Малогабаритное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
На данный момент существует много схем зарядных устройств, в том числе и импульсных, которые позволяют зарядить аккумулятор автомобиля. Часть таких устройств, к сожалению, обладают существенными недостатками, выраженными в значительных габаритах, дороговизне комплектующих, сложности самостоятельной сборки или недостаточной выходной мощности. Представленная ниже схема не обладает такими минусами, но к тому же еще имеет следующие преимущества:
Все эти функции возможны в одном зарядном устройстве, которое вполне под силу собрать самостоятельно, тщательно подбирая компоненты и припаивая их на свои места. Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора:
Рис. 1. Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
На первый взгляд схема может показаться сложной, но на самом деле она будет достаточно компактной, при своей функциональности. Элементная база ЗУ широко распространена, и на большинство деталей вполне можно найти аналоги, как импортные, так и отечественные. Все номиналы подписаны на схеме.
Краткий принцип работы и особенности сборки
Регулировка выходного тока выставляется в пределах 2,5А – 7А, чего вполне достаточно для зарядки большинства аккумуляторов. Резистором R14 подстраивается необходимый ток заряда конкретного аккумулятора исходя из расчета одной десятой части его емкости. В зависимости от выбранного режима, ток разряда АКБ будет составлять 2,5 Ампера, или 0,65 Ампер при выставлении режима десульфитация. Изменяя значения резисторов R35 и R36, можно изменять время разряда и заряда аккумулятора. R35 отвечает за заряд, а R36 – за разряд. В схеме установлено время заряда 17с, а разряда – 5с. Мощность, потребляемая устройством, составляет 30 Вт, при минимальном токе заряда и достигает 90 Вт при использовании максимального тока заряда.
Теперь о режимах работы зарядного устройства. При выставлении кнопки SA2 в положение, которое указано на схеме устройства и при включенной кнопке SA1 происходит обычный заряд аккумулятора, с возможностью выбрать необходимый ток заряда. SA2, выставленная в режим десульфитации, позволяет перейти к цикличному заряду-разряду батарее, который продолжается до момента достижения напряжения аккумулятора 14,5 В. Кнопка SB1 задает режим разряда АКБ до указанного напряжения, а затем автоматически происходит заряд до 14,5В методом десуфитации. При достижении конечного напряжения, устройство прекращает заряд и отключается, что очень удобно, так как не требуется постоянно наблюдать за напряжением на клеммах аккумулятора. Для восстановления аккумулятора предусмотрен отдельный режим, который задается нажиманием кнопки SA3. Зарядка ведется непрерывно в этом случае, так что придется наблюдать самостоятельно за процессом.
В схему дополнительно можно подключить охлаждение при помощи вентилятора, что позволит значительно уменьшить радиаторы и обеспечить надежный теплоотвод. При этом, габариты конечного устройства уменьшаться, равно, как и вес прибора. Подключение производится согласно следующей схеме на рис. 2:
Рис. 2. Схема подключения
Трансформатор был намотан на основе взятого из отечественного телевизора УПИМЦТ. Все обмотки удаляются и мотаются новые. Первичная обмотка самодельного трансформатора мотается в два провода, вторичная тоже в два, а третья обмотка мотается в семь проводов. Все обмотки состоят из провода ПЭВ 2. Первичная обмотка из 91-го витка, а вторичная – из 4-ех витков. Диаметр провода – 0,5 мм. Для третьей обмотки использован провод диаметром 0,6 мм, количеством витков 9. Наматывать провод необходимо без перехлестов. За этим нужно следить внимательно, так как это не только трансформатор по схеме, но и дросселя. Изоляция между обмотками была осуществлена бумагой, но можно использовать несколько слоев скотча. Начала и концы обмоток помечаются отдельно, чтобы ничего не спутать.
R26 – это шунт, состоящий из кусочка нихрома в диаметре 2 мм сопротивлением 0,1 Ом. В схеме предусмотрена индикация процесса заряда. Можно использовать отдельное устройство, в самостоятельном исполнении, приобретенное на радио-рынке или в магазине электронных компонентов. Можно использовать индикацию из старых магнитофонов, одна из которых под названием М4761. Предусмотрена схема самостоятельной сборки на рис. 3:
Рис. 3. Схема самостоятельной сборки
Разводку платы можно осуществить самостоятельно при помощи любой, предназначенной, для этого, программой. Можно использовать готовый вариант:
Рис. 4. Печатная плата устройства
Настройка несложная. Собрав ЗУ, потребуется выкрутить две лампочки HL1 и HL3. При подключенном аккумуляторе, регулируя R34, выставляется напряжение в 10,5 Вольт, до момента загорания лампочки HL2. Напряжение 14,2 Вольта достигается регулированием резистора R31, о чем сигнализирует выключение этой же лампочки. Выкрученные лампы следует включить обратно и можно пользоваться собранным своими руками импульсным зарядным устройством для автомобильных аккумуляторов.
Автор: RadioRadar
www.radioradar.net
АВТОМОБИЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНОЕ
Хорошие цифровые зарядные для автомобильных аккумуляторов стандартного напряжения 12 вольт имеют немалую стоимость, хотя вопрос даже не в деньгах - просто найти действительно стОящую модель не легко. Чтоб и ток обеспечивало высокий, так сказать "на все случаи жизни", и управление позволяло гибко настроить необходимые режимы заряда, и удобный ЖК дисплей имелся - а не пару светодиодных циферок на амперы. А главное, нужна надёжность работы, с хорошим запасом по мощности. Чтоб объёдинить все вышеуказанные требования в одном ЗУ и пришлось разработать и внедрить в железе данную схему, способную заряжать аккумуляторы до 90 А/ч.
Схема импульсного зарядного
Теперь о сборке. Мощные резисторы такие использовал.
Модуль управления в SMD исполнении.
Здесь используется БП от компьютера с минимальной переделкой. Но я полностью импульсный блок питания собирал на своей плате. Брал с ИБП донора. Только дежурку другую собрал, на основе TYN26.
Полностью собрал зарядное устройство. Загнал в корпус - все работает.
Конечно блок питания весь собирать нет смысла, просто возьмите готовый ИБП от компьютера и переделайте на более повышенное напряжение, как это неоднократно описывалось на сайте.
При работе на LCD индикаторе показываются одновременно и текущий ток, и напряжение батареи. Сзади установлены 2 кулера от компьютера, для охлаждения всех элементов ИБП. Там же и кнопка сети 220 В. Зарядное работает успешно уже долгое время, в том числе и на холоде, правда в сильные морозы не пробовал. Архив с файлами скачайте тут. Автор проекта sterc.
Форум
Обсудить статью АВТОМОБИЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНОЕ
radioskot.ru
Малогабаритное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов
Читать все новости ➔
Традиционные зарядные устройства прошлых лет имеют недостатки, они обладают большими габаритами и весом. В последние годы при изготовлении источников питания, радиолюбители огромное предпочтение отдают импульсникам. Это в первую очередь дешевизна, не значительный вес и габариты, причём при малых размерах импульсные устройства выдают приличный ток! Даже как то не привычно смотреть на маленькую коробочку, подключенную к автомобильному аккумулятору, способную его зарядить. Недостатком являются импульсные броски в сети, из за которых данные устройства зачастую выходят из строя, но этим можно пренебречь.
Зарядное устройство, которое будет описано в этой статье, разрабатывалось специально для зарядки аккумуляторов с выходным током до 7А. Можно так же заряжать аккумуляторы от шуруповёрта, бесперебойника, пальчиковые аккумуляторы и др., скорректировав зарядный ток. Контроль тока ведётся на встроенный амперметр. Запускается устройство с помощью пусковой кнопки. При коротком замыкании срывается генерация блокинг-генератора и устройство отключается. Повторное включение производится при помощи той же кнопки. Устройство потребляет от сети ток не более 2А и работоспособно при напряжении 170в.
Рассмотрим электрическую принципиальную схему устройства.
Состоит оно из двух половинок: это высоковольтная цепь с выпрямителем, блокинг-генератором и низковольтная - со вторичным выпрямителем и ШИМ-регулятором. Сетевое напряжение через предохранитель F1 поступает на диодный мост D1, где выпрямляется и сглаживается конденсаторами С1, С2. Постоянное напряжение в пределах 290 вольт подаётся на блокинг-генератор. Основными элементами этого генератора являются транзисторные ключи Т1 и Т2, которые открываются поочерёдно, благодаря синфазному включению обмоток II и IV обратной связи высокочастотного трансформатора. Нагружен генератор на обмотку III трансформатора. Частота генерации лежит в пределах 20-30 кГц. Резисторы R2, R3 в цепи эмиттеров этих транзисторов ограничивают ток, обеспечивая тем самым мягкий режим работы. Резисторы R4, R5 ограничивают ток базы. Диоды D2, D3 предотвращают пробой транзисторов обратным напряжением из за индуктивных выбросов в импульсном трансформаторе. Запускается генератор с помощью короткого импульса, который подаётся на обмотку I через конденсатор С3 и пусковую кнопку S1.
Вторая часть схемы, низковольтная. Переменное напряжение снимается с обмоток V и VI высокочастотного трансформатора, выпрямляется диодной сборкой D4, сглаживается конденсатором С4 и далее поступает на ШИМ регулятор. Выполнен этот регулятор на двух транзисторах Т3 и Т4. Это своеобразный мультивибратор с изменяемой симметрией. От положения движка переменного резистора R10 зависит скважность импульсов, подаваемых на затвор полевого транзистора Т5. Частота генерации ШИМа лежит в пределах 5-7 кГц и определяется ёмкостью конденсаторов С6 и С7. При работе данного зарядного устройства, при нагрузке наблюдался нагрев компонентов схемы, импульсного трансформатора, поэтому я снабдил его вентилятором. Так же имеется контрольная лампочка Н1, индицирующая работу устройства. С помощью амперметра осуществляется контроль зарядного тока.
Конструкция и детали: Все детали и их замена указаны в таблице. На ключевые транзисторы следует установить небольшие радиаторы, площадью в три раза больше, чем сами транзисторы. При использовании устройства на больших токах, до 7А, диодную сборку и полевой транзистор следует так же установить на небольшие радиаторы. Небольшие, потому что кулер создаёт поток воздуха и они сильно не перегреваются.
Трансформатор самодельный, намотан на ферритовом кольце наружным диаметром 30мм.
Обмотка III имеет 140 витков провода ПЭЛ-0,31мм, обмотки I, II и IV содержат по 2 витка и намотаны цветным компьютерным или телефонным проводом (от кабеля). Вторичные обмотки V и VI содержат по 18 витков, но количество витков при необходимости можно откорректировать. Эти обмотки я не стал мотать толстым одножильным проводом, так как это причиняет большие неудобства при намотке. Я изготовил самодельный многожильный провод. Взял 20 жил в один пучок провода ПЭЛ-0,18мм. Растянул 20 жилок вдоль комнаты, затем скрутил их с помощью шуруповёрта. Первой наматывается обмотка III и затем проматывается фторопластовой лентой.
Амперметр - головка от старого магнитофона. Шкалу в децибелах удалил, а вместо неё поставил самостоятельно отградуированную.
Всё содержимое расположено на пластмассовой основе и приклеено полимерным клеем.
А вот так выглядит печатная плата:
При изготовлении данного устройства и дальнейшего его обслуживания соблюдайте правила электробезопасности!
Печатная плата
cxem.net
Возможно, Вам это будет интересно:
meandr.org
Импульсное ЗУ для зарядки аккумуляторов - Зарядные устройства (для авто) - Источники питания
Схема такого импульсного блока питания в интернете встречается довольно часто, но в некоторых из них допущены ошибки, я же в свою очередь чуть доработал схему. Задающая часть (генератор импульсов) собран на ШИМ-контроллере IR2153. Схема из себя представляет типичный полумостовой инвертор с мощностью 250 ватт.
Импульсное ЗУ для зарядки аккумуляторов схемаМощность инвертора можно повысить до 400 ватт, если заменить электролитические конденсаторы на 470 мкФ 200 Вольт.
Силовые ключи с нагрузкой до 30 -50 ватт остаются холодными, но их нужно установить на теплоотводы, возможно будет нужда в воздушном охлаждении.
Использован готовый трансформатор от компьютерного блока питания (подойдет буквально любой). Они имеют шину 12 Вольт до 10 Ампер (зависит от мощности блока, в котором они использовались, в некоторых случаях обмотка на 20 Ампер). 10 Ампер тока вполне хватит для зарядки мощных кислотных аккумуляторов с емкостью до 200А/ч.
Диодный выпрямитель — в моем случае была использована мощная диодная сборка шоттки на 30 Ампер. Диод всего один.
ВНИМАНИЕ ! Не коротить вторичную обмотку трансформатора, это приведет к резкому повышению тока в первичной цепи, к перегреву транзисторов, в следствии чего они могут выйти из строя.
Дроссель — тоже был снят от импульсного БП, его при желании можно исключить из схемы, он тут применен в сетевом фильтре.
Предохранитель тоже не обязательно ставить. Термистор — любой (я взял от нерабочего компьютерного блока питания). Термистор сохраняет силовые транзисторы во время бросков напряжения. Половина компонентов этого блока питания можно выпаять из нерабочих компьютерных БП, в том числе и электролитические конденсаторы.
Полевые транзисторы — я ставил мощные силовые ключи серии IRF740 с напряжением 400 Вольт при токе до 10 Ампер, но можно использовать любые другие аналогичные ключи с рабочим напряжением не менее 400 Вольт с током не менее 5 Ампер.
К блоку питанию не желательно добавить дополнительные измерительные приборы, поскольку ток тут не совсем постоянный, стрелочный или электронный Вольтметр могут работать неправильно.Готовое зарядное устройство достаточно компактное и легкое, работает полностью бесшумно и не греется при холостом ходу, обеспечивает достаточно большой выходной ток. Затраты на компоненты минимальны, но на рынке такие ЗУ стоят 50-90$.
cxema.my1.ru
ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО АККУМУЛЯТОРА
Предлагаю схему зарядного устройства на импульсном стабилизаторе с возможностью установки тока и напряжения зарядки аккумулятора. Транзистор греется не сильно и радиатор нужно не большой благодаря ШИМ управлению. Одна из основных деталей это дроссель. От качества его изготовления зависит кпд схемы в целом. При использовании на токи до 10А сердечник можно взять от импульсного бп советского телека 3 усцт.
Для предотвращения намагничивания при больших токах нужно сделать воздушный зазор между половинками сердечника, подбором зазора и настраивают дроссель на максимальное кпд. Количество витков от 10 до 50 в зависимости от конструктивных особенностей. В моем случае использовал сердечник от импульсного блока питания для DVD проигрывателя, зазор порядка 2мм, количество витков - 15, максимальный ток до 3А, но я задействую только до 2А - больше просто не нужно. Использую для зарядки герметичных аккумуляторов на 6 и 12 вольт, а так же пальчиковых аккумуляторов. В принципе можно использовать для зарядки различных аккумуляторов. В зависимости от потребностей соответственно меняется и мощность силового трансформатора.
В качестве диода VD5 перед дросселем L1 можно использовать любые доступные диоды с барьером Шоттки, рассчитанными на ток не менее 10А и напряжение 50В. Для выпрямителя можно использовать любые мощные диоды на ток 10А или диодный мост. Сопротивление шунта в схеме желательно подогнать под требуемое. Диапазон регулировки выходного тока зависит от соотношения сопротивлений резисторов в цепи вывода 15 микросхемы. В нижнем по схеме положении движка переменного резистора регулировки тока напряжение на выводе 15 микросхемы должно совпадать с напряжением на шунте при протекании через него максимального тока. Переменный резистор регулировки тока R3 можно установить с любым номинальным сопротивлением, но потребуется подобрать смежный с ним постоянный резистор R2 для получения необходимого напряжения на выводе 15 микросхемы. Переменный резистор регулировки выходного напряжения R9 также может иметь большой разброс номинального сопротивления 2...100 кОм.
Подбором сопротивления резистора R10 устанавливают верхнюю границу выходного напряжения. Нижняя граница определяется соотношением сопротивлений резисторов R6 и R7, но её нежелательно устанавливать меньше 1 В. Микросхема установлена на небольшой печатной плате 45 х 40 мм, остальные элементы схемы установлены на основание устройства и радиатор. Монтажная схема подключения печатной платы приведена на рисунке справа. В схеме использовался перемотанный силовой трансформатор ТС180, но в зависимости от величины требуемых выходных напряжений и тока мощность трансформатора можно изменить. Это зарядное устройство кроме своего прямого назначения может использоваться и как мощный лабораторный БП с регулируемым ограничением выходного тока.
el-shema.ru
Схема автомобильного зарядного устройства
Как правило, во всех зарядных устройствах, регулировка тока зарядки осуществляется мощным тиристором или транзистором которые установлены на большом радиаторе и занимающие много места и не малые по весу. Соответственно из-за больших нагревов регулирующих элементов уменьшается коэффициент полезного действия и надежность всего узла. В автомобильном зарядном устройстве, которое предлагается в этой статье, эти недостатки устранены.
Схема автомобильного зарядного устройства работающего по принципу импульсного регулятора тока представлена на рисунке ниже.
Генератор импульсов, собранный на двух логических элемента 2И-НЕ (DD1.1 и DD1.2), является собственно блоком управления нашего зарядного. Резистором R3 регулируется скважность импульсов вырабатываемых данным блоком.
Элементы DD1.3 и DD1.4, включенные параллельно, выступают в роли буферного усилителя и инвертора выходного сигнала генератора. А полевой транзистор VT1 это регулятор тока.
При параметрах деталей, которые указаны на схеме, частота вырабатываемых импульсов будет составлять около 13 килогерц.
Принцип регулировки тока зарядки основан на изменении частоты генератора. При увеличении частоты скважность импульсов будет уменьшаться, соответственно будет уменьшаться и ток, протекающий через транзистор и аккумулятор, так как транзистор, будет меньше времени находится в открытом состоянии за период. При уменьшении частоты все наоборот.
В открытом состоянии сопротивление транзистора составляет примерно 0,017 Ом. Но так как он работает в режиме ключа на частоте около 13 килогерц, то при токе зарядки аккумулятора 5 ампер нагрев практически отсутствует. И тепловая мощность, рассеиваемая им в атмосферу, будет всего около 0.55 ватта. Соответственно площадь радиатора будет совсем небольшой, или же вообще можно обойтись без радиатора.
Для надежной работы зарядного устройства трансформатор Т1 должен быть мощностью ни менее 150 ватт, с вторичной обмоткой которая обеспечит 16-17 вольт на сглаживающем конденсаторе С1, и током ни менее 6 ампер. Но еще лучше будет, если использовать так называемый «электронный трансформатор», который применяется с галогенными лампами на 12 вольт. Это транзисторный преобразователь с трансформаторным выходом. Его преимуществом является малый размер и меньшее потребление энергии. Можно использовать широко распространенный трансформатор выпускаемый фирмой «Taschibra», мощностью 150 ватт и напряжением 12 вольт. Но для этого его необходимо немного переделать. Нужно домотать вторичную обмотку. Она у него состоит из 4-х параллельных проводов (жгута), каждый 1 мм, 9 витков. Дополняем вторичку еще тремя витками такого же жгута. Это можно сделать не разбирая ферритовый магнитопровод. После такой доработки, напряжение на конденсаторе C1 повысится до необходимых нам 17 вольт, при нагрузке 5,5 ампер.
Далее после трансформатора стоит диодный мост, собранный из диодов Шоттки. При этом VD1 это два диода в одном корпусе (можно и раздельно), VD2-VD3 дискретные. Все диоды устанавливаются на радиаторе через изолирующую прокладку с теплопроводной пастой.
Транзистор то же устанавливается на радиаторе из меди или алюминия размером 50х50х1 мм.
Амперметр взят от бытового магнитофона советского производства М476/2. Можно установить и любой другой, подобрав при этом шунт.
Конденсатор C1 желательно установить как можно большей емкости на напряжение не ниже 25 вольт. C2 примерно 10МкФ 16 вольт.
Микросхему К561ЛА7 можно заменить импортным аналогом, а транзистор на IRFZ44N.
Данное устройство можно использовать не только как зарядное, но и как регулятор мощности различных нагревательных и осветительных приборов или регулировки частоты вращения коллекторных двигателей. При этом выходное напряжение и ток зависят только от номиналов деталей схемы.
Еще одной особенностью этой схемы является возможность регулировать ток от нуля до максимального, в отличие от многих других схем.
Анекдот:
Внимательно вчитавшись в название "Калгон", я подумал, что оно идеально бы подошло для слабительного.
mikroshema-k.ru
