Зарядні пристрої для автомобільних акумуляторів: заряджання проводить автомат. Повністю автоматичний зарядний пристрій для акумуляторів Зарядні для авто з керуванням струмом
Кому ніколи "заморочуватися" з усіма нюансами зарядки автомобільного акумулятора, стежити за струмом зарядки, вчасно відключити, щоб не перезарядити і т.д., можна порекомендувати просту схему зарядки автомобільного АКБ з автоматичним вимкненням при повній зарядці акумулятора. У цій схемі використовується не потужний транзистор визначення напруги на акумуляторі.
Схема простого автоматичного зарядного пристрою автомобільного акумулятора
Список необхідних деталей:
- R1 = 4,7 кОм;
- Р1 = 10K підстроювальний;
- T1 = BC547B, КТ815, КТ817;
- Реле = 12В, 400 Ом (можна автомобільне, наприклад: 90.3747);
- TR1 = напруга вторинної обмотки 13,5-14,5, струм 1/10 від ємності АКБ (наприклад: АКБ 60А/год - струм 6А);
- Діодний міст D1-D4 = на струм, що дорівнює номінальному струму трансформатора = не менше 6А (наприклад Д242, КД213, КД2997, КД2999 …), встановлені на радіаторі;
- Діоди D1 (паралельно реле), D5,6 = 1N4007, КД105, КД522 ...;
- C1 = 100uF/25V.
- R2, R3 - 3 ком
- HL1 - АЛ307Г
- HL2 - АЛ307Б
У схемі відсутня індикатор заряджання, контролю струму (амперметр) та обмеження зарядного струму. За бажання можна поставити на вихід амперметр у розрив будь-якого з дротів. Світлодіоди (HL1 і HL2) з обмежувальними опорами (R2 і R3 - 1 ком) або лампочки паралельно С1 "мережа", а до вільного контакту RL1 "кінець заряду".
Змінена схема
Струм, що дорівнює 1/10 від ємності АКБ підбирається кількістю витків вторинної обмотки трансформатора. При намотуванні вторинки трансформатора необхідно зробити кілька відводків для вибору оптимального варіанту зарядного струму.
Заряд автомобільного (12-вольтового) акумулятора вважається закінченим, коли напруга на його клемах досягне 14,4 вольт.
Поріг відключення (14,4 вольт) встановлюється підстроювальним резистором Р1 при підключеному та повністю зарядженому акумуляторі.
При зарядці розрядженого акумулятора напруга на ньому буде близько 13В, в процесі заряджання струм падатиме, а напруга зростатиме. Коли напруга на акумуляторі досягне 14,4 вольт, транзистор Т1 відключить реле RL1 ланцюг заряду буде розірвано і АКБ відключиться від зарядної напруги з діодів D1-4.
При зниженні напруги до 11,4 вольт зарядка знову відновлюється, такий гістерезис забезпечують діоди D5-6 в емітері транзистора. Поріг спрацьовування схеми стає 10 + 1,4 = 11,4 вольт, які можна розглядати як автоматичного перезапуску процесу зарядки.
Такий саморобний простий автоматичний зарядний пристрій допоможе Вам проконтролювати процес зарядки, не простежити закінчення зарядки і не перезарядити свій акумулятор!
Використані матеріали сайту: homemade-circuits.com
Інший варіант схеми зарядного пристрою для 12-вольтового автомобільного акумулятора з автоматичним вимкненням після закінчення зарядки
Схема трохи складніша за попередню, але з більш чітким спрацьовуванням.
Таблиця напруги та відсоток розрядженості АКБ, не підключених до зарядного пристрою
П О П У Л Я Р Н О Е:
Останніми роками електронні прилади знаходять дедалі більше застосування автомобільному транспорті, зокрема і прилади електронного запалювання. Прогрес автомобільних карбюраторних двигунів нерозривно пов'язаний з подальшим їх вдосконаленням. Крім того, зараз до приладів запалення висуваються нові вимоги, спрямовані на радикальне підвищення надійності, забезпечення паливної економічності та екологічної чистоти двигуна.
Потужний лабораторний блок живлення з транзистором MOSFET на виході своїми руками
У попередній статті ми розглядали
На фотографії представлений саморобний автоматичний зарядний пристрій для зарядки автомобільних акумуляторів на 12 В струмом величиною до 8 А, зібраного в корпусі від мілівольтметра В3-38.
Чому потрібно заряджати акумулятор автомобіля
зарядним пристроєм
АКБ у автомобілі заряджається за допомогою електричного генератора. Для захисту електрообладнання та приладів від підвищеної напруги, яке виробляє автомобільним генератором, після нього встановлюють реле-регулятор, який обмежує напругу в бортовій мережі автомобіля до 14,1±0,2 В. Для повної зарядки акумулятора потрібна напруга не менше 14,5 Ст.
Таким чином, повністю зарядити АКБ від генератора неможливо і перед настанням холодів необхідно заряджати акумулятор від зарядного пристрою.
Аналіз схем зарядних пристроїв
Привабливою є схема виготовлення зарядного пристрою з блоку живлення комп'ютера. Структурні схеми комп'ютерних блоків живлення однакові, але електричні різні, і доопрацювання потрібна висока радіотехнічна кваліфікація.
Інтерес у мене викликала конденсаторна схема зарядного пристрою, ККД високий, тепла не виділяє, забезпечує стабільний струм заряду незалежно від ступеня заряду акумулятора та коливань мережі живлення, не боїться коротких замикань виходу. Але теж має нестачу. Якщо в процесі заряду зникне контакт з акумулятором, то напруга на конденсаторах зростає в кілька разів (конденсатори і трансформатор утворюють резонансний коливальний контур з частотою електромережі), і вони пробиваються. Треба було усунути тільки цю єдину ваду, що мені й вдалося зробити.
В результаті вийшла схема зарядного пристрою без перерахованих вище недоліків. Більше 16 років заряджаю ним будь-які кислотні акумулятори на 12 В. Пристрій працює безвідмовно.
Принципова схема автомобільного зарядного пристрою
При складності, що здається, схема саморобного зарядного пристрою проста і складається всього з декількох закінчених функціональних вузлів.
Якщо схема для повторення Вам здалася складною, то можна зібрати більше працюючу на такому ж принципі, але без функції автоматичного відключення при повній зарядці акумулятора.
Схема обмежувача струму на баластових конденсаторах
У автомобільному конденсаторному зарядному пристрої регулювання величини і стабілізація сили струму заряду акумулятора забезпечується за рахунок включення послідовно з первинною обмоткою силового трансформатора Т1 баластних конденсаторів С4-С9. Чим більша ємність конденсатора, тим більше буде струм заряду акумулятора.
Практично це закінчений варіант зарядного пристрою, можна підключити після діодного моста акумулятор і зарядити його, але надійність такої схеми низька. Якщо порушиться контакт з клемами акумулятора, конденсатори можуть вийти з ладу.
Місткість конденсаторів, яка залежить від величини струму та напруги на вторинній обмотці трансформатора, можна приблизно визначити за формулою, але легше орієнтуватися за даними таблиці.
Для регулювання струму, щоб скоротити кількість конденсаторів, їх можна підключати паралельно до груп. У мене перемикання здійснюється за допомогою двох галетних перемикачів, але можна поставити кілька тумблерів.
Схема захисту
від помилкового підключення полюсів акумулятора
Схема захисту від переполюсування зарядного пристрою при неправильному підключенні акумулятора до виводів виконана на реле Р3. Якщо акумулятор підключений неправильно, діод VD13 не пропускає струм, реле знеструмлено, контакти реле К3.1 розімкнені та струм не надходить на клеми акумулятора. При правильному підключенні реле спрацьовує, контакти К3.1 замикаються і акумулятор підключається до схеми зарядки. Таку схему захисту від переполюсування можна використовувати з будь-яким зарядним пристроєм як транзисторним, так і тиристорним. Її достатньо включити у розрив проводів, за допомогою яких акумулятор підключається до зарядного пристрою.
Схема вимірювання струму та напруги заряджання акумулятора
Завдяки наявності перемикача S3 на схемі вище при зарядці акумулятора є можливість контролювати не тільки величину струму зарядки, але і напруга . При верхньому положенні S3 вимірюється струм, при нижньому – напруга. Якщо зарядний пристрій не підключено до електромережі, то вольтметр покаже напругу акумулятора, а коли заряджається акумулятор, то напруга зарядки. Як головка застосований мікроамперметр М24 з електромагнітною системою. R17 шунтує головку в режимі вимірювання струму, а R18 служить дільником при вимірі напруги.
Схема автоматичного вимкнення ЗУ
при повній зарядці акумулятора
Для живлення операційного підсилювача та створення опорної напруги застосовано мікросхему стабілізатора DA1 типу 142ЕН8Г на 9В. Мікросхема обрана не випадково. При зміні температури корпусу мікросхеми на 10º, вихідна напруга змінюється лише на соті частки вольта.
Система автоматичного відключення зарядки при досягненні напруги 15,6 виконана на половинці мікросхеми А1.1. Висновок 4 мікросхеми підключений до дільника напруги R7, R8 з якого на нього подається опорна напруга 4,5 В. Висновок 4 мікросхеми підключений до іншого дільника на резисторах R4-R6, резистор R5 підлаштування для встановлення порога спрацьовування автомата. Величиною резистора R9 визначається поріг включення зарядного пристрою 12,54 В. Завдяки застосуванню діода VD7 і резистора R9, забезпечується необхідний гістерезис між напругою включення та відключення заряду акумулятора.
Працює схема в такий спосіб. При підключенні до зарядного пристрою автомобільного акумулятора, напруга на клемах якого менше 16,5 В, на виведенні 2 мікросхеми А1.1 встановлюється достатня напруга для відкривання транзистора VT1, транзистор відкривається і реле P1 спрацьовує, підключаючи контактами К1.1 до електромережі первинну обмотку трансформатора та починається зарядка акумулятора.
Як тільки напруга заряду досягне 16,5, напруга на виході А1.1 зменшиться до величини, недостатньої для підтримки транзистора VT1 у відкритому стані. Реле відключиться і контакти К1.1 підключать трансформатор через конденсатор чергового режиму С4, при якому струм заряду дорівнюватиме 0,5 А. У такому стані схема зарядного пристрою перебуватиме, поки напруга на акумуляторі не зменшиться до 12,54 В. Як тільки напруга встановиться рівним 12,54, знову включиться реле і зарядка піде заданим струмом. Передбачена можливість у разі потреби перемикачем S2 відключити систему автоматичного регулювання.
Таким чином, система автоматичного стеження за зарядкою акумулятора виключить можливість перезарядження акумулятора. Акумулятор можна залишити підключеним до зарядного пристрою хоч на цілий рік. Такий режим актуальний для автолюбителів, які їздять лише влітку. Після закінчення сезону автопробігу можна підключити акумулятор до зарядного пристрою та вимкнути лише навесні. Навіть якщо в електромережі пропаде напруга, за його появи зарядний пристрій продовжить заряджати акумулятор у штатному режимі
Принцип роботи схеми автоматичного відключення зарядного пристрою у разі перевищення напруги через відсутність навантаження, зібраного на другій половинці операційного підсилювача А1.2, такий же. Тільки поріг повного відключення зарядного пристрою від мережі живлення обраний 19 В. Якщо напруга зарядки менше 19 В, на виході 8 мікросхеми А1.2 напруга достатня, для утримання транзистора VT2 у відкритому стані, при якому на реле P2 подано напругу. Як тільки напруга зарядки перевищить 19, транзистор закриється, реле відпустить контакти К2.1 і подача напруги на зарядний пристрій повністю припиниться. Як тільки буде підключено акумулятор, він запитає схему автоматики, і зарядний пристрій відразу повернеться до робочого стану.
Конструкція автоматичного зарядного пристрою
Всі деталі зарядного пристрою розміщені в корпусі міліамперметра В3-38, з якого видалено весь вміст, крім стрілочного приладу. Монтаж елементів, крім схеми автоматики, виконаний навісним способом.
Конструкція корпусу міліамперметра являє собою дві прямокутні рамки, з'єднані чотирма куточками. У куточках з рівним кроком зроблено отвори, до яких зручно кріпити деталі.
Силовий трансформатор ТН61-220 закріплений на чотирьох гвинтах М4 на алюмінієвій пластині товщиною 2 мм, пластина, у свою чергу, прикріплена гвинтами М3 до нижніх куточків корпусу. Силовий трансформатор ТН61-220 закріплений на чотирьох гвинтах М4 на алюмінієвій пластині товщиною 2 мм, пластина, у свою чергу, прикріплена гвинтами М3 до нижніх куточків корпусу. На цій пластині встановлено С1. На фото вигляд зарядного пристрою знизу.
До верхніх куточків корпусу закріплена також пластина зі склотекстоліту товщиною 2 мм, а до неї гвинтами конденсатори С4-С9 та реле Р1 та Р2. До цих куточків також прикручено друковану плату, на якій спаяно схему автоматичного керування зарядкою акумулятора. Реально кількість конденсаторів не шість, як за схемою, а 14, так як для отримання потрібного конденсатора номіналу доводилося з'єднувати їх паралельно. Конденсатори та реле підключені до іншої схеми зарядного пристрою через роз'єм (на фото вище блакитний), що полегшило доступ до інших елементів під час монтажу.
На зовнішній стороні задньої стінки встановлений алюмінієвий ребристий радіатор для охолодження силових діодів VD2-VD5. Тут також встановлений запобіжник Пр1 на 1 А і вилка, (взята від блоку живлення комп'ютера) для подачі напруги живлення.
Силові діоди зарядного пристрою закріплені за допомогою двох притискних планок до радіатора всередині корпусу. Для цього в задній стінці корпусу зроблено прямокутний отвір. Таке технічне рішення дозволило до мінімуму звести кількість тепла, що виділяється всередині корпусу та економії місця. Висновки діодів і проводи, що підводять, розпаяні на не закріплену планку з фольгованого склотекстоліту.
На фотографії вигляд саморобного зарядного пристрою праворуч. Монтаж електричної схеми виконаний кольоровими проводами, змінної напруги – коричневим, плюсові – червоним, мінусові – проводами синього кольору. Перетин проводів, що йдуть від вторинної обмотки трансформатора до клем для підключення акумулятора, повинен бути не менше 1 мм2.
Шунт амперметра є відрізок високоомного дроту константана довжиною близько сантиметра, кінці якого запаяні в мідні смужки. Довжина дроту шунта підбирається при калібруванні амперметра. Провід я взяв від шунта згорілого стрілочного тестера. Один кінець із мідних смужок припаяний безпосередньо до вихідної клеми плюса, до другої смужки припаяний товстий провідник, що йде від контактів реле Р3. На стрілочний пристрій від шунта йдуть жовтий і червоний провід.
Друкована плата блоку автоматики зарядного пристрою
Схема автоматичного регулювання та захисту від неправильного підключення акумулятора до зарядного пристрою спаяна на друкованій платі із фольгованого склотекстоліту.
На фото представлений зовнішній вигляд зібраної схеми. Малюнок друкованої плати схеми автоматичного регулювання та захисту простий, отвори виконані з кроком 2,5 мм.
На фотографії вище вигляд друкованої плати з боку установки деталей з нанесеним червоним кольором маркуванням деталей. Таке креслення зручне при складанні друкованої плати.
Креслення друкованої плати вище стане в нагоді при її виготовленні за допомогою технології із застосуванням лазерного принтера.
А це креслення друкованої плати стане в нагоді при нанесенні струмоведучих доріжок друкованої плати ручним способом.
Шкала стрілочного приладу мілівольтметра В3-38 не підходила під необхідні вимірювання, довелося накреслити на комп'ютері свій варіант, надрукував на щільному білому папері і клеєм момент приклеїв зверху на штатну шкалу.
Завдяки більшому розміру шкали та калібрування приладу в зоні вимірювання, точність відліку напруги вийшла 0,2 Ст.
Провід для підключення АЗУ до клем акумулятора та мережі
На дроти для підключення автомобільного акумулятора до зарядного пристрою з одного боку встановлені затискачі типу крокодил, з іншого боку - розрізні наконечники. Для підключення плюсового виведення акумулятора вибрано червоний провід, для підключення мінусового – синій. Перетин проводів для підключення до пристрою акумулятора повинен бути не менше 1 мм2.
До електричної мережі зарядний пристрій підключається за допомогою універсального шнура з вилкою та розеткою, як застосовується для підключення комп'ютерів, оргтехніки та інших електроприладів.
Про деталі зарядного пристрою
Силовий трансформатор Т1 застосований типу ТН61-220, вторинні обмотки якого послідовно з'єднані, як показано на схемі. Так як ККД зарядного пристрою не менше 0,8 і струм заряду зазвичай не перевищує 6 А, підійде будь-який трансформатор потужністю 150 ват. Вторинна обмотка трансформатора повинна забезпечити напругу 18-20 В при струмі навантаження до 8 А. Якщо немає готового трансформатора, можна взяти будь-який відповідний за потужністю і перемотати вторинну обмотку. Розрахувати число витків вторинної обмотки трансформатора можна за допомогою спеціального калькулятора.
Конденсатори С4-С9 типу МБГЧ на напругу не менше 350 В. Можна використовувати будь-які конденсатори типу, розраховані на роботу в ланцюгах змінного струму.
Діоди VD2-VD5 підійдуть будь-якого типу, розраховані на струм 10 А. VD7, VD11 – будь-які імпульсні крем'яні. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 і VD13 будь-які, що витримують струм 1 А. Світлодіод VD1 – будь-який, VD9 я застосував типу КИПД29. Відмінна риса цього світлодіода, що він змінює колір свічення при зміні полярності підключення. Для його перемикання використано контакти К1.2 реле Р1. Коли заряджається основним струмом, світлодіод світить жовтим світлом, а при перемиканні в режим підзарядки акумулятора – зеленим. Замість бінарного світлодіода можна встановити будь-які два одноколірні, підключивши їх за нижче наведеною схемою.
Як операційний підсилювач обраний КР1005УД1, аналог зарубіжного AN6551. Такі підсилювачі застосовували у блоці звуку та відео у відеомагнітофоні ВМ-12. Підсилювач хороший тим, що не вимагає двох полярного живлення, ланцюгів корекції і зберігає працездатність при напрузі живлення від 5 до 12 В. Замінити його можна практично будь-яким аналогічним. Добре підійдуть для заміни мікросхеми, наприклад, LM358, LM258, LM158, але нумерація висновків у них інша, і потрібно внести зміни в малюнок друкованої плати.
Реле Р1 і Р2 будь-які на напругу 9-12 і контактами, розрахованими на комутований струм 1 А. Р3 на напругу 9-12 В і струм комутації 10 А, наприклад РП-21-003. Якщо в реле кілька контактних груп, їх бажано запаяти паралельно.
Перемикач S1 будь-якого типу, розрахований на роботу при напрузі 250 В і має достатню кількість контактів, що комутують. Якщо не потрібен крок регулювання струму в 1 А, можна поставити кілька тумблерів і встановлювати струм заряду, припустимо, 5 А і 8 А. Якщо заряджати тільки автомобільні акумулятори, то таке рішення цілком виправдане. Перемикач S2 служить для вимкнення системи контролю рівня заряджання. У разі заряду акумулятора великим струмом можливе спрацювання системи раніше, ніж акумулятор повністю зарядиться. У такому випадку систему можна вимкнути та продовжити заряджання в ручному режимі.
Електромагнітна головка для вимірювача струму та напруги підійде будь-яка, зі струмом повного відхилення 100 мкА, наприклад типу М24. Якщо немає необхідності вимірювати напругу, а тільки струм, можна встановити готовий амперметр, розрахований на максимальний постійний струм вимірювання 10 А, а напругу контролювати зовнішнім стрілочним тестером або мультиметром, підключивши їх до контактів акумулятора.
Налаштування блоку автоматичного регулювання та захисту АЗУ
При безпомилковому збиранні плати та справності всіх радіоелементів, схема запрацює відразу. Залишиться лише встановити поріг напруги резистором R5, при досягненні якого заряджання акумулятора буде переведено в режим заряджання малим струмом.
Регулювання можна виконувати безпосередньо під час заряджання акумулятора. Але все ж краще підстрахуватися і перед встановленням в корпус, схему автоматичного регулювання та захисту АЗУ перевірити і налаштувати. Для цього знадобиться блок живлення постійного струму, який має можливість регулювати вихідну напругу в межах від 10 до 20 В, розрахованого на вихідний струм величиною 0,5-1 А. З вимірювальних приладів знадобиться будь-який вольтметр, стрілочний тестер або мультиметр розрахований на вимірювання постійного струму напруги, з межею виміру від 0 до 20 В.
Перевірка стабілізатора напруги
Після монтажу всіх деталей на друковану плату потрібно подати від блока живлення напругу живлення величиною 12-15 В на загальний провід (мінус) і виведення 17 мікросхеми DA1 (плюс). Змінюючи напругу на виході блоку живлення від 12 до 20 В, потрібно за допомогою вольтметра переконатися, що величина напруги на виході мікросхеми 2 стабілізатора напруги DA1 дорівнює 9 В. Якщо напруга відрізняється або змінюється, то DA1 несправна.
Мікросхеми серії К142ЕН та аналоги мають захист від короткого замикання по виходу і якщо закоротити її вихід на загальний провід, то мікросхема увійде в режим захисту і не вийде з ладу. Якщо перевірка показала, що напруга на виході мікросхеми дорівнює 0, це не завжди означає про її несправність. Цілком можливо наявність КЗ між доріжками друкованої плати або несправний один із радіоелементів решти схеми. Для перевірки мікросхеми достатньо від'єднати від плати її виведення 2 і якщо на ньому з'явиться 9, значить, мікросхема справна, і необхідно знайти і усунути КЗ.
Перевірка системи захисту від перенапруги
Опис принципу роботи схеми вирішив почати з простішої частини схеми, до якої не пред'являються строгі норми з напруги спрацьовування.
Функцію відключення АЗУ від електромережі у разі від'єднання акумулятора виконує частину схеми, зібрана на операційному диференціальному підсилювачі А1.2 (далі ОУ).
Принцип роботи операційного диференціального підсилювача
Без знання принципу роботи ОУ розібратися у роботі схеми складно, тому наведу короткий опис. ОУ має два входи та один вихід. Один із входів, який позначається на схемі знаком «+», називається не інвертуючим, а другий вхід, який позначається знаком «-» або кружком, називається інвертуючим. Слово диференціальний ОУ означає, що напруга на виході підсилювача залежить від різниці напруги на його входах. У цьому схемі операційний підсилювач включений без зворотний зв'язок, як компаратора – порівняння вхідних напруг.
Таким чином, якщо напруга на одному з входів буде незмінною, а на другому зміняться, то в момент переходу через точку рівності напруги на входах, напруга на виході підсилювача стрибкоподібно зміниться.
Перевірка схеми захисту від перенапруги
Повернемося до схеми. Не інвертуючий вхід підсилювача А1.2 (висновок 6) підключений до дільника напруги, зібраного на резисторах R13 та R14. Цей дільник підключений до стабілізованої напруги 9 і тому напруга в точці з'єднання резисторів, ніколи не змінюється і становить 6,75 В. Другий вхід ОУ (висновок 7) підключений до другого дільника напруги, зібраному на резисторах R11 і R12. Цей дільник напруги підключений до шини, якою йде зарядний струм, і напруга на ньому змінюється в залежності від величини струму та ступеня заряду акумулятора. Тому і величина напруги на виведенні 7 теж буде відповідно зміняться. Опір дільника підібрані таким чином, що при зміні напруги зарядки акумулятора від 9 до 19 напруга на виведенні 7 буде менше, ніж на виведенні 6 і напруга на виході ОУ (висновок 8) буде більше 0,8 В і близько до напруги живлення ОУ. Транзистор буде відкритий, на обмотку реле Р2 надходитиме напруга і воно замкне контакти К2.1. Напруга на виході також закриє діод VD11 і резистор R15 у роботі схеми не братиме участі.
Як тільки напруга зарядки перевищить 19 В (це може трапитися тільки у випадку, якщо від виходу АЗУ буде відключений акумулятор), напруга на виведенні 7 стане більшою, ніж на виведенні 6. У цьому випадку на виході ОУ напруга стрибкоподібно зменшиться до нуля. Транзистор закриється, реле знеструмиться і контакти К2.1 розімкнуться. Подача напруги живлення на ОЗУ буде припинена. У момент, коли напруга на виході ОУ дорівнюватиме нулю, відкриється діод VD11 і, таким чином, паралельно до R14 дільника підключиться R15. Напруга на 6 виведення миттєво зменшиться, що виключить помилкові спрацьовування в момент рівності напруги на входах ОУ через пульсації і перешкод. Змінюючи величину R15, можна змінювати гістерезис компаратора, тобто напруга, при якому схема повернеться у вихідний стан.
При підключенні акумулятора до ОЗУ напруги на виведенні 6 знову встановиться рівним 6,75, а на виведенні 7 буде менше і схема почне працювати в штатному режимі.
Для перевірки роботи схеми достатньо змінювати напругу на блоці живлення від 12 до 20 і підключивши вольтметр замість реле Р2 спостерігати його показання. При напрузі менше 19, вольтметр повинен показувати напругу, величиною 17-18 (частина напруги впаде на транзисторі), а при більшому - нуль. Бажано все ж таки підключити до схеми обмотку реле, тоді буде перевірена не тільки робота схеми, але і його працездатність, а по клацанням реле можна буде контролювати роботу автоматики без вольтметра.
Якщо схема не працює, потрібно перевірити напруги на входах 6 і 7, виході ОУ. При відмінності напруги від зазначених вище, потрібно перевірити номінали резисторів відповідних дільників. Якщо резистори дільників та діод VD11 справні, то, отже, несправний ОУ.
Для перевірки ланцюга R15, D11 достатньо відключити одні з висновків цих елементів, схема буде працювати, тільки без гістерезису, тобто включатися і відключатися при одному і тому ж напругі, що подається з блоку живлення. Транзистор VT12 легко перевірити, від'єднавши один із висновків R16 і контролюючи напругу на виході ОУ. Якщо виході ОУ напруга змінюється правильно, а реле постійно включено, отже, має місце пробою між колектором і емітером транзистора.
Перевірка схеми вимкнення акумулятора при повній його зарядці
Принцип роботи ОУ А1.1 нічим не відрізняється від роботи А1.2, за винятком можливості змінювати поріг вимкнення напруги за допомогою підстроювального резистора R5.
Для перевірки роботи А1.1, напруга живлення, подана з блоку живлення плавно збільшується і зменшується в межах 12-18 В. При досягненні напруги 15,6 В повинно відключитися реле Р1 і контактами К1.1 переключити АЗУ в режим зарядки малим струмом через конденсатор С4. При зниженні рівня напруги нижче 12,54 В реле повинно включитися та переключити АЗУ в режим заряджання струмом заданої величини.
Напруга порогу включення 12,54 можна регулювати зміною номіналу резистора R9, але в цьому немає необхідності.
За допомогою перемикача S2 можна відключати автоматичний режим роботи, включивши реле Р1 безпосередньо.
Схема зарядного пристрою на конденсаторах
без автоматичного відключення
Для тих, хто не має достатнього досвіду зі складання електронних схем або не потребує автоматичного відключення ЗУ після закінчення зарядки акумулятора, пропоную спрощений варіант схеми пристрою для заряджання автомобільних кислотних акумуляторів. Відмінна особливість схеми в її простоті для повторення, надійності, високому ККД та стабільним струмом заряду, наявність захисту від неправильного підключення акумулятора, автоматичне продовження зарядки у разі зникнення напруги живлення.
Принцип стабілізації зарядного струму залишився незмінним та забезпечується включенням послідовно з мережевим трансформатором блоку конденсаторів С1-С6. Для захисту від перенапруги на вхідній обмотці та конденсаторах використовується одна з пар нормально розімкнених контактів реле Р1.
Коли акумулятор не підключений, контакти реле Р1 К1.1 і К1.2 розімкнені і навіть якщо зарядний пристрій підключений до мережі живлення струм не надходить на схему. Те саме відбувається, якщо помилково підключити акумулятор по полярності. При правильному підключенні акумулятора струм надходить через діод VD8 на обмотку реле Р1, реле спрацьовує і замикаються його контакти К1.1 і К1.2. Через замкнуті контакти К1.1 мережна напруга надходить на зарядний пристрій, а через К1.2 на акумулятор надходить зарядний струм.
На перший погляд здається, що контакти реле К1.2 не потрібні, але якщо їх не буде, то при помилковому підключенні акумулятора струм потіче з плюсового виведення акумулятора через мінусову клему ЗУ, далі через діодний міст і далі безпосередньо на мінусовий вивід акумулятора та діоди моста ЗУ вийдуть з ладу
Запропонована проста схема для заряджання акумуляторів легко адаптується для заряджання акумуляторів на напругу 6 або 24 В. Достатньо замінити реле Р1 на відповідну напругу. Для зарядки 24 вольтових акумуляторів необхідно забезпечити вихідну напругу з вторинної обмотки Т1 трансформатора не менше 36 В.
При бажанні схему простого зарядного пристрою можна доповнити приладом індикації зарядного струму та напруги, увімкнувши його як у схемі автоматичного зарядного пристрою.
Порядок заряджання автомобільного акумулятора
автоматичним саморобним ЗУ
Перед зарядкою знятий з автомобіля акумулятор необхідно очистити від бруду і протерти його поверхні для видалення кислотних залишків водним розчином соди. Якщо кислота лежить на поверхні, то водний розчин соди піниться.
Якщо акумулятор має пробки для заливки кислоти, то всі пробки потрібно викрутити, для того, щоб гази, що утворюються при зарядці в акумуляторі, могли вільно виходити. Обов'язково потрібно перевірити рівень електроліту, і якщо він менший за необхідний, долити дистильованої води.
Далі потрібно перемикачем S1 на зарядному пристрої виставити величину струму заряду і підключити акумулятор дотримуючись полярності (плюсовий висновок акумулятора потрібно приєднати до плюсового виведення зарядного пристрою) до його клем. Якщо перемикач S3 знаходиться в нижньому положенні, то стрілка приладу на зарядному пристрої відразу покаже напругу, яку видає акумулятор. Залишилося вставити штепсельну вилку в розетку і процес зарядки акумулятора почнеться. Вольтметр вже почне показувати напругу заряджання.
Будь-який автомобільний акумулятор потрібно заряджати - це свого роду аксіома! Після запуску двигуна втрати енергії заповнює генератор автомобіля, але не завжди! Наприклад, у «холодний пуск», коли температура за бортом із вкрай низькими показниками -20 — 30 градусів. АКБ охолоджений і він не може нормально брати енергію, його потрібно розігріти, і якщо ви пересуваєтеся на короткі дистанції, виходить недозаряд вашої батареї. Внаслідок чого може розвиватися і зменшення ємності. Загалом один раз на місяць (а може бути і частіше) потрібно заряджати акумулятор і ясна річ, що для цього потрібний зарядний пристрій! Але як його вибрати? Адже батареї бувають різних технологій? У цій статті буде докладний посібник, а також відео в кінці. Однозначно корисно, тому читаємо – дивимося …
Звичайно, зараз акумулятори зробили крок дуже вперед, якщо не брати AGM, GEL і EFB технології, то навіть звичайні батареї поділяються на три основні підвиди - це сурм'янисті, кальцієві і гібридні (докладно описував ці технології в статті - ). Якщо «сурм'янисті», це звір на наших прилавках досить рідкісний, тому що він безнадійно застарів, то кальцієві та гібридні дуже широко приставлені на наших полицях. І ось для кожного АКБ потрібен правильний зарядний пристрій, адже скажемо «кальцієвий» багато виробників рекомендують заряджати струмами в 16 – 16,5В, . А це вже як розумієте зовсім інші зарядники!
Класичний заряд
Про це я вже маю статтю, її ви можете. Але якщо коротко, то:
- Батарею Бажано заряджати 10% від її ємності. Наприклад, 60Ач, потрібно заряджати 6 Амперами.
- Потрібно враховувати напругу вашого АКБ, бувають як на 12 так і на 24 Вольта
- Напруга має виставлятись — щоб йшов заряд! ПОЯСНЮ. НА 12 Вольтову версію потрібно подавати 13,2 - 14В (саме стільки дає генератор), якщо заряд йтиме з 12,7 - 12,8В то заряджатися акумулятор не буде, або буде але дуже повільно
- Режим заряду, що щадить. Особисто я всім завжди рекомендую заряджати в так званому «щадному режимі», це приблизно 3 - 4% від ємності. Тобто якщо 60Ач, ставимо приблизно 2 – 3А і заряджаємо доки не впаде зарядний струм до 0,5А
Ця інструкція підходить для більшості типів АКБ, але не всім. Тому якщо ви оберете зарядний пристрій, який з максимальною напругою в 14,5В, то сучасні варіанти він не зможе запитати.
Імпульсне або трансформаторне
Зараз існує лише два типи «зарядників»:
- Трансформаторне
- Імпульсне
Трансформаторні це застарілі моделі, які ґрунтуються (як зрозуміло з назви) на «трасформаторах». Вони громіздкі, важкі, і зараз практично не випускаються. Плюсами цих моделей можна назвати надійність та відмовостійкість.
Імпульсні моделі - набагато легше і компактніше, і що найважливіше вони дешевші, зараз просто затопили ринок. З розвитком технологій вони також стали досить стабільними та відмовостійкими.
Дивимося на свій акумулятор
Відповідно виходимо зі своїх завдань, тобто якщо ви використовуєте старі батареї, може бути ще й серйозні, то для них підійде практично кожен зарядний пристрій. А от якщо у вас «кальцієвий» або тим більше «зарядне» має бути абсолютно іншим, досконалішим.
Наприклад, «сурм'янистий» варіант — якщо на нього подати напругу більше 14,2В він закипить, причому дуже інтенсивно.
Також кальцієві АКБ, що заряджаються струмом вище 16В, не кожен пристрій може його видати.
Великим плюсом буде система десульфатації, за її допомогою ви зможете відновити батарею (якщо це можливо).
Я хочу відзначити, що чим досконаліший зарядний пристрій, тим більше варіантів він зможе зарядити або навіть відновити.
Зарядний та пуско-зарядний пристрій
При виборі варто відзначити, що на ринку вже давно існує два типи агрегатів:
- Звичайні зарядні системи вони банально заряджають акумулятори.
- Пуско-зарядні системи – вони не тільки заповнюють заряд, а й можуть запустити автомобіль із повністю «дохлим» АКБ.
Багато хто може подумати, що звичайний «зарядник», також може запустити автомобіль – АЛЕ ЦЕ НЕ ТАК! Вони не мають високі струми пуску, і банально можуть згоріти. Адже коли запускається автомобіль, він короткочасно споживає сотні ампер, наприклад, середнє значення для легкового авто, це близько — 300 Ампер, а в зимовий період можливо ще більше. Саме такий струм може віддати пуско-зарядний пристрій.
Автомат, не автомат
Особисто для мене якісний зарядний пристрій, це те, в якому я можу «руками» контролювати «від і до». Наприклад, напруга, сила струму, час заряду і т.д. Однак зараз на ринку дуже багато так званих «автоматів» (автоматичних зарядних пристроїв). Зазвичай китайське виробництво, з сумнівною якістю. Власне, жодних позначень на них немає, не вольтажу, не амперажу – просто під'єднав і він «автоматом» повинен зарядити ваш АКБ! Мушу, але не зобов'язаний! Також від куди знати який тип акумулятора до нього приєднали? ТАК банально ви навіть не зможете проконтролювати яке зараз напруга на клемах!
Звичайно такі варіанти – велика допомога для новачків, які взагалі нічого не розуміють у таких системах! Виходить, як у стільникового телефону, підключив клеми та забув, у цьому є трохи раціональності. Однак якщо берете такі системи, то беріть серйозних фірм хоча б таких як BOSCH.
Як я вже писав зверху особисто я за контрольований варіант. Люблю сам виставляти струми та напругу, задавати алгоритми (до речі, всі серйозні зарядники зараз програмуються). Наприклад, для кальцієвих АКБ, потрібні так звані «гойдалки» — якщо перебільшувати, коли струм кілька хвилин один, з однією напругою, а ось наступні кілька хвилин інший, з іншою напругою. Дешеві «автомати» за промовчанням на це не здатні.
Тому якщо задумали брати «зарядку», то особисто я вам раджу брати з можливістю ручного налаштування, причому зараз вони мають чудові інструкції, в яких навіть «чайник» розбереться.
Режим десульфатації
Це реально корисний режим. Від спекотної погоди або від глибоких розрядів на пластинах може утворюватися сульфати сірчаної кислоти, при цьому щільність електроліту падатиме. Ці сульфати запечатують пластини та ємність акумулятора значно падає. Іноді втрата ємності може бути 70 – 80%! За таких показників не можна запустити двигун автомобіля.
Видалити ці сульфати досить складно. Однак є такі пристрої, які роблять це у штатному режимі, циклами заряду – розряду. Просто ставте свою батарею, і вона коштує кілька годин, а швидше за все і днів. Сульфати розбиваються, поверхня пластин стає чистою, ємність відновлюється. Слід зазначити дуже корисний режим.
Перевірка працездатності АКБ
Багато батареї необслуговуються, їх не можна розкрити (без хірургічного втручання) і реально не можна зрозуміти, коли з ладу вийшла одна з банок. Буває її банально перемкнуло. Якщо в батареї, що обслуговується, ви викручуєте одну пробку і видно темний електроліт, то в необслуговуваній - так зробити не можна. Хоча напруга впаде до 10 – 10,5В. Так ось сучасні зарядні пристрої можуть визначати замкнуту банку та констатувати «вирок», так само корисна функція.
Вимір та контроль ємності батареї
Знову ж таки не всі зарядні пристрої, а тільки просунуті, можуть показувати ємність батареї. Причому як залишкову, так і ту, яку вони беруть. Дуже корисна функція. Тобто ви зможете побачити, скільки забрала ваша батарея, скільки Ампер за який час.
Як результат
Отже, давайте пробіжимося основними етапами при виборі зарядника для автомобіля:
- 12 або 24 Вольти. Найчастіше якщо у вас легкова машина, вистачить і 12 Вольт системи.
- Автомат – не автомат. Особисто я раджу вручну настроюваний агрегат, бажано з програмами
- Зарядний або пуско-зарядний пристрій. Якщо у вас є власний гараж, то пуско-зарядний пристрій не буде зайвим. Воно запустить двигун вашого авто навіть якщо акумулятора взагалі немає. Однак і коштує такий агрегат майже вдвічі дорожче
- Можливість заряду AGM, GEL та кальцієвих батарей. На багатьох сучасних зарядниках буде вказуватися така інформація. ЦЕ КОРИСНА ФУНКЦІЯ. Тому що АКБ зараз розвиваються. Найчастіше це означає подача напруги від 15 до 16,5 Вольт
- Наявність режиму десульфатації
- Перевірка працездатності
- Перевірка ємності
- Програмований заряд. Корисно буде якщо можна запрограмувати цикл заряду, тобто зараз подається один струм та напруга, за кілька хвилин інший і т.д.
Власне це всі функції, я спеціально не вказував на виробників, тому їх реально багато, навіть на нашому Російському ринку є дуже непогані пристрої. «ОРІОН ВИМПІЛ»(Вони дуже гнучко програмуються). Також багато хто мене запитує, чи можна заряджати IMAXB6автомобільні батареї? Звичайно, можна, цей прилад взагалі універсальний. Головне підібрати правильний блок живлення та виставити правильну програму.
Це дуже проста схема приставки до вашого вже наявного зарядного пристрою. Яка буде контролювати напругу заряду акумуляторної батареї і при досягненні виставленого рівня - відключати його від зарядника, тим самим запобігаючи перезарядженню акумулятора.
Цей пристрій не має жодних дефіцитних деталей. Уся схема побудована лише на одному транзисторі. Має світлодіодні індикатори, що відображають стан: заряджається або батарея заряджена.
Кому знадобляться цей пристрій?
Такий пристрій обов'язково стане в нагоді автомобілістам. Тим, у кого є не автоматичний зарядний пристрій. Цей пристрій зробить з звичайного зарядного пристрою - повністю автоматичний зарядник. Вам більше не доведеться постійно контролювати зарядку вашої батареї. Все, що потрібно буде зробити, це поставити акумулятор заряджатися, а його відключення відбудеться автоматично тільки після повної зарядки.Схема автоматичного зарядного пристрою
Ось, власне, і сама схема автомата. Фактично це граничне реле, яке спрацьовує при перевищенні певної напруги. Поріг спрацьовування встановлюється змінним резистором R2. Для повністю зарядженого автомобільного акумулятора він зазвичай дорівнює – 14,4 В.
Схему можете завантажити тут.
Друкована плата
Як робити друковану платню, вирішувати Вам. Вона не складна і тому її легко можна накидати на макетній платі. Ну чи можна заморочитися і зробити на текстоліті із травленням.
Налаштування
Якщо всі деталі справного налаштування автомата зводяться тільки до виставлення порогової напруги резистором R2. Для цього підключаємо схему до зарядного пристрою, але акумулятор поки що не підключаємо. Перекладаємо резистор R2 у крайнє нижнє положення за схемою. Встановлюємо вихідну напругу на заряднику 14,4 В. Потім повільно обертаємо змінний резистор доти, доки не спрацює реле. Все налаштовано.Пограємося з напругою, щоб переконатися, що приставка надійно спрацьовує за 14,4 В. Після цього ваш автоматичний зарядник готовий до роботи.
У цьому відео ви можете детально переглянути процес усієї збірки, регулювання та випробування в роботі.
А. Коробков
Доповнивши наявний у вашому розпорядженні зарядний пристрій для автомобільної акумуляторної батареї пропонованим автоматом, можете бути спокійні за режим зарядки батареї - як тільки напруга на її виводах досягне (14,5±0,2), зарядка припиниться. При зниженні напруги до 12,8...13 В заряджання відновиться.
Приставка може бути виконана у вигляді окремого блоку або вбудована в зарядний пристрій. У будь-якому разі необхідною умовою для її роботи буде наявність пульсуючої напруги на виході зарядного пристрою. Така напруга виходить, скажімо, при встановленні в пристрої двонапівперіодного випрямляча без конденсатора, що згладжує.
Схему приставки-автомата наведено на рис. 1.
Вона складається з тріністора VS1, вузла управління триністором А1, вимикача автомата SА1 та двох ланцюгів індикації - на світлодіодах НL1 та НL2. Перший ланцюг індикує режим заряджання, другий - контролює надійність підключення акумуляторної батареї до затискачів приставки-автомата. Якщо в зарядному пристрої є стрілочний індикатор - амперметр, перший ланцюг індикації не є обов'язковим.
Вузол управління містить тригер на транзисторах VТ2, VТ3 та підсилювач струму на транзисторі VT1. База транзистора VТЗ підключена до двигуна підстроювального резистора R9, яким встановлюють поріг перемикання тригера, тобто напруга вмикання зарядного струму. «Гістерезис» перемикання (різниця між верхнім і нижнім порогами перемикання) залежить в основному від резистора R7 і при вказаному на схемі опору його становить близько 1,5 Ст.
Тригер підключений до провідників, з'єднаних із висновками акумуляторної батареї, і перемикається залежно від напруги на них.
Транзистор VT1 підключений базовим ланцюгом до тригера та працює в режимі електронного ключа. Колекторна ланцюг транзистора з'єднана через резистори R2, R3 і ділянку керуючий електрод - катод тріністора з мінусовим виведенням зарядного пристрою. Таким чином, базовий і колекторний ланцюг транзистора VT1 живляться від різних джерел: базовий - від акумуляторної батареї, а колекторний - від зарядного пристрою.
Триністор VS1 виконує роль комутувального елемента. Використання замість контактів електромагнітного реле, яке іноді застосовують у цих випадках, забезпечує велику кількість включень - вимкнень зарядного струму, необхідних для підзарядки акумуляторної батареї під час тривалого зберігання.
Як видно зі схеми, триністор підключений катодом до мінусового дроту зарядного пристрою, а анодом - до виведення акумуляторної батареї мінусового. При такому варіанті спрощується керування триністором: при зростанні миттєвого значення пульсуючої напруги на виході зарядного пристрою через керуючий електрод, триністор відразу починає протікати струм (якщо, звичайно, відкритий транзистор VТ1). А коли на аноді триністора з'явиться позитивна (щодо катода) напруга, триністор виявиться надійно відкритим. Крім того, подібне включення вигідно тим, що триністор можна кріпити безпосередньо до металевого корпусу приставки-автомата або корпусу зарядного пристрою (у разі розміщення приставки всередині його) як тепловідведення.
Вимикачем SА1 можна вимкнути приставку, поставивши його в положення "Ручн.". Тоді контакти вимикача будуть замкнуті, і через резистор R2 керуючий електрод тріністора виявиться підключеним безпосередньо до висновків зарядного пристрою. Такий режим потрібний, наприклад, для швидкого заряджання акумулятора перед встановленням його на автомобіль.
Транзистор VT1 може бути вказаною на схемі серії з літерними індексами А – Г; VТ2 та VТ3 - КТ603А - КТ603Г; діод VD1 -будь-який з серій Д219, Д220 або інший кремнієвий; стабілітрон VD2 - Д814А, Д814Б, Д808, Д809; триністор - серії КУ202 з літерними індексами Г, Е, І, Л, Н, а також Д238Г, Д238Е; світлодіоди - будь-які серії АЛ102, АЛ307 (обмежувальними резисторами R1 і R11 встановлюють потрібний прямий струм використовуваних світлодіодів).
Постійні резистори - МЛТ-2 (R2), МЛТ-1 (R6), МЛТ-0,5 (R1, R3, R8, R11), МЛТ-0,25 (інші). Підстроювальний резистор R9 - СП5-16Б, але підійде інший, опором 330 Ом ... 1,5 кОм. Якщо опір резистора більше зазначеного на схемі, паралельно до його висновків підключають постійний резистор такого опору, щоб загальний опір становив 330 Ом.
Деталі вузла керування монтують на платі (рис. 2)
З одностороннього фольгованого склотекстоліту завтовшки 1,5 мм.
Підстроювальний резистор зміцнюють в отворі діаметром 5,2 мм так, щоб вісь виступала з боку друку.
Плату зміцнюють всередині корпусу відповідних габаритів або, як було сказано вище, всередині корпусу зарядного пристрою, але обов'язково можливо далі від деталей, що нагріваються (випрямляючих діодів, трансформатора, триністора). У будь-якому випадку навпроти осі підстроювального резистора в стінці корпусу свердлять отвір. На лицьовій стінці корпусу зміцнюють світлодіоди та вимикач SА1.
Для установки тріністора можна виготовити тепловідведення загальною площею близько 200 см2. Підійде, наприклад, пластина дюралюмінію товщиною 3 мм та розмірами 100X100 мм. Тепловідведення прикріплюють до однієї зі стін корпусу (скажімо, задньої) на відстані близько 10 мм - для забезпечення конвекції повітря. Допустимо прикріпити тепловідведення і до зовнішньої сторони стінки, вирізавши в корпусі отвір під триністор.
Перед кріпленням вузла управління його потрібно перевірити та визначити положення двигуна підстроювального резистора. До точок 1, 2 плати підключають випрямляч постійного струму з регульованою вихідною напругою до 15 В, а ланцюг індикації (резистор R1 і світлодіод НL1) -до точок 2 і 5. Двигун підстроювального резистора встановлюють в нижнє за схемою положення і близько 13 В. Світлодіод повинен горіти. Переміщенням двигуна підстроювального резистора вгору за схемою домагаються згасання світлодіода. Плавно збільшуючи напругу живлення вузла управління до 15 і зменшуючи до 12, домагаються підстроювальним резистором, щоб світлодіод запалювався при напрузі 12,8 ... 13 В і згасав при 14,2..14,7 В.
Зарядний пристрій.
У збірнику «На допомогу радіоаматору» № 87 було вміщено опис автоматичного зарядного пристрою К. Кузьміна, який в умовах зберігання акумулятора в зимовий час дозволяє автоматично вмикати його на зарядку при зниженні напруги і автоматично вимикати зарядку при досягненні напруги, що відповідає повністю зарядженому акумулятору. Недоліком цієї схеми є її відносна складність, оскільки управління включенням та вимкненням зарядки здійснюється двома роздільними вузлами. На рис. 1 наведена електрична принципова схема зарядного пристрою, вільна від цього недоліку: ці функції здійснюються одним вузлом.
Схема забезпечує два режими роботи – ручний та автоматичний.
У ручному режимі роботи тумблер SА1 знаходиться у включеному стані. Після включення тумблера Q1 напруга мережі надходить на первинну обмотку трансформатора Т1 і загоряється індикаторна лампочка HL1. Перемикачем SА2 встановлюється необхідний струм заряджання, який контролюється амперметром РА1. Напруга контролюється вольтметром РU1. Робота схеми автоматики на заряджання в ручному режимі не впливає.
В автоматичному режимі тумблер SА1 розімкнуто. Якщо напруга акумуляторної батареї менше 14,5 В, напруга на виводах стабілітрона VD5 виходить менше, ніж необхідно для його відмикання, і транзистори VТ1, VТ2 замкнені. Реле К1 знеструмлено та його контакти К1.1 і К1.2 замкнуті. Первинна обмотка трансформатора Т1 підключена до мережі через контакти реле 1.1. Контакти реле До 1.2 замикають змінний резистор R3. Заряджається акумуляторна батарея. При досягненні напруги на акумуляторі 14,5 стабілітрон VD5 починає проводити струм, що призводить до відмикання транзистора VТ1, а отже, і транзистора VТ2. Спрацьовує реле та контактами К1.1 вимикає живлення випрямляча. Завдяки розмиканню контактів К1.2 ланцюг дільника напруги включається додатковий резистор R3. Це призводить до збільшення напруги на стабілітроні, який тепер залишається у провідному стані навіть після того, як напруга на акумуляторній батареї виявиться меншою за 14,5 В. Заряджання акумулятора припиняється і настає режим зберігання, в процесі якого відбувається повільний саморозряд. У цьому режимі схема автоматики отримує живлення від акумулятора. Стабілітрон VD5 перестане пропускати струм тільки після того, як напруга акумуляторної батареї знизиться до 12,9 В. Тоді знову запруть транзистори VТ1 і VТ2, реле знеструмиться і контактами К1.1 включить живлення випрямляча. Знову розпочнеться заряджання акумулятора. Контакти К1.2 також замкнуться, напруга на стабілітроні додатково знизиться, і він почне пропускати струм тільки після того, як напруга на акумуляторі збільшиться до 14,5 В, тобто коли акумулятор буде повністю заряджений.
Налаштування вузла автоматики зарядного пристрою виконується в такий спосіб. З'єднувач ХР1 до мережі не підключається. До з'єднувача ХР2 замість акумуляторної батареї приєднується стабілізоване джерело постійного струму з регульованою вихідною напругою, яке встановлюється по вольтметру, рівним 14,5 В. Двигун змінного резистора R3 встановлюється в нижнє за схемою положення - а двигун змінного рез. При цьому транзистори мають бути замкнені, а реле знеструмлено. Повільно обертаючи вісь змінного резистора R4, потрібно досягти спрацьовування реле. Потім на клемах з'єднувача Х2 встановлюється напруга 12,9 і повільним обертанням осі змінного резистора R3 потрібно домогтися відпускання реле. У зв'язку з тим, що при відпусканні реле резистор R3 замикається контактами К1.2, ці регулювання виявляються незалежними одне від одного. Опір резисторів дільника напруги R2-R5 розраховані таким чином, що спрацьовування та відпускання реле повинні відбуватися відповідно при напругах 14,5 і 12,9 В середніх положеннях змінних резисторів R3 і R4. Якщо потрібні інші значення напруг спрацьовування та відпускання реле, а меж регулювання змінними резисторами виявиться недостатньо, доведеться підібрати опори постійних резисторів R2 і R5.
У зарядному пристрої може бути застосований такий же мережевий трансформатор, як і пристрої К. Казьміна, але без обмотки III. Реле - будь-якого типу з двома групами контактів, що розмикають або перемикають, надійно працює при напрузі 12 В. Можна, наприклад, використовувати реле РСМ-3 паспорт РФ4.500.035П1 або РЕМ6 паспорт РФ0.452.125Д.
Електронний сигналізатор заряджання акумуляторної батареї.
А. КоробковЩоб продовжити термін експлуатації автомобільної акумуляторної батареї, необхідний ефективний контроль за режимом її заряджання. Цей пристрій сигналізує водію, коли напруга на акумуляторній батареї підвищена і коли вона знижена, а генератор не працює. У разі підвищеного споживання струму в бортовій мережі за малої частоти обертання ротора генератора сигналізатор не спрацьовує.
При розробці пристрою ставилася мета розмістити його в корпусі сигнального реле РС702, що є в автомобілі, що зумовило особливості конструкції сигналізатора і типи застосованих транзисторів.
Принципова схема електронного сигналізатора разом із ланцюгами зв'язку його з елементами бортової мережі наведено на рис. 1.
На транзисторах VT2, VT3 виконаний тригер Шмітта, на VT1 - вузол заборони спрацьовування. У колекторний ланцюг транзистора VT3 включена індикаторна лампа HL1, розміщена на щитку приладів. У гарячому стані нитка розжарювання має опір близько 59 Ом. Опір холодної нитки у 7...10 разів нижчий. У зв'язку з цим vтранзистор VT3 повинен витримувати кидок струму в колекторному ланцюзі до 2,5 А. Цю вимогу задовольняє транзистор КТ814.
Аналогічні транзистори використовуються і як VT1 і VT2. Але тут причиною їхнього вибору стало прагнення отримати малі геометричні розміри пристрою - три транзистори встановлюють один під одним і закріплюють загальним гвинтом з гайкою.
Напруга бортової мережі за вирахуванням напруги на стабілітроні VD2 через дільник R5R6 подається на базу транзистора VT2. Якщо воно вище 13,5, тригер Шмітта перемикається в стан, при якому вихідний транзистор VT3 закритий і лампа HL1 не горить.
База транзистора VT2 через стабілітрон VD1 та дільник R1R2 з'єднана також із середньою точкою обмотки генератора. При справному генераторі в ній щодо його плюсового виведення створюється пульсуюча напруга з амплітудою, що дорівнює половині напруги, що генерується. Тому, якщо навіть через велике струмове навантаження в бортовій мережі напруга впаде нижче 13,5, струм з дільника R1R2 надходить в базу транзистора VT2 і не дозволяє горіння лампи. Щоб унеможливити заборону на включення сигналізації, коли відсутній струм в обмотці збудження генератора, використовується ланцюг, що складається з дільника R1R2 і стабілітрона VD1. Вона запобігає попаданню струму витоку через випрямні діоди генератора (у гіршому випадку до 10 мА) в основу транзистора VT2.
Напруга бортової мережі за вирахуванням напруги на стабілітроні VD2 через дільник R3R4 подається також на базу транзистора VT1, ділянка колектор - емітер якого шунтує базовий ланцюг транзистора VT2. При напругі мережі вище 15 В транзистор VT1 перетворюється на режим насичення. При цьому тригер Шмітта перемикається в стан, при якому транзистор VT3 відкритий і, отже, запалюється лампа HL1.
Таким чином, лампа червоного світла на приладовому щитку загоряється, коли відсутня струм зарядки і напруга мережі нижче 13,5, а також коли воно вище 15 В.
При використанні в автомобілі електронного регулятора напруги, що не має окремого дроту до клеми акумуляторної батареї, через падіння напруги (близько 0,1...0,2 В) у ланцюзі до вхідної клеми регулятора (найчастіше в режимі холостого ходу) при вимкнених споживачах струму спостерігається короткочасне періодичне пропадання зарядного струму від генератора. Тривалість і період такого ефекту обумовлені часом спадання напруги на акумуляторній батареї на 0,1...0,2 і часом підвищення його на те ж значення і складають, залежно від стану акумуляторної батареї, близько 0,3...0, 6 с та 1...3 с відповідно. При цьому з таким же тактом спрацьовує реле сигнальне РС702, запалюючи лампу. Такий ефект небажаний. Описуваний електронний сигналізатор виключає його, так як при короткочасних зникненнях зарядного струму напруга в бортовій мережі не досягає нижнього порога 13,5 Ст.
Електронний сигналізатор виконаний на базі сигнального реле РС702, що є в автомобілі. Саме реле з гетинаксової плати видалено (після ліквідації заклепки). Крім того, видалені заклепка з контактної пелюстки «87» та Г-подібна стійка біля його основи.
Елементи сигналізатора монтують на друкованій платі (рис. 2)
З фольгованого склотекстоліту завтовшки 1,5...2 мм. Транзистори VT1-VT3 розміщені по осі центрального отвору плати: VT3 з боку друкованого монтажу колекторною пластиною від плати, а VT2, VT1 (у зазначеному порядку) - з протилежного боку плати колекторними пластинами у бік плати. Перед паянням усі три транзистори потрібно стягнути гвинтом МОЗ із гайкою. Їхні висновки з'єднують з точками плити полуженными мідними провідниками, впаяними і необхідні отвори плати. Резистори R3 і R5 припаюють не до токопропадящих доріжок, а до штирів з дроту. Це полегшує їхню заміну при налагодженні пристрою. Елементи VD1 та VD2 встановлюють вертикально жорстким виводом до плати. Також вертикально розташований конденсатор С1, поміщений в хлорвиниловую трубку по діаметру конденсатора.
У сигналізаторі слід застосовувати резистори (крім R8)-ОМЛТ (МЛТ) з номіналами та потужністю розсіювання, вказаними на схемі. Допуск по номіналам ±10%. Резистор R8 виготовляють з високоомного дроту, намотаного (1-2 витка) на резистор МЛТ-0,5. Конденсатор C1 – К50-12. Транзистори VT1 - VT3 -будь-які серії КТ814 або КТ816. Елемент VD1 – стабілітрон Д814 з будь-яким буквеним індексом, VD2 – Д814Б або Д814В.
Після закінчення монтажу друкованої плати електронний сигналізатор збирають у такій послідовності:
знімають гайку і гвинт, що стягують транзистори;
наскрізні отвори транзисторів VT1, VT2 поміщають хлорвінілову трубку діаметром 3 мм;
у звільнену від реле РС702 плату вставляють пелюстки (висновки) «30/51» (у центрі) і «87»; останній закріплюють гвинтом М3 (головкою з боку виведення) з гайкою заввишки 3 мм;
гвинт М2,7 довжиною 15...20 мм пропускають через отвір у платі від реле РС702 (з боку виведення «30/51»), потім насаджують на кінці гвинтів змонтовану плату з транзисторами;
забезпечують контакт виведення «30/51» із колекторною пластиною транзистора VT3 (шляхом її щільного прилягання до плоскої частини виведення);
перевіряють наявність з'єднання виведення «87» із друкованою платою через гайку з гвинтом;
короткі штирі висновків «85» і «86» підгинають так, щоб вони увійшли до призначених для них отворів на друкованій платі;
за допомогою гайок М2,7 та МОЗ з шайбами скріплюють обидві плати;
припаюють штирі висновків «85» і «86» до струмопровідних доріжок.
При налагодженні сигналізатора потрібні блок живлення з регульованою напругою від 12 до 16 і лампа потужністю 3 Вт на 12 В.
Спочатку при відключеному резисторі R5 підбирають резистор R3. Необхідно домогтися, щоб зі збільшенням напруги лампа загорялася в останній момент досягнення 14,5... 15 У. Потім підбирають резистор R5 те щоб лампа запалювалася, коли напруга знижується до 13,2...13,5 У.
Налагоджений сигналізатор встановлюють місце реле РС702, при цьому висновок «86» з'єднують з «масою» автомобіля коротким проводом під гвинт кріплення самого сигналізатора. До інших висновків підключають дроти електрообладнання, як це передбачено штатною схемою автомобіля з реле РС702, тобто до висновку «85» - провід від середньої точки генератора (жовтий), до «30/51» - провід від лампи індикації (чорний) , до «87» - провід «±12» (помаранчевий).
Випробування сигналізатора показали такий результат. При короткому замиканні регулятора світіння лампи спостерігається у разі підвищення частоти обертання генератора залежить від неї. При вилученні запобіжника в ланцюзі регулятора лампа загоряється приблизно за хвилину незалежно від частоти обертання. Цієї інформації достатньо, щоб встановити причину та вид несправності системи генератор – регулятор напруги.
При включенні запалення через годину і більше після зупинки двигуна індикація працює, як і з сигналізатором. Якщо воно включається через незначний час (менше 5 хв), лампа - сигналізатор зарядки не запалюється, але при пуску двигуна стартером спалахує і гасне, що свідчить про справність сигналізатора.
Установка описаного регулятора замість штатного РС702 в автомобілях «Жигулі» (ВАЗ-2101, ВАЗ-2102, ВАЗ-2103, ВАЗ-2106 та ін.) дозволить однозначно попередити водія про всі відхилення в режимі роботи акумуляторної батареї та зберегти її від згубної перезаряджання.
[email protected]
