Самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора из БП АТХ, схемы

Зарядное устройство с регулировкой тока на микросхемах (без микроконтроллера) 2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Хотим представить довольно удачный цифровой выпрямитель для зарядки автомобильных аккумуляторов, сделанный некоторое время назад сразу в двух экземплярах. Предыдущий простой выпрямитель, который сделан был на тиристорах, не обеспечивал достаточной точности регулирования — при изменении температуры порог отсечки был очень плавающим. Тот старый регулятор был сделан на основе схемы тиристор + стабилитрон.

Требования при проектировании

  • Плавное регулирование зарядного тока (регулируемая ШИМ 20 Гц), но без какой-либо специальной точности;
  • Автоматически отключать зарядку после превышения установленного напряжения;
  • После отключения зарядки, перезагрузка после опускания ниже установленного порога (режим десульфатации);
  • Отсутствие принудительного воздушного охлаждения (вентилятор когда-нибудь застопорится);
  • Подходит для батарей 6 В и 12 В;
  • Отсутствие микроконтроллеров и дисплеев;
  • Схема недорогая на основе запасов существующих компонентов;
  • Зарядный ток минимум 5 A.

Принцип действия схемы

ШИМ-регулятор — выход генератора имеет треугольный сигнал и сравнивается с напряжением от потенциометра на компараторе. Таким образом он получает прямоугольник с регулируемым заполнением скважности.

Схема измерения напряжения (источник опорного напряжения на TL431), сравнивает компаратором (гистерезис) тока батареи.

Печатная плата на ЗУ

Исполнительная схема — транзистор Mosfet N-канальный управляемый гальванически развязанным интерфейсом через оптрон, отключает «+» от аккумулятора.

Конструкция устройства

Радиатор стоит на всякий случай, потому что транзистор только слегка греется. Подходящие по току выпрямительные диоды. Шунт амперметра сделан самостоятельно под какой-то стрелочный прибор. Стабилизатор 7812 и трансформатор с хорошим запасом по мощности (всё-равно немного нагревается).

Электроника от возможного дождя защищена внутри корпуса крышкой из толстого куска пластика.

Испытания зарядного

Из протестированных батарей он продлил срок службы с помощью десульфатации одной на несколько месяцев. Два других аккумулятора получили короткие замыкания во время сульфации и они пошли на металлолом. Другие аккумуляторы просто заряжаются и все.

Тесты на дождь / снег / температуру не показали какого-либо негативного влияния погодных условий. Температура правда оказывает влияние на частоту генератора ШИМ и немного меняет настройку зарядного тока — однако точность незначительно ухудшается.

Выпрямитель устойчив к подключению АКБ обратной полярностью — испытан на аккумуляторе от трактора. Схема также проверена при зарядном токе 10 А — работает правильно, транзистор держится, только был перегрев шунта на амперметре и, следовательно, необходимость снижения максимального постоянного тока зарядки.

Алгоритм работы ЗУ

  1. После включения разряженного аккумулятора зарядное устройство заряжает его, как и любое другое, за исключением того, что можно установить средний зарядный ток.
  2. Когда батарея заряжается и превышается порог 15,2 В — схема отключает зарядку.
  3. Дальнейшее поведение схемы зависит от состояния батареи: устройство ждет, пока напряжение на клеммах не упадет ниже примерно 14 В. У исправной батареи после полной зарядки напряжение от 15 В падает довольно медленно — до минуты. В очень сульфатированных АКБ напряжение на клеммах падает быстро — в течение нескольких секунд.
  4. Когда напряжение падает ниже 14 В, ЗУ снова включает зарядку, а когда достигнет 15,2 В — снова отключается.
  5. Циклы «зарядка» / «пауза» повторяются до выключения зарядного устройства.

Оценить состояние аккумулятора можно по соотношению времени «зарядки» / «перерыва». Такие циклы вызывают несколько секунд зарядки аккумулятора через каждые несколько десятков секунд. Вы можете безопасно оставить аккумулятор даже на месяц, после этого он будет на 100% готов к использованию. Это полезно, так как запасной аккумулятор на зиму для таксиста будет не лишним. Скачать файлы (схема, плата и другое).

Лучшее зарядное устройство для любых типов аккумуляторов (схема)

В данной статье представлена схема зарядного устройства предназначеного для заряда любых типов аккумуляторов — кислотных и щелочных аккумуляторных батарей напряжением от 1,5 до 15 вольт, током заряда от 50 миллиампер до 10 ампер. Возможен заряд как маленьких пальчиковых, так и больших свинцовых автомобильных и других стартерных аккумуляторных батарей.

Читайте также:  Масло в МКПП Рено Дастер сроки замены, какое заливать, как заменить и проверить объем

Устройство имеет схему стабилизации зарядного тока. По мере заряда аккумуляторной батареи, ток заряда не падает как у обычных зарядных устройств, а поддерживается на установленном уровне, что позволяет качественно заряжать аккумуляторную батарею.

Кроме того, устройство имеет схему разряда — «тренажа» аккумуляторной батареи, предназначенную для предотвращения процесса сульфатации (химического разложения) пластин аккумуляторной батареи. В отдельных случаях, возможно восстановление аккумуляторных батарей, которые уже подвержены сульфатации.

Заряд аккумуляторной батареи производится прямоугольными импульсами частотой 50 Герц (положительной полуволной сетевого напряжения). В случае необходимости тренировки АКБ от сульфатации, включается схема «тренажа», которая используется во время действия отрицательной полуволны сетевого напряжения. Для кислотных аккумуляторных батарей ток разряда выбирается приблизительно в десять раз меньше тока заряда, ступенчато, с помощью тумблеров S2 (0,1А) и S3 (0,25А). При включении обоих тумблеров, ток разряда соответственно будет равен 0,35А. Таким образом, заряд кислотной аккумуляторной батареи с одновременным использованием схемы разряда должен производиться токами 1А, 2,5А и 3,5А соответственно. При выключенных переключателях схема разряда не действует.

Схема стабилизации тока заряда работает следующим образом: На резисторе R6, с помощью транзистора VT3 через делитель напряжения R3, R4 измеряется падение напряжения, которое прямо пропорционально протекающему через резистор току. Транзистор VT3 в свою очередь управляет силовыми транзисторами VT1 и VT2. При увеличении тока, протекающего через резистор R6, ток, протекающий по пути коллектор – эмиттер транзистора VT3 увеличивается, что приводит к уменьшению тока, протекающего по пути база VT2 – эмиттер VT1 и как следствие – к уменьшению тока коллектор – эмиттер транзисторов VT1 и VT2 – тока заряда АКБ. При уменьшении тока происходит противоположный процесс. Фактически схема, в любой момент времени стремится поддерживать на каждом из p-n переходов база — эмиттер транзисторов VT1 и VT2 разность потенциалов приблизительно равную 0,6 вольта. Это позволяет заряжать аккумуляторы не синусоидальным током, а импульсами прямоугольной формы.

Схема разряда — «тренажа» аккумуляторной батареи, предназначенная для предотвращения процесса сульфатации пластин аккумуляторной батареи собрана на транзисторе VT4. Принцип её работы следующий: Во время действия отрицательной полуволны сетевого напряжения, что соответствует отсутствию тока заряда, ток, протекающий по пути — верхний вывод вторичной обмотки трансформатора (11), стабилитроны VD2 и VD3, резистор R2, база-эмиттер транзистора VT4, открывает этот транзистор. Происходит разряд аккумуляторной батареи по пути: +АКБ, коллектор-эмиттер VT4, резисторы R10 и R11, -АКБ. Ток разряда, как было написано ранее определяется значением сопротивления резисторов R10 и R11. При изменении полуволны питающего напряжения, транзистор закрывается и происходит заряд аккумуляторной батареи от схемы заряда.
Стабилитроны VD2 и VD3 предназначены для предотвращения разряда АКБ по вышеописанной цепи в случае пропадания напряжения сети. Это связано с тем, что в таком случае транзистор может оказаться открытым током, проходящим от +АКБ, через вторичную обмотку трансформатора.

Следует учесть, что значения тока разряда через резисторы R10 и R11, соответствуют аккумуляторной батареи с напряжением 12 вольт (по закону Ома).

В качестве амперметра возможно применение любого микро-миллиамперметра со шкалой кратной десяти (максимальное показание будет равно – 10 ампер). На приведённой схеме используется прибор на 1 миллиампер. В связи с тем, что ток заряда импульсный, резистор R13 подбирается экспериментальным путём при помощи поверенного и откалиброванного осциллографа. Осциллографом измеряется амплитуда зарядных импульсов на резисторе R6. При амплитуде 0,5 вольт, прибор должен показывать зарядный ток в 5 ампер. Резистор R12 должен быть в 10 раз меньше резистора R13, и предназначен для увеличения чувствительности амперметра в 10 раз (при измерении малых токов заряда – до 1 ампер). Переключение на большую чувствительность производится с помощью кнопки Кн1.

В качестве вольтметра может использоваться любой вольтметр или микро-миллиамперметр со шкалой до 15 – 20 единиц. На приведённой схеме используется прибор на 200 микроампер. Резистор R14 подбирается в соответствии с выбранным прибором по принципу делителя напряжения (как расчитать делитель в статье — Делитель напряжения). В случае использования стандартного вольтметра на 15 – 20 вольт, резистор из схемы исключается.

Читайте также:  Камера заднего вида на ix35 характеристики, демонтаж, установка, экплуатация

В качестве трансформатора возможно применение любого силового трансформатора обеспечивающего ток нагрузки до 12 ампер, с выходным напряжением 20 – 25 вольт. Это может быть двухкатушечный силовой трансформатор мощностью не менее 180 ватт от старого черно-белого телевизора с перемотанной вторичной обмоткой (Как расчитать и перемотать трансформатор в статье — Силовой трансформатор, расчёт трансформатора). Диоды VD4 и VD5 – силовые, рассчитанные на прямой ток до 15 ампер, устанавливаются на радиатор (корпус устройства) с изоляцией от корпуса устройства. Лучший вариант – использовать силовой выпрямительный мост типа КЦ419 (импортный аналог – МВ5010) с соединёнными вместе нейтральными выводами, как результат – не нужна изоляция, компактность и запас по току до 25 ампер.

Схема разработана так, что силовые транзисторы VT1 и VT2 можно крепить непосредственно на металлический корпус зарядного устройства без использования радиаторов охлаждения и дополнительной изоляции коллекторов. В ходе эксплуатации выяснилось, что при токах более 5 Ампер, силовые транзисторы без радиаторов значительно греются. Для того, чтобы не нагромождать конструкцию радиаторами и повысить надёжность, вместо двух силовых транзисторов 2Т908А я использовал два составных транзистора КТ827А. Транзисторы VT3 и VT4 – типа КТ815 с любым буквенным индексом, крепятся на корпус устройства через слюдяную прокладку. Не плохо было бы для лучшего охлаждения силовых транзисторов использовать теплопроводную пасту (Что такое «Теплопроводная паста» в статье «Инструменты радиолюбителя»).

В качестве резистора R6 применяются десять параллельно соединённых резисторов типа ПЭВ-10 на 10 Ом. Возможны и другие варианты, например нихромовый провод, но этот вариант достаточно неудобный — необходима тепло и электроизоляция, подбор длины и диаметра таким, чтобы не было излишнего нагрева.

На зарядное устройство печатная плата не проектировалась потому, что основная часть элементов прикручивается к корпусу. Делать для него плату — бессмысленное занятие. Для нескольких резисторов типа МЛТ и стабилитронов я использовал две монтажные панельки. Все соединения выполняются многожильным монтажным проводом.

Устройство компактно монтируется в металлическом корпусе размером 130х150х210 мм от маломощного блока питания,можно и больших размеров,корпус может быть любой.

В случае отключения питания, или пропадания сети, заряжаемая аккумуляторная батарея напряжением 12 вольт разряжается через резистор R8 током 6 миллиампер, а батарея напряжением 1,5 вольта – током 500 микроампер. Это очень слабый ток для стартерных аккумуляторов, но для исключения нежелательного разряда, особенно для таких батарей, как батареи «пальчиковых» аккумуляторов, после зарядки необходимо отсоединить клеммы от аккумуляторов.

Многие «глупые» автолюбители проверяют зарядные устройства путем «добывания искры» замыкая между собой выходные клеммы, а это часто приводит к выходу зарядных устройств из строя. Данное зарядное устройство защищено от подобной глупости за счет схемы стабилизации зарядного тока. При замыкании клемм, искра появляется, но в доли микросекунд (определяется быстродействием P-N перехода транзисторов) схема ограничивает ток, протекающий через элементы схемы до значения, установленного регулятором. Фактически устройству без разницы, ток течёт через аккумулятор или через замкнутые клеммы, его значение будет одинаковым в обоих случаях. Но долго держать замкнутые клеммы не надо, силовые транзисторы будут сильно греться от падения почти всего отдаваемого трансформатором напряжения на их переходах.

И не забывайте правило опытных автолюбителей: «Чем меньше ток заряда, тем дольше, но главное — качественнее зарядится аккумулятор!».

Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками

Тема автомобильных зарядных устройств интересна очень многим. Из статьи вы узнаете, как переделать компьютерный блок питания в полноценное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Оно будет представлять собой импульсное зарядное устройство для аккумуляторов с емкостью до 120 А·ч, то есть зарядка будет довольно мощной.

Собирать практически ничего не нужно – просто переделывается блок питания. К нему добавится всего один компонент.

Читайте также:  Гудит подшипник ступицы - можно ли ездить

Компьютерный блок питания имеет несколько выходных напряжений. Основные силовые шины имеют напряжение 3,3, 5 и 12 В. Таким образом, для работы устройства понадобится 12-вольтовая шина (желтый провод).

Для зарядки автомобильных аккумуляторов напряжение на выходе должно быть в районе 14,5-15 В, следовательно, 12 В от компьютерного блока питания явно маловато. Поэтому первым делом необходимо поднять напряжение на 12-вольтовой шине до уровня 14,5-15 В.

Затем, нужно собрать регулируемый стабилизатор тока или ограничитель, чтобы была возможность выставить необходимый ток заряда.

Зарядник, можно сказать, получится автоматическим. Аккумулятор будет заряжаться до заданного напряжения стабильным током. По мере заряда сила тока будет падать, а в самом конце процесса сравняется с нулем.

Приступая к изготовлению устройства необходимо найти подходящий блок питания. Для этих целей подойдут блоки, в которых стоит ШИМ-контроллер TL494 либо его полноценный аналог K7500.

Когда нужный блок питания найден, необходимо его проверить. Для запуска блока нужно соединить зеленый провод с любым из черных проводов.

Если блок запустился, нужно проверить напряжение на всех шинах. Если все в порядке, то нужно извлечь плату из жестяного корпуса.

После извлечения платы, необходимо удалить все провода, кроме двух черных, двух зеленого и идет для запуска блока. Остальные провода рекомендуется отпаять мощным паяльником, к примеру, на 100 Вт.

На этом этапе потребуется все ваше внимание, поскольку это самый важный момент во всей переделке. Нужно найти первый вывод микросхемы (в примере стоит микросхема 7500), и отыскать первый резистор, который применен от этого вывода к шине 12 В.

На первом выводе расположено много резисторов, но найти нужный — не составит труда, если прозвонить все мультиметром.

После нахождения резистора (в примере он на 27 кОм), необходимо отпаять только один вывод. Чтобы в дальнейшем не запутаться, резистор будет называться Rx.

Теперь необходимо найти переменный резистор, скажем, на 10 кОм. Его мощность не важна. Нужно подключить 2 провода длиной порядка 10 см каждый таким образом:

Один из проводов необходимо соединить с отпаянным выводом резистора Rx, а второй припаять к плате в том месте, откуда был выпаян вывод резистора Rx. Благодаря этому регулируемому резистору можно будет выставлять необходимое выходное напряжение.

Стабилизатор или ограничитель тока заряда очень важное дополнение, которое должно иметься в каждом зарядном устройстве. Этот узел изготавливается на базе операционного усилителя. Тут подойдут практически любые «операционники». В примере задействован бюджетный LM358. В корпусе этой микросхемы два элемента, но необходим только один из них.

Пару слов о работе ограничителя тока. В этой схеме операционный усилитель применяется в качестве компаратора, который сравнивает напряжение на резисторе с низким сопротивлением с опорным напряжением. Последнее задается при помощи стабилитрона. А регулируемый резистор теперь меняет это напряжение.

При изменении величины напряжения операционный усилитель постарается сгладить напряжение на входах и сделает это путем уменьшения или увеличения выходного напряжения. Тем самым «операционник» будет управлять полевым транзистором. Последний регулирует выходную нагрузку.

Полевой транзистор нужен мощный, поскольку через него будет проходить весь ток заряда. В примере используется IRFZ44, хотя можно использовать любой другой соответствующих параметров.

Транзистор обязательно устанавливается на теплоотвод, ведь при больших токах он будет хорошенько нагреваться. В этом примере транзистор просто прикреплен к корпусу блока питания.

Печатная плата была разведена на скорую руку , но получилось довольно неплохо.

Теперь остается соединить все по картинке и приступить к монтажу.

Напряжение выставлено в районе 14,5 В. Регулятор напряжения можно не выводить наружу. Для управления на передней панели имеется только регулятор тока заряда, да и вольтметр тоже не нужен, поскольку амперметр покажет все, что надо видеть при зарядке.

Амперметр можно взять советский аналоговый или цифровой.

Также на переднюю панель был выведен тумблер для запуска устройства и выходные клеммы. Теперь можно считать проект завершенным.

Получилось несложное в изготовлении и недорогое зарядное устройство, которое вы можете смело повторить сами.

Ссылка на основную публикацию
Сальник рулевой рейки – полная замена и ремонт в подробностях Видео; АвтоНоватор
Рулевая рейка - Рулевое управление - Опель Клуб Первый Российский - АвтоВызов Делали следующим образом: Отсоединяем гидро-трассу от рейки 2....
Рычаги подвески NISSAN X-TRAIL (T31) (Ниссан Х-Трейл (Т31)) 2
Nissan X-Trail (Т31) с пробегом слабые места и недостатки модели Nissan X-Trail (Т31) — вторая генерация кроссовера, дебют которой состоялся...
Рычаги управления на ниве
Трансмиссия нива как правильно эксплуатировать принцип работы Автомобиль ВАЗ 2121, иначе говоря, «Нива» — поступил в серийное производство в 70-х...
Сальник штока выбора передач нексия Авто Брянск
Замена сальника штока выбора передач Также нужно сменить и ось штока, на которую установлен пружинный замок. Кроме того, сразу можно...
Adblock detector