1.2 kontağı gereklidir.
Böylece tek kutuplu bir ampermetre yük akımını da izleyecektir. Bipolar bir cihazınız varsa bu temas ortadan kaldırılabilir.
Şarj cihazı tasarımı
Tasarımlarda değişken ve ayar dirençleri olarak kullanılması arzu edilir. çok turlu potansiyometreler Gerekli parametreleri ayarlarken sıkıntı yaşamamak için.
Tasarım seçenekleri fotoğrafta gösterilmektedir. Devreler delikli devre tahtalarına doğaçlama olarak lehimlendi. Tüm dolgular dizüstü bilgisayar güç kaynaklarından gelen kasalara monte edilir.
Tasarımlarda kullanıldılar (küçük değişikliklerden sonra ampermetre olarak da kullanıldılar).
Kasalar, pillerin, yüklerin harici bağlantısı için soketler ve harici bir güç kaynağını (dizüstü bilgisayardan) bağlamak için bir jak ile donatılmıştır.
İşlevselliği ve temel temeli farklı olan birkaç dijital darbe süresi ölçer tasarladı.
Çeşitli özel ekipman birimlerinin modernizasyonu için 30'dan fazla iyileştirme teklifi. - güç kaynağı. Uzun bir süredir güç otomasyonu ve elektronikle giderek daha fazla ilgileniyorum.
Neden buradayım? Evet çünkü buradaki herkes benimle aynı. Ses teknolojisi konusunda pek güçlü olmadığım için buraya ilgi çok fazla ama bu alanda daha fazla deneyime sahip olmak isterim.
Okuyucu oyu
Makale 77 okuyucu tarafından onaylandı.
Oylamaya katılmak için kayıt olun ve kullanıcı adınız ve şifrenizle siteye giriş yapın.Her araç sahibinin bir akü şarj cihazına ihtiyacı vardır, ancak bunun maliyeti çok yüksektir ve bir araç servis merkezine düzenli önleyici geziler yapmak bir seçenek değildir. Servis istasyonunda akü servisi zaman ve para gerektirir. Ek olarak, akü boşalmış olsa bile yine de servis istasyonuna gitmeniz gerekir. Havya kullanmayı bilen herkes, bir araba aküsü için çalışan bir şarj cihazını kendi elleriyle monte edebilir.
Piller hakkında küçük bir teori
Herhangi bir pil, elektrik enerjisi için bir depolama cihazıdır. Üzerine voltaj uygulandığında pil içindeki kimyasal değişiklikler nedeniyle enerji depolanır. Bir tüketici bağlandığında tam tersi bir süreç meydana gelir: Ters bir kimyasal değişim, cihazın terminallerinde voltaj oluşturur ve yük üzerinden akım akar. Dolayısıyla aküden voltaj alabilmek için öncelikle “yere koymanız” yani aküyü şarj etmeniz gerekiyor.
Hemen hemen her otomobilin, motor çalışırken araç içi ekipmana güç sağlayan ve aküyü şarj ederek motoru çalıştırmak için harcanan enerjiyi yenileyen kendi jeneratörü vardır. Ancak bazı durumlarda (sık veya zor motor çalıştırma, kısa yolculuklar vb.) akü enerjisinin geri kazanılması için zaman kalmaz ve akü yavaş yavaş boşalır. Bu durumdan kurtulmanın tek yolu var - harici bir şarj cihazıyla şarj etmek.
Pil durumu nasıl öğrenilir
Şarjın gerekli olup olmadığına karar vermek için pilin durumunu belirlemeniz gerekir. En basit seçenek - "dönüyor/dönmüyor" - aynı zamanda başarısızdır. Pil, örneğin sabah garajda açılmazsa, hiçbir yere gidemezsiniz. "Dönmeme" durumu kritiktir ve pil açısından sonuçları vahim olabilir.
Bir pilin durumunu kontrol etmenin en uygun ve güvenilir yöntemi, üzerindeki voltajı geleneksel bir test cihazıyla ölçmektir. Yaklaşık 20 derecelik bir hava sıcaklığında şarj derecesinin voltaja bağımlılığı Yükle bağlantısı kesilen akünün terminallerindeki (!) aşağıdaki gibidir:
- 12,6…12,7 V - tam şarjlı;
- 12,3…12,4 V - %75;
- 12,0…12,1 V - %50;
- 11,8…11,9 V - %25;
- 11,6…11,7 V - boşalmış;
- 11,6 V'un altında - derin deşarj.
10,6 volt voltajın kritik olduğuna dikkat edilmelidir. Bu seviyenin altına düşerse, "araba aküsü" (özellikle bakım gerektirmeyen) arızalanır.
Doğru şarj
Bir araba aküsünü şarj etmenin iki yöntemi vardır - sabit voltaj ve sabit akım. Herkesin kendine ait özellikleri ve dezavantajları:
Ev yapımı pil şarj cihazları
Bir araba aküsü için şarj cihazını kendi ellerinizle monte etmek gerçekçidir ve özellikle zor değildir. Bunu yapmak için temel elektrik mühendisliği bilgisine sahip olmanız ve elinizde bir havya tutabilmeniz gerekir.
Basit 6 ve 12 V cihaz
Bu şema en temel ve bütçe dostudur. Bu şarj cihazını kullanarak, 12 veya 6 V çalışma voltajına ve 10 ila 120 A/saat elektrik kapasitesine sahip herhangi bir kurşun-asit aküyü verimli bir şekilde şarj edebilirsiniz.
Cihaz, bir düşürücü transformatör T1 ve VD2-VD5 diyotları kullanılarak monte edilmiş güçlü bir doğrultucudan oluşur. Şarj akımı, C1-C4 söndürme kapasitörlerinin transformatörün birincil sargısının güç devresine bağlandığı S2-S5 anahtarları tarafından ayarlanır. Her anahtarın çoklu "ağırlığı" sayesinde, çeşitli kombinasyonlar, şarj akımını 1 A'lık artışlarla 1-15 A aralığında kademeli olarak ayarlamanıza olanak tanır. Bu, optimum şarj akımını seçmek için yeterlidir.
Örneğin, 5 A'lık bir akım gerekiyorsa, S4 ve S2 geçiş anahtarlarını açmanız gerekecektir. Kapalı S5, S3 ve S2 toplam 11 A verecektir. Aküdeki voltajı izlemek için bir PU1 voltmetre kullanın, şarj akımı bir PA1 ampermetre kullanılarak izlenir.
Tasarım, ev yapımı olanlar da dahil olmak üzere yaklaşık 300 W gücünde herhangi bir güç transformatörünü kullanabilir. Sekonder sargı üzerinde 10–15 A'ya kadar bir akımda 22–24 V'luk bir voltaj üretmelidir. VD2-VD5 yerine, en az 10 A ileri akıma ve ters voltaja dayanabilen herhangi bir doğrultucu diyot en az 40 V'luk D214 veya D242 uygundur. Dağıtım alanı en az 300 cm2 olan bir radyatöre yalıtım contaları aracılığıyla monte edilmelidir.
C2-C5 kapasitörleri, çalışma voltajı en az 300 V olan polar olmayan kağıt olmalıdır. Örneğin, MBChG, KBG-MN, MBGO, MBGP, MBM, MBGCh uygundur. Benzer küp şeklindeki kapasitörler, ev aletlerindeki elektrik motorları için faz değiştiren kapasitörler olarak yaygın şekilde kullanıldı. PU1 olarak, ölçüm limiti 30 V olan M5−2 tipi bir DC voltmetre kullanıldı, PA1, 30 A ölçüm limitine sahip aynı tip bir ampermetredir.
Devre basittir, servis verilebilir parçalardan monte ederseniz ayar yapılmasına gerek kalmaz. Bu cihaz aynı zamanda altı voltluk pilleri şarj etmek için de uygundur, ancak S2-S5 anahtarlarının her birinin "ağırlığı" farklı olacaktır. Bu nedenle, bir ampermetre kullanarak şarj akımlarında gezinmeniz gerekecektir.
Sürekli ayarlanabilir akım ile
Bu şemayı kullanarak, bir araba aküsü için şarj cihazını kendi ellerinizle monte etmek daha zordur, ancak tekrarlanabilir ve aynı zamanda kıt parçalar içermez. Onun yardımıyla 120 A/saat'e kadar kapasiteye sahip 12 volt aküleri şarj etmek mümkündür, şarj akımı sorunsuz bir şekilde düzenlenir.
Pil, darbeli bir akım kullanılarak şarj edilir; düzenleme elemanı olarak bir tristör kullanılır. Akımı sorunsuz bir şekilde ayarlamak için kullanılan düğmeye ek olarak, bu tasarım aynı zamanda bir mod anahtarına da sahiptir; açıldığında şarj akımı iki katına çıkar.
Şarj modu RA1 kadranlı gösterge kullanılarak görsel olarak kontrol edilir. Direnç R1, çapı en az 0,8 mm olan nikrom veya bakır telden yapılmış ev yapımıdır. Akım sınırlayıcı görevi görür. Lamba EL1 bir gösterge lambasıdır. Onun yerine 24-36 V voltajlı herhangi bir küçük boyutlu gösterge lambası yapacaktır.
15 A'ya kadar bir akımda sekonder sargıda 18-24 V çıkış voltajına sahip bir indirici transformatör hazır olarak kullanılabilir. Elinizde uygun bir cihaz yoksa, kendiniz yapabilirsiniz. 250–300 W gücündeki herhangi bir ağ transformatöründen. Bunu yapmak için, ana sargı dışındaki tüm sargıları transformatörden sarın ve bir ikincil sargıyı 6 mm kesitli herhangi bir yalıtımlı tel ile sarın. metrekare Sargıdaki dönüş sayısı 42'dir.
Tristör VD2, V-N harflerini taşıyan KU202 serisinden herhangi biri olabilir. Dağılım alanı en az 200 m2 olan bir radyatör üzerine monte edilir. cm. Cihazın elektrik tesisatı minimum uzunlukta ve en az 4 mm kesitli kablolarla yapılır. metrekare VD1 yerine, ters voltajı en az 20 V olan ve en az 200 mA akıma dayanan herhangi bir doğrultucu diyot çalışacaktır.
Cihazın kurulumu RA1 ampermetresinin kalibre edilmesine bağlıdır. Bu, pil yerine toplam gücü 250 W'a kadar olan birkaç 12 voltluk lambayı bağlayarak ve iyi olduğu bilinen bir referans ampermetre kullanarak akımı izleyerek yapılabilir.
Bilgisayarın güç kaynağından
Bu basit şarj cihazını kendi ellerinizle monte etmek için eski bir ATX bilgisayardan düzenli bir güç kaynağına ve radyo mühendisliği bilgisine ihtiyacınız olacak. Ancak cihazın özellikleri iyi olacaktır. Onun yardımıyla piller, akımı ve şarj voltajını ayarlayarak 10 A'ya kadar bir akımla şarj edilir. Tek koşul, TL494 kontrol cihazında güç kaynağının istenmesidir.
Oluşturmak için Bilgisayar güç kaynağından DIY araba şarjışekilde gösterilen devreyi kurmanız gerekecektir.
İşlemi tamamlamak için gereken adım adım adımlarşöyle görünecek:
- Sarı ve siyah olanlar hariç tüm güç veri yolu kablolarını ısırın.
- Sarı ve ayrı ayrı siyah kabloları birbirine bağlayın - bunlar sırasıyla “+” ve “-” şarj cihazları olacaktır (şemaya bakın).
- TL494 kontrol cihazının 1, 14, 15 ve 16 numaralı pinlerine giden tüm izleri kesin.
- Güç kaynağı kasasına nominal değeri 10 ve 4,4 kOhm olan değişken dirençler takın - bunlar sırasıyla voltajı ve şarj akımını düzenleyen kontrollerdir.
- Asma kurulum kullanarak yukarıdaki şekilde gösterilen devreyi monte edin.
Kurulum doğru yapılırsa değişiklik tamamlanır. Geriye kalan tek şey, yeni şarj cihazını bir voltmetre, bir ampermetre ve aküye bağlanmak için timsah klipsli kablolarla donatmak.
Tasarımda, akım direnci (devredeki nominal değeri 0,1 Ohm olan en düşük direnç) dışında herhangi bir değişken ve sabit direnç kullanmak mümkündür. Güç tüketimi en az 10 W'tır. Böyle bir direnci, uygun uzunlukta bir nikrom veya bakır telden kendiniz yapabilirsiniz, ancak aslında hazır bir tane bulabilirsiniz, örneğin bir Çin dijital test cihazından 10 A şönt veya bir C5-16MV direnci. Diğer bir seçenek ise paralel bağlı iki 5WR2J dirençtir. Bu tür dirençler, PC'ler veya TV'ler için güç kaynaklarının değiştirilmesinde bulunur.
Pili şarj ederken bilmeniz gerekenler
Bir araba aküsünü şarj ederken bir takım kurallara uymak önemlidir. Bu sana yardım edecek Pil ömrünü uzatın ve sağlığınızı koruyun:
Kendi elinizle basit bir pil şarj cihazı oluşturma sorunu açıklığa kavuşturuldu. Her şey oldukça basit, tek yapmanız gereken gerekli aletleri stoklamak ve güvenle işe başlayabilirsiniz.
Küçük piller için evrensel şarj cihazı
Önerilen şarj cihazını (CHD) kullanarak, günlük yaşamda kullanılan hemen hemen tüm küçük boyutlu pil türlerinin işlevselliğini 1,5 V nominal voltajla (örneğin, STs-21, STs-31, STs-32D) geri yüklemek mümkündür. -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, vb.). Şarj cihazı, ayarlanan şarj süresi dolduğunda ve aküde izin verilen voltaj aşıldığında ağ bağlantısının otomatik olarak kesilmesini sağlar. Şarj cihazı ayrıca şarj akımı değerinin bir göstergesini de sağlar.
Üniversal şarj cihazının elektronik devresi Şekil 2'de gösterilmektedir. 1; beş farklı fonksiyonel birimden oluşur:
- DC kaynağı;
- şarj süresinin süresini ayarlamak için diyagramlar;
- şarj cihazını ağdan otomatik olarak açıp kapatmak için devreler;
- şarj akımı değerini gösteren devreler;
- güç kaynağı.
Pirinç. 1. Şematik diyagram
Piller beş farklı şarj akımı kullanılarak şarj edilebilir: 6, 12, 26, 55 ve 100 mA. Şarj akımı, Rl-R4 direnç gruplarından birini R5'e paralel bağlayan sırasıyla SA2-SA5 anahtarları kullanılarak seçilir. Örneğin, modern elektronik kol saatleri için STs-21, STs-31, STs-32 pillerini şarj ederken, 6 veya 12 mA'lık bir şarj akımı kullanılır. 6 mA akımla şarj ederken SA2 -SA5 anahtarları şemada gösterilen konumda kalır. 12 mA şarj akımı ile direnç R4, SA2 anahtarı kullanılarak direnç R5'e paralel olarak bağlanır. ve 26 mA akımda, direnç R3, SA3 vb. kullanılarak direnç R5'e paralel olarak bağlanır.
Elektronik kol saatlerinin pilleri, cihaza bağlandıktan yaklaşık 1...3 saat sonra tekrar çalışır hale gelir ve pilin voltajı 2,2...2,3 V'a ulaştığında şarj cihazının şebeke bağlantısı otomatik olarak kesilir.
Şarj cihazını ağdan otomatik olarak açıp kapatmak için kullanılan devre, transistör VT4, diyot VD3, elektronik röle K1 ve dirençler R6, R7 kullanılarak yapılır. 2,2...2,3 V eşik voltajı R7 değişken direnci kullanılarak ayarlanır. Akü üzerindeki voltaj VD1 diyotu ve direnç R7 üzerinden transistör VT4'ün tabanına beslenir. Gerilim 2,2...2,3 V seviyesine ulaştığında transistör açılır ve K1 rölesindeki gerilim azalır, K kontağı şarj cihazını ağdan ayırır. Şarj cihazını açmak için SA1 tuşuna kısa süre basmanız yeterlidir. SA1'i kısa bir süre açtıktan sonra K1 rölesi etkinleştirilir, K kontakları SA1'in kontaklarını bloke eder ve şarj cihazı ağa bağlanır.
Şarj süresini ayarlama devresi DD4 K155LAZ, DD2, DD3 K155IE8, DD1 K155IE2 mikro devrelerinde yapılır. Düşük frekanslı bir jeneratör, DD4.1, DD4.2 mantık elemanları, R9, R10 dirençleri ve C2 kapasitörü üzerine inşa edilmiştir. K155IE8 mikro devreleri kullanılarak, bölme katsayısı 64 olan iki giriş frekans bölücü sayacı yapılır ve K155IE2 mikro devresinde - bölme katsayısı 10 olan bir karşı bölücü yapılır. Jeneratör frekansı R10 değişken direnci kullanılarak değiştirilebilir. Jeneratörün frekansını değiştirerek şarj süresini 2 ila 20 saat arasında ayarlayabilirsiniz. Bununla birlikte, hemen hemen tüm küçük pil türlerinin şarj süresinin 15 saat olduğu göz önüne alındığında, şarj süresinin katı bir şekilde 15 saate ayarlanması tavsiye edilir. Şarj süresinin sonuna ilişkin çıkış sinyali uyarısı - mantık seviyesi 1, diyot VD2 ve direnç R7 aracılığıyla transistör VT4'ün tabanına uygulanır. İkincisi, K1 rölesinin kontakları aracılığıyla açılır, şarj cihazının ağ ile olan bağlantısını keser.
Şarj akımı değeri gösterge devresi, K155REZ PROM, dijital yarı iletken göstergeler HL1, HL2 ALS324B ve Rll-R19 dirençleri kullanılarak yapılır. Bu durumda öncelikle tabloda verilen programın K155REZ EEPROM'a kaydedilmesi gerekmektedir. 1.
Dijital yarı iletken göstergeler, o anda pilin şarj edildiği şarj akımının beş farklı değerinden birini gösterir. 100 mA akımla şarj ederken, üç basamaklı bir sayı olduğu için HL1, HL2 göstergelerinde 98 sayısının görüntülendiğine dikkat edilmelidir.
PROM'un E girişinin (pin 15) DD4.3 elemanı aracılığıyla düşük frekanslı bir jeneratöre bağlanması nedeniyle, göstergelerdeki dijital bilgiler jeneratörün frekansında yanıp söner. Şarj akımı değerini gösteren bu yöntem, öncelikle gösterge devresinin akım tüketimini azaltır. İkinci olarak, yanıp sönme frekansı önceden ayarlanmış şarj süresini kabaca tahmin etmek için kullanılabilir.
Radyo amatörleri için gösterge devresinin göreceli karmaşıklığı göz önüne alındığında hafızadan çıkarılabilir. Daha sonra DD5 yongası, dijital yarı iletken göstergeler HL1, HL2, dirençler Rll - R19 ve ikinci grup anahtar kontakları SA2 - SA5 devrenin dışında bırakılır. Ve bir gösterge devresi kullanıldığında, K155REZ PROM'daki ön program, içinde açıklanan cihazla yazılabilir.
Güç kaynağı, DA1 KP142EH5B yongasındaki iyi bilinen bir devreye göre yapılır. Mikro devrenin kendisi, Moment yapıştırıcısı veya başka bir yöntem kullanılarak transformatör gövdesine sabitlenir. Bu durumda DA1 yongası için ayrı bir soğutucu kullanılmasına gerek yoktur.
Cihaz parçaları, polistiren mahfazaya yerleştirilmiş bir baskılı devre kartı üzerine monte edilmiştir. XP1 elektrik fişi gövdeye monte edilmiştir. Disk pillerini bağlamak için kontaklar ev tipi plastik mandallardan yapılmıştır (Şek. 2).
Devre elemanları doğru şekilde takıldığında cihaz hemen çalışır. Puls üretecinin çalışması, Şekil 2'de noktalı çizgilerle gösterilen LED kullanılarak kontrol edilir. 1. Ardından, iyileşme süresini 15 saate ayarlamak için, R1 direncini kullanarak, 1,5 dakika sonra DD3 yongasının çıkışında (pim 7'de) negatif bir darbe görünecek şekilde bir darbe tekrarlama oranı seçin. Bu bir LED kullanılarak kontrol edilebilir. Noktalı çizgilerle gösterilen LED'in jeneratör çıkışıyla bağlantısı kesilir ve zaman ayarlama süresi boyunca DD3 çipinin 7 numaralı pinine bağlanır.
Bellek tarafından tüketilen akım 350 mA'yı geçmez. Gücü azaltmak için K155 serisi mikro devreler yerine K555 serisi mikro devreleri kullanabilirsiniz.
EDEBİYAT
1. Khorovits P., Hill W. Devre Tasarımı Sanatı - M.: Mir, 1989, cilt 1.
2. Bondarev V., Rukovishnikov A. Küçük boyutlu elemanlar için şarj cihazı - Radyo, 1989, No. 3. s. 69.
3. Puzakov A. Spor literatüründe ROM - Radyo, 1982. No. 1. s. 22-23.
4. Goroshkov B.I. Radyo-elektronik cihazların elemanları. - M. Radyo ve iletişim, 1988.
