За нормальних умов експлуатації, електрична системаавтомобіля самодостатня. Йдеться про енергопостачання – зв'язка з генератора, регулятора напруги та акумуляторної батареї, працює синхронно та забезпечує безперебійне живлення всіх систем.
Це теоретично. Насправді, власники автомобілів вносять поправки у цю струнку систему. Або обладнання відмовляється працювати відповідно до встановлених параметрів.
Наприклад:
- Експлуатація акумуляторної батареї, яка вичерпала свій ресурс. Елемент живлення "не тримає" заряд
- Нерегулярні подорожі. Тривалий простий автомобіль (особливо в період «зимової сплячки») призводить до саморозряду АКБ
- Автомобіль використовується в режимі коротких поїздок, із частим глушінням та запуском мотора. АКБ просто не встигає підзарядитися
- Підключення додаткового обладнання підвищує навантаження на АКБ. Найчастіше призводить до підвищеного струму саморозряду при вимкненому двигуні
- Екстремально низька температураприскорює саморозряд
- Несправна паливна система призводить до підвищеного навантаження: автомобіль заводиться не відразу, доводиться довго крутити стартер
- Несправний генератор або регулятор напруги не дозволяє нормально заряджати акумулятор. До цієї проблеми належать зношені силові проводи та поганий контакт у ланцюзі заряду
- І нарешті, ви забули вимкнути головне світло, габарити чи музику в автомобілі. Для повного розряду акумулятора за одну ніч у гаражі іноді досить нещільно закрити двері. Освітлення салону споживає чимало енергії.
Будь-яка з наведених причин призводить до неприємної ситуації:вам треба їхати, а батарея не в змозі провернути стартер. Проблема вирішується зовнішнім підживленням: тобто зарядним пристроєм.
У вкладці чотири перевірені і надійні схеми зарядних пристроїв для автомобіля від простої до найскладнішої. Вибирай будь-яку і вона працюватиме.
Проста схема зарядного пристрою на 12В.
Зарядний пристрій із регулюванням струму заряджання.
Регулювання від 0 до 10А здійснюється зміною затримки відкриття триністора. 
Схема зарядного пристрою для акумулятора із самовідключенням після заряджання.
Для заряду акумуляторів ємністю 45 ампер.
Схема розумного зарядного пристрою, який попередить про неправильне підключення. 
Його зовсім нескладно зібрати своїми руками. Приклад зарядного пристрою з безперебійника.
Неодноразово ми з вами розмовляли про всілякі зарядні пристрої для автомобільного акумулятора на імпульсній основі, сьогодні теж не виняток. А розглянемо ми конструкцію ІІП, який може мати вихідну потужність 350-600 ват, але і це не межа, оскільки потужність за бажання можна підняти до 1300-1500 ват, отже, на такій основі можна спорудити пуско-зарядний пристрій, адже при напрузі 12 -14 Вольт з блоку 1500 Вт можна зняти до 120 Ампер струму! ну зрозуміло
Конструкція привернула мою увагу ще місяць тому, коли на одному із сайтів на очі потрапила статейка. Схема регулятора потужності видалася досить простою, тому вирішив використати цю схему для своєї конструкції, яка особливо проста і не вимагає ніякої налагодження. Схема призначена для заряджання потужних кислотних акумуляторів із ємністю 40-100А/год, реалізована за імпульсною основою. Основною силовою частиною нашого зарядного пристрою є мережевий імпульсний блок живлення з потужністю
Нещодавно вирішив виготовити кілька зарядних пристроїв для автомобільного акумулятора, який збирався продавати на місцевому ринку. В наявності були досить красиві промислові корпуси, варто лише виготовити гарну начинку і всі справи. Але тут зіткнувся із рядами проблем, починаючи від блоку живлення, закінчуючи вузлом управління вихідної напруги. Пішов і купив старий добрий електронний трансформатор типу ташибра (китайський бренд) на 105 Вт і почав переробку.
Досить простий зарядний пристрій автоматичного типу можна реалізувати на мікросхемі LM317, яка являє собою лінійний стабілізатор напруги з регульованою вихідною напругою. Мікросхема може також працювати як стабілізатор струму.
Якісний зарядний пристрій для авто акумулятора, на ринку можна придбати за 50 $, а сьогодні розповім найпростіший спосіб виготовлення такого зарядного пристрою з мінімальними витратами коштів, воно просте і виготовити зможе навіть радіоаматор-початківець.
Конструкцію найпростішого зарядного пристрою для автомобільних акумуляторів можна реалізувати за півгодини з мінімальними витратами, нижче буде описано процес складання такого зарядного пристрою.
У статті розглянуто простий за схемним рішенням зарядний пристрій (ЗУ) для акумуляторів різного класу, призначених для живлення електричних мережавтомобілів, мотоциклів, ліхтарів та ін. ЗУ просте в експлуатації, не вимагає коригування в процесі заряду акумулятора, не боїться коротких замикань, нескладно та дешево у виготовленні.
Нещодавно в інтернеті попалася схема потужного зарядного пристрою для автомобільних акумуляторів зі струмом до 20А. Насправді це потужний регульований блок живлення, зібраний всього на двох транзисторах. Основна перевага схеми - мінімальна кількість компонентів, що використовуються, але самі компоненти досить недешеві, йдеться про транзисторів.
Звичайно у кожного в машині є зарядки в прикурювач для різного роду аксесуарів навігатор, телефон і т.д. Прикурювач природно не без розмірний і тим більше він один (вірніше гніздо прикурювача), а якщо ще й людина курить, то сам прикурювач треба вийняти кудись покласти, а якщо вже треба щось підключити в зарядку то тоді використання прикурювача за прямим призначенням просто неможливо , можна вирішити підключення всякого роду трійників з гніздом як прикурювач, але це якось
Нещодавно спала на думку ідея зібрати автомобільний зарядний пристрій на базі дешевих китайських БП з ціною 5-10$. У магазинах електроніки зараз можна знайти такі блоки, які призначені для запиту світлодіодних стрічок. Оскільки такі стрічки живляться від 12 Вольт, отже вихідна напруга блоку живлення теж у межах 12 Вольт
Подаю конструкцію нескладного DC-DC перетворювача, який дозволить вам зарядити мобільний телефон, планшетний комп'ютер або будь-яке інше портативний пристрійвід автомобільної бортової мережі 12 Вольт. Серцем схеми є спеціалізована мікросхема 34063api, розроблена спеціально для таких цілей.
Після статті зарядного пристрою з електронного трансформатора на мою електронну адресу надійшло багато листів, з проханням пояснити і розповісти - як умощувати схему електронного трансформатора, і щоб не писати кожному користувачеві окремо, вирішив надрукувати цю статтю, де я розповім про ті основні вузли, які потрібно переробитиме для збільшення вихідної потужності електронного трансформатора.
Автовласники часто стикаються з проблемою розряду акумулятора. Якщо це відбувається далеко від СТО, автомагазинів та АЗС, можна з доступних деталей самостійно виготовити пристрій заряду акумуляторної батареї. Розглянемо, як зробити зарядний пристрій для автомобільного акумулятора своїми руками, маючи мінімальні знання електромонтажних робіт.
Такий пристрій краще використовувати лише в критичних ситуаціях. Однак, якщо ви знайомі з електротехнікою, правилами електро- та пожежної безпеки, маєте навички електровимірювань та монтажних робіт, саморобний зарядний пристрій цілком може замінити заводський блок.
Причини та ознаки розряду АКБ
У процесі експлуатації акумуляторної батареї під час роботи двигуна йде постійний підзаряд АКБ від генератора автомобіля. Перевірити процес заряду можна, підключивши до клем акумулятора мультиметр під час заведеного двигуна, вимірюючи напругу зарядки автомобільного акумулятора. Заряд вважається нормальним, якщо напруга на клемах становить від 13,5 до 14,5 Вольт.
Для повного заряду потрібно проїхати на авто щонайменше 30 кілометрів або приблизно півгодини у міському ритмі руху.
Напруга нормально зарядженого акумулятора під час стоянки має бути не менше 12,5 Вольта. У випадку, якщо напруга менше 11,5 Вольта, двигун авто може не запуститися під час старту. Причини розряду акумулятора:
- АКБ має значний знос ( більше 5-ти років експлуатації);
- неправильна експлуатація акумулятора, що призводить до сульфатації пластин;
- тривала стоянка траспортного засобу, особливо в холодну пору року;
- міський ритм руху авто з частими зупинками, коли АКБ не встигає достатньо зарядитись;
- невимкнені електроприлади автомобіля під час стоянки;
- пошкодження електропроводки та обладнання автомобіля;
- витоку по електроланцюжках.
Багато автовласників у комплекті бортового інструменту не мають засобів для вимірювання напруги АКБ ( вольтметр, мультиметр, пробник, сканер). У такому разі можна керуватися непрямими ознаками розряду АКБ:
- тьмяне свічення лампочок на панелі при включенні запалювання;
- відсутність обертання стартера під час запуску двигуна;
- гучні клацання в районі стартера, згасання лампочок на панелі при запуску;
- повна відсутність реакції автомобіля на включення запалювання.
З появою перелічених ознак насамперед необхідно перевірити клеми АКБ, за необхідності їх почистити і піджати. У холодну пору року можна спробувати занести акумуляторну батарею на тепле приміщення і його прогріти.
Можна спробувати "прикурити" авто від іншого автомобіля. Якщо ці методи не допомагають або неможливі, доводиться користуватися зарядним пристроєм.
Універсальний зарядний пристрій своїми руками. Відео:
Принцип дії
Більшість пристроїв заряджають АКБ постійними чи імпульсними струмами. Скільки ампер потрібно зарядити автомобільний акумулятор? Струм заряду вибирають рівним однієї десятої від ємності акумуляторної батареї. При ємності 100 А*год струм зарядки автомобільного акумулятора буде 10 Ампер. АКБ доведеться заряджати близько 10 години до повного заряду.
Заряджання акумулятора авто великими струмами може призвести до процесу сульфатації. Щоб цього уникнути, краще проводити заряд АКБ малими струмами, але триваліший час.
Імпульсні пристрої значно зменшують ефект сульфатації. Деякі імпульсні зарядні пристрої мають режим десульфатації, що дозволяє відновлювати працездатність АКБ. Він полягає в послідовному заряді-розряді імпульсними струмами за спеціальним алгоритмом.
Заряджаючи акумулятор, не можна перезарядити. Він може призвести до закипання електроліту, сульфатації пластин. Необхідно, щоб пристрій мав власну систему контролю, вимірювання параметрів та аварійного відключення.
Починаючи з 2000-х, на автомобілі стали встановлювати спеціальні типи акумуляторних батарей: AGM і гелеві. Заряджання автомобільного акумулятора такого типу відрізняється від звичайного режиму.
Як правило, він є триетапним. До певного рівня заряд іде великим струмом. Потім струм зменшується. Остаточний заряд відбувається ще меншими імпульсними струмами.
Заряджання автомобільного акумулятора в домашніх умовах
Часто у водійській практиці виникає ситуація, коли поставивши машину біля будинку ввечері, вранці виявляється, що АКБ розряджений. Що можна зробити в такій ситуації, коли під рукою немає паяльника, ніяких деталей, а треба завестися?
Зазвичай, на акумуляторі залишилася невелика ємність, його просто необхідно трохи «підтягнути», щоб заряду вистачило для запуску двигуна. У цьому випадку може допомогти блок живлення від якоїсь побутової або оргтехніки, наприклад, ноутбука.
Заряджання від блока живлення ноутбука
Напруга, яка виробляє блок живлення ноутбука зазвичай 19 Вольт, струм до 10 Ампер. Цього вистачає, щоб зарядити АКБ. Але безпосередньо підключати блок живлення до акумулятора НЕ МОЖНА. Необхідно послідовно в ланцюг заряду включити опір, що обмежує. Як нього можна взяти автомобільну електролампочку, краще для освітлення салону. Її можна придбати на найближчій автозаправці.
Зазвичай середній контакт роз'єму позитивний. До нього підключається лампочка. До другого висновку лампочки підключається + АКБ.
Негативна клема підключається до негативного виведення блоку живлення. На блоці живлення зазвичай є шильдочка, що показує полярність гнізда. Пари годинника зарядки таким методом достатньо, щоб запустити двигун.
Схема простого зарядного пристрою автомобільного акумулятора.
Заряд від побутової мережі
Більше екстремальний метод зарядки – безпосередньо від побутової мережі. Його застосовують лише у критичній ситуації, використовуючи максимальні заходи електробезпеки. Для цього знадобиться освітлювальна лампа ( не енергозберігаюча).
Можна замість неї використати електроплитку. Також необхідно придбати випрямний діод. Такий діод можна "запозичити" з несправної енергозберігаючої лампи. На цей час напруга, що подається в квартиру, краще знеструмити. Схема представлена малюнку.
Струм заряду при потужності лампи 100 Ватт буде приблизно 0,5 А. За ніч АКБ зарядиться всього на кілька ампер-годин, але цього може вистачити для запуску. Якщо з'єднати паралельно три лампи, то АКБ зарядиться втричі більше. Якщо замість лампочки підключити електроплитку ( на найменшій потужності), той час заряду суттєво зменшиться, але це дуже небезпечно. До того ж може пробитися діод, тоді можливе замикання АКБ. Методи заряду від 220 В небезпечні.
Заряджання для автомобільних акумуляторів своїми руками. Відео:
Саморобний зарядний пристрій автомобільного акумулятора
Перед тим як зробити зарядний пристрій автомобільного акумулятора, слід оцінити свій досвід електромонтажних робіт, знання з електротехніки, на підставі цього приступити до вибору схеми зарядного пристрою автомобільного акумулятора.
Можна подивитися в гаражі, можливо є старі пристрої або блоки. Для пристрою підходить блок живлення від старого комп'ютера. У ньому є майже все:
- роз'єм 220 В;
- вимикач живлення;
- електросхема;
- вентилятор охолодження;
- висновки підключення.
Напруги на ньому стандартні: +5, -12 і +12 Вольт. Для заряду АКБ краще використовувати провід +12 Вольт, 2 Ампера. Вихідну напругу необхідно підняти рівня +14,5 – +15,0 Вольт. Зазвичай це вдається зробити, змінивши номінал опору ланцюга зворотного зв'язку ( близько 1 кілоОму).
Обмежуючий опір можна ставити, електронна схема самостійно відрегулює струм заряду не більше 2 Ампер. Неважко підрахувати, що з повного заряду АКБ 50 А*ч потрібно близько доби. Зовнішній виглядпристрої.
Можна підібрати або купити на блошиному ринку мережевий трансформатор з напругою вторинної обмотки від 15 до 30 Вольт. Такі застосовувалися у старих телевізорах.
Трансформаторні пристрої
Найпростіша схема пристрою із трансформатором.
Її недоліком є необхідність обмеження струму у вихідному ланцюзі та пов'язані з цим великі втрати потужності та нагрівання резисторів. Тому регулювання струму використовують конденсатори.
Теоретично, розрахувавши номінал конденсатора, можна використовувати силовий трансформатор, як показано на схемі.
При покупці конденсаторів слід вибирати відповідний номінал з напругою 400 і більше.
У практиці більшого застосування отримали пристрої з регулюванням струму.
Можна вибрати схеми саморядних зарядних пристроїв для автомобільного акумулятора. Вони складніші схемотехнічно, вимагають певних навичок при монтажі. Тому, якщо ви не маєте спеціальних навичок, краще купити заводський блок.
Імпульсні зарядні пристрої
Імпульсні зарядні пристрої мають ряд переваг:
Принцип дії імпульсних пристроїв заснований на перетворенні змінної напруги побутової електромережі на постійне за допомогою діодної збірки VD8. Потім постійна напруга перетворюється на імпульси високої частоти та амплітуди. Імпульсний трансформатор Т1 знову перетворює сигнал на постійну напругу, яке заряджає акумулятор.
Оскільки зворотне перетворення ведеться високої частоті, то габарити трансформатора значно менше. Зворотний зв'язок, необхідний контролю параметрів заряду, забезпечується оптроном U1.
Незважаючи на складність пристрою, при правильному складанні блок починає працювати без додаткового регулювання. Такий пристрій забезпечує струм заряду до 10 ампер.
При заряді АКБ за допомогою саморобного пристроюнеобхідно:
- будову та АКБ розташовувати на токонепровідній поверхні;
- дотримуватись вимог електробезпеки ( застосовувати рукавички, гумовий килимок, інструмент з електроізоляційним покриттям);
- не залишати надовго увімкнений зарядний пристрій без контролю, стежити за напругою та температурою АКБ, зарядним струмом.
Хто не стикався у своїй практиці з необхідністю зарядки батареї і, розчарувавшись без зарядного пристрою з необхідними параметрами, змушений був набувати нового ЗУ в магазині, або збирати знову потрібну схему?
Ось і мені неодноразово доводилося вирішувати проблему зарядки різних акумуляторних батарей, коли під рукою не виявлялося відповідного ЗП. Доводилося нашвидкуруч збирати щось просте, стосовно конкретного акумулятора.
Ситуація була терпимою до того моменту, поки не виникла потреба в масовій підготовці та, відповідно, зарядці батарей. Знадобилося виготовити кілька універсальних ЗУ - недорогих, що працюють у широкому діапазоні вхідних та вихідних напруг та зарядних струмів.
Пропоновані нижче схеми ЗУ були розроблені для заряджання літій-іонних акумуляторів, але існує можливість заряджання та інших типів акумуляторів та складових батарей (із застосуванням однотипних елементів, далі - АБ).
Усі представлені схеми мають такі основні параметри:
вхідна напруга 15-24;
струм заряду (регульований) до 4 А;
вихідна напруга (регульована) 0,7 - 18 (при Uвх = 19В).
Всі схеми були спрямовані на роботу з блоками живлення від ноутбуків або на роботу з іншими БП з вихідними напругами постійного струму від 15 до 24 Вольт і побудовані на поширених компонентах, які присутні на платах старих комп'ютерних БП, БП інших пристроїв, ноутбуків та ін.
Схема ЗУ №1 (TL494)
ЗУ на схемі 1 є потужним генератором імпульсів, що працює в діапазоні від десятків до пари тисяч герц (частота варіювалася при дослідженнях), з шириною регульованої імпульсів.
Зарядка АБ здійснюється імпульсами струму, обмеженого зворотним зв'язком, утвореної датчиком струму R10, включеним між загальним проводом схеми та витоком ключа на польовому транзисторі VT2 (IRF3205), фільтром R9C2, виведенням 1, є «прямим» входом одного з підсилювачів помилки мікросхеми TL494.
На інверсний вхід (висновок 2) цього ж підсилювача помилки подається регульоване за допомогою змінного резистора PR1, напруга порівняння з вбудованого в мікросхему джерела опорної напруги (ІОН - висновок 14), що змінює різницю потенціалів між входами підсилювача помилки.
Як тільки величина напруги на R10 перевищить значення напруги (встановленого змінним резистором PR1) на виведенні 2 мікросхеми TL494, зарядний імпульс струму буде перерваний і відновлений знову лише при наступному такті імпульсної послідовності, що виробляється генератором мікросхеми.
Регулюючи таким чином ширину імпульсів на затворі транзистора VT2, керуємо струмом заряджання АБ.
Транзистор VT1, включений паралельно затвору потужного ключа, забезпечує необхідну швидкість розрядки ємності затвора останнього, запобігаючи «плавне» замикання VT2. При цьому амплітуда вихідної напруги за відсутності АБ (або іншого навантаження) практично дорівнює вхідної напруги живлення.
При активному навантаженні вихідна напруга визначатиметься струмом через навантаження (її опором), що дозволить використовувати цю схему як драйвер струму.
При заряді АБ напруга на виході ключа (а, значить, і на самій АБ) протягом часу буде прагнути в зростанні до величини, що визначається вхідною напругою (теоретично) і цього, звичайно, допустити не можна, знаючи, що величина напруги літієвого акумулятора, що заряджається бути обмежена лише на рівні 4,1 У (4,2 У). Тому в ЗУ застосована схема порогового пристрою, що представляє собою тригер Шмітта (тут і далі - ТШ) на ОУ КР140УД608 (IC1) або на будь-якому іншому ОУ.
При досягненні необхідного значення напруги на АБ, при якому потенціали на прямому та інверсному входах (висновки 3, 2 - відповідно) IC1 зрівняються, на виході ОУ з'явиться високий логічний рівень (практично рівний вхідному напрузі), змусивши запалитися світлодіод індикації закінчення зарядки HL2 і світлодіод оптрона VH1, який відкриє власний транзистор, що блокує подачу імпульсів на вихід U1. Ключ на VT2 закриється, заряд АБ припиниться.
По закінченні заряду АБ він почне розряджатися через вбудований VT2 зворотний діод, який виявиться прямовключеним по відношенню до АБ і струм розряду складе приблизно 15-25 мА з урахуванням розряду також через елементи схеми ТШ. Якщо ця обставина комусь здасться критичним, у розрив між стоком та негативним висновком АБ слід поставити потужний діод (краще з малим прямим падінням напруги).
Гістерезис ТШ у цьому варіанті ЗУ обраний таким, що заряд знову почнеться при зниженні величини напруги на АБ до 3,9 Ст.
Це ЗУ можна використовувати і для заряду послідовно з'єднаних літієвих (і не лише) АБ. Достатньо відкалібрувати за допомогою змінного резистора PR3 необхідний поріг спрацьовування.
Так, наприклад, ЗУ, зібраний за схемою 1, функціонує з трисекційною послідовною АБ від ноутбука, що складається з здвоєних елементів, яка була змонтована замість нікель-кадмієвої АБ шуруповерта.
БП від ноутбука (19В/4,7А) підключений до ЗУ, зібраного в штатному корпусі ЗУ шуруповерта замість оригінальної схеми. Зарядний струм «нової» АБ становить 2 А. При цьому транзистор VT2, працюючи без радіатора, нагрівається до температури 40-42 С в максимумі.
ЗУ відключається, звичайно, при досягненні напруги на АБ = 12,3В.
Гістерезис ТШ при зміні порога спрацьовування залишається колишнім у відсотковому відношенні. Тобто, якщо при напрузі відключення 4,1, повторне включення ЗУ відбувалося при зниженні напруги 3,9 В, то в даному випадку повторне включення ЗУ відбувається при зниженні напруги на АБ до 11,7 В. Але при необхідності глибину гістерезису можна змінити.
Калібрування порога та гістерези зарядного пристрою
Калібрування відбувається під час використання зовнішнього регулятора напруги (лабораторного БП).Виставляється верхній поріг спрацьовування ТШ.
1. Від'єднуємо верхній вихід PR3 від схеми ЗУ.
2. Підключаємо «мінус» лабораторного БП (далі скрізь ЛШП) до мінусової клеми для АБ (самої АБ у схемі під час налаштування не повинно бути), «плюс» ЛШП - до плюсової клеми для АБ.
3. Включаємо ЗУ та ЛШП та виставляємо необхідну напругу (12,3 В, наприклад).
4. Якщо горить індикація закінчення заряду, обертаємо двигун PR3 вниз (за схемою) до гасіння індикації (HL2).
5. Повільно обертаємо двигун PR3 догори (за схемою) до запалювання індикації.
6. Повільно знижуємо рівень напруги на виході ЛШП і відстежуємо значення, у якому індикація знову згасне.
7. Перевіряємо рівень спрацьовування верхнього порога вкотре. Добре. Можна налаштувати гістерезис, якщо не влаштував рівень напруги, що включає ЗП.
8. Якщо гістерезис занадто глибокий (включення ЗУ відбувається за занадто низького рівня напруги - нижче, наприклад, рівня розряду АБ, викручуємо двигун PR4 вліво (за схемою) або навпаки, - при недостатній глибині гістерезису, - вправо (за схемою). глибини гістерези рівень порога може зміститися на пару десятих часток вольта.
9. Зробіть контрольний прогін, піднімаючи та опускаючи рівень напруги на виході ЛШП.
Налаштування струмового режиму ще простіше.
1. Відключаємо поріг будь-якими доступними (але безпечними) способами: наприклад, «посадивши» двигун PR3 на загальний провід пристрою або «закорочуючи» світлодіод оптрона.
2. Замість АБ підключаємо до виходу ЗУ навантаження у вигляді 12-вольтової лампочки (наприклад, я використав для налаштування пару 12V ламп на 20 Вт).
3. Амперметр включаємо у розрив будь-якого з дротів живлення на вході ЗУ.
4. Встановлюємо на мінімум двигун PR1 (максимально вліво за схемою).
5. Включаємо ЗУ. Плавно обертаємо ручку регулювання PR1 у бік зростання струму до отримання необхідного значення.
Можете спробувати змінити опір навантаження у бік менших значень її опору, приєднавши паралельно, скажімо, ще одну таку ж лампу або навіть "закоротити" вихід ЗП. Струм при цьому не повинен значно змінитися.
У процесі випробувань пристрою з'ясувалося, що частоти в діапазоні 100-700 Гц виявилися оптимальними для цієї схеми за умови використання IRF3205, IRF3710 (мінімальне нагрівання). Так як TL494 неповно використовується в цій схемі, вільний підсилювач помилки мікросхеми можна використовувати, наприклад, для роботи з датчиком температури.
Слід мати на увазі і те, що при неправильному компонуванні навіть правильно зібраний імпульсний пристрій працюватиме некоректно. Тому не слід нехтувати досвідом складання силових імпульсних пристроїв, описаному в літературі неодноразово, а саме: всі однойменні «силові» з'єднання слід розташовувати на найкоротшій відстані один до одного (в ідеалі - в одній точці). Так, наприклад, точки з'єднання такі, як колектор VT1, висновки резисторів R6, R10 (точки з'єднання із загальним проводом схеми), висновок 7 U1 - об'єднати практично в одній точці або за допомогою прямого короткого і широкого провідника (шини). Те саме стосується і стоку VT2, висновок якого слід «повісити» безпосередньо на клему "-" АБ. Висновки IC1 також повинні бути в безпосередній «електричній» близькості до клем АБ.
Схема ЗУ №2 (TL494)
Схема 2 не сильно відрізняється від схеми 1, але якщо попередня версія ЗУ була придумана для роботи з АБ шуруповерта, то ЗУ на схемі 2 замислювалося як універсальне, малогабаритне (без зайвих елементів налаштування), розраховане для роботи як зі складовими, послідовно включеними елементами числом до 3-х, і з одиночними.
Як видно, для швидкої зміни струмового режиму та роботи з різною кількістю послідовно з'єднаних елементів, введені фіксовані налаштування з підстроювальними резисторами PR1-PR3 (установка струму), PR5-PR7 (установка порога закінчення зарядки для різної кількості елементів) та перемикачів SA1 (вибір струму зарядки) та SA2 (вибір кількості заряджуваних елементів АБ).
Перемикачі мають два напрями, де другі їх секції перемикають світлодіоди індикації вибору режиму.
Ще одна відмінність від попереднього пристрою - використання другого підсилювача помилки TL494 як пороговий елемент (включений за схемою ТШ), що визначає закінчення зарядки АБ.
Ну, і, звичайно, як ключ використаний транзистор р-провідності, що спростило повне використання TL494 без застосування додаткових компонентів.
Методика налаштування порогів закінчення зарядки та струмових режимів така сама, як і для налаштування попередньої версії ЗП. Зрозуміло, для різної кількості елементів поріг спрацьовування змінюватиметься кратно.
При випробуванні цієї схеми було помічено сильніше нагрівання ключа на транзистори VT2 (при макетуванні використовую транзистори без радіатора). З цієї причини слід використовувати інший транзистор (якого у мене просто не виявилося) відповідної провідності, але з кращими струмовими параметрами і меншим опором відкритого каналу, або подвоїти кількість зазначених у схемі транзисторів, включивши їх паралельно з роздільними резисторами затворами.
Використання зазначених транзисторів (в «одиночному» варіанті) не критично в більшості випадків, але в даному випадку розміщення компонентів пристрою планується в малогабаритному корпусі з використанням малого радіаторів або зовсім без радіаторів.
Схема ЗУ №3 (TL494)
У ЗУ на схемі 3 додано автоматичне вимкненняАБ від ЗУ із перемиканням на навантаження. Це зручно для перевірки та дослідження невідомих АБ. Гістерезис ТШ для роботи з розрядом АБ слід збільшити до нижнього порогу (на включення ЗП), що дорівнює повному розряду АБ (2,8-3,0 В).
Схема ЗУ №3а (TL494)
Схема 3а – як варіант схеми 3.
Схема ЗУ №4 (TL494)
ЗУ на схемі 4 не складніше попередніх пристроїв, але відмінність від попередніх схем у тому, що АБ тут заряджається постійним струмом, а саме ЗУ є стабілізованим регулятором струму та напруги і може бути використане як модуль лабораторного джерела живлення, класично побудованого за «даташитовським» канонів.
Такий модуль завжди стане в нагоді для стендових випробувань як АБ, так і інших пристроїв. Має сенс використання вбудованих приладів (вольтметр, амперметр). Формули розрахунку накопичувальних та завадових дроселів описані в літературі. Скажу лише, що використовував готові різні дроселі (з діапазоном зазначених індуктивностей) при випробуваннях, експериментуючи з частотою ШІМ від 20 до 90 кГц. Особливої різниці в роботі регулятора (в діапазоні вихідних напруг 2-18 В та струмів 0-4 А) не помітив: незначні зміни у нагріванні ключа (без радіатора) мене цілком влаштовували. ККД, однак, вищий при використанні менших індуктивностей.
Найкраще регулятор працював із двома послідовно з'єднаними дроселями 22 мкГн у квадратних броньових сердечниках від перетворювачів, інтегрованих у материнські плати ноутбуків.
Схема ЗУ №5 (MC34063)
На схемі 5 варіант ШІ-регулятора з регулюванням струму та напруги виконана на мікросхемі ШІМ/ЧИМ MC34063 з «доважкою» на ОУ CA3130 (можливе використання інших ОУ), за допомогою якого здійснюється регулювання та стабілізація струму.
Така модифікація дещо розширила можливості MC34063 на відміну від класичного включення мікросхеми, дозволивши реалізувати функцію плавного регулювання струму.
Схема ЗУ №6 (UC3843)
На схемі 6 варіант ШІ-регулятора виконаний на мікросхемі UC3843 (U1), ОУ CA3130 (IC1), оптроне LTV817. Регулювання струму в цьому варіанті ЗУ здійснюється за допомогою змінного резистора PR1 по входу струмового підсилювача мікросхеми U1, вихідна напруга регулюється за допомогою PR2 інвертуючого входу IC1.
На «прямому» вході ОУ є «зворотна» опорна напруга. Тобто, регулювання проводиться щодо "+" харчування.
У схемах 5 і 6 при експериментах використовувалися ті ж набори компонентів (включаючи дроселі). За результатами випробувань усі перелічені схеми мало чим поступаються один одному в заявленому діапазоні параметрів (частота/струм/напруга). Тому схема з меншою кількістю компонентів краще для повторення.
Схема ЗУ №7 (TL494)
ЗУ на схемі 7 замислювалося, як стендовий пристрій з максимальною функціональністю, тому за обсягом схеми і за кількістю регулювань обмежень не було. Даний варіант ЗУ також виконаний на базі ШІ-регулятора струму і напруги, як і варіант на схемі 4.
У схему введено додатково режими.
1. «Калібрування – заряд» – для попередньої установки порогів напруги закінчення та повтору зарядки від додаткового аналогового регулятора.
2. "Скидання" - для скидання ЗУ в режим заряду.
3. "Струм - буфер" - для переведення регулятора в струмовий або буферний (обмеження вихідної напруги регулятора в спільному живленні пристрою напругою АБ та регулятора) режим заряду.
Застосовується реле для комутації батареї з режиму заряду в режим навантаження.
Робота із ЗУ аналогічна роботі з попередніми пристроями. Калібрування здійснюється переведенням тумблера в режим «калібрування». При цьому контакт тумблера S1 підключає граничний пристрій і вольтметр до виходу інтегрального регулятора IC2. Виставивши необхідну напругу для майбутньої зарядки конкретної АБ на виході IC2, за допомогою PR3 (плавно обертаючи) домагаються запалення світлодіода HL2 і, відповідно, спрацьовування реле К1. Зменшуючи напругу на виході IC2, домагаються гасіння HL2. В обох випадках контроль здійснюється вбудованим вольтметром. Після встановлення параметрів спрацьовування ПУ тумблер переводиться в режим заряду.
Схема №8
Застосування калібрувального джерела напруги можна уникнути, використовуючи для калібрування власне ЗП. У цьому випадку слід відв'язати вихід ТШ від ШІ-регулятора, запобігши його вимкненню при закінченні заряду АБ, що визначається параметрами ТШ. АБ так чи інакше буде відключено від ЗП контактами реле К1. Зміни цього випадку показані на схемі 8.
У режимі калібрування тумблер S1 відключає реле від плюса джерела живлення для запобігання недоречним спрацьовуванням. У цьому працює індикація спрацьовування ТШ.
Тумблер S2 здійснює (за потреби) примусове включення реле К1 (тільки при відключеному режимі калібрування). Контакт К1.2 необхідний зміни полярності амперметра при перемиканні батареї на навантаження.
Таким чином, однополярний амперметр контролюватиме і струм навантаження. За наявності двополярного приладу цей контакт можна виключити.
Конструкція зарядного пристрою
У конструкціях бажано як змінні та підстроювальні резистори використання багатооборотних потенціометрівщоб уникнути мук при установці необхідних параметрів.
Варіанти конструктиву наведено на фото. Схеми розпаювалися на перфорованих макетних платах експромтом. Вся начинка змонтована в корпусах від ноутбуків БП.
У конструкціях використовувалися (вони ж використовувалися і як амперметри після невеликого доопрацювання).
На корпусах змонтовано гнізда для зовнішнього підключення АБ, навантаження, джек для підключення зовнішнього БП (від ноутбука).
Сконструював кілька, різних за функціоналом та елементною базою, цифрових вимірювачів тривалості імпульсів.
Понад 30 рацпропозицій щодо модернізації вузлів різного профільного обладнання, в т.ч. - електроживлення. З давніх-давен все більше займаюся силовою автоматикою та електронікою.
Чому я тут? Та тому, що тут усі – такі ж, як я. Тут багато для мене цікавого, оскільки я не сильний в аудіотехніці, а хотілося б мати більший досвід саме в цьому напрямі.
Читацьке голосування
Статтю схвалили 77 читачів.
Для участі у голосуванні зареєструйтесь та увійдіть на сайт із вашими логіном та паролем.Автомобільну бортову мережу до тих пір, поки силова установка не запуститься живить акумулятор. Але сама вона електричної енергії не виробляє. Акумулятор легко є вмістищем електроенергії, яка зберігається в ньому і при необхідності віддається споживачам. Після цього витрачена енергія відновлюється за рахунок роботи генератора, який її виробляє.
Але навіть постійна заряджання АКБ від генератора не здатна повністю відновлювати витрачену енергію. І тому періодично потрібна зарядка від зовнішнього джерела, а чи не генератора.
Конструкція та принцип роботи зарядного пристрою
Для використання використовуються зарядні пристрої. Дані прилади працюють від мережі 220 В. Насправді зарядний пристрій є звичайним перетворювачем електричної енергії.
Він бере змінний струм мережі 220 В, знижує його і перетворює на постійний струм напругою до 14 В, тобто до напруги, яку видає сам АКБ.
Зараз виробляється велика кількість різноманітних зарядних пристроїв - від примітивних і найпростіших до приладів з великою кількістю додаткових функцій.
Продаються і зарядні пристрої, які крім можливої підзарядки АКБ, встановленої на авто, можуть зробити запуск силової установки. Такі пристрої називаються зарядно-пусковими.
Є й автономні зарядно-пускові прилади, які можуть підзарядити АКБ або запустити мотор без підключення самого пристрою до мережі 220 В. Усередині такого приладу крім обладнання, що перетворює електричну енергію, є ще й, що і робить такий прилад автономним, хоча батареї приладу теж після кожної віддачі електроенергії потрібно заряджання.
Відео: Як зробити найпростіший зарядний пристрій
Що стосується звичайних зарядних пристроїв, то найпростіше складається всього з декількох елементів. Основним елементом такого пристрою є понижувальний трансформатор. У ньому проводиться зниження напруги з 220 до 13,8 В, які є оптимальними для зарядки АКБ. Однак трансформатор тільки знижує напругу, а ось перетворення його зі змінного струму на постійний виконується іншим елементом пристрою – діодним мостом, який здійснює випрямлення струму та поділ його на позитивний та негативний полюси.
За діодним мостом зазвичай у схему включено амперметр, який показує силу струму. У найпростішому пристрої використовується стрілочний амперметр. У більш дорогих приладах він може бути цифровим, також крім амперметра може бути вбудований і вольтметр. У деяких зарядних пристроях існує можливість вибору напруги, наприклад, можна заряджати як 12-вольтові АКБ, так і 6-вольтові.
Від діодного мосту виходять дроти з «плюсовою» та «мінусовою» клемами, якими і здійснюється підключення приладу до акумулятора.
Все це укладено в корпус, з якого виходить провід з вилкою для підключення до мережі, та дроти з клемами. Щоб убезпечити всю схему від можливого пошкодження, до неї увімкнений плавкий запобіжник.
Загалом це і вся схема простого зарядного пристрою. Виконати зарядку акумулятора порівняно просто. До розрядженої батареї підключаються клеми приладу, при цьому важливо не переплутати полюси. Потім пристрій підключається до мережі.
На самому початку зарядки прилад подаватиме напругу з силою струму в 6-8 ампер, але в міру зарядки сила струму буде зменшуватися. Все це відображатиметься на амперметрі. Якщо батарея повністю зарядиться, стрілка амперметра опуститься до нуля. Це і є весь процес заряджання акумулятора.
Простота схеми зарядного пристрою забезпечує можливість його самостійного виготовлення.
Самостійне виготовлення автомобільного зарядного пристрою
Тепер розглянемо найпростіші зарядні пристрої, які можна зробити самому. Першим буде пристрій, який по принципової схемидуже подібно до описаного.
На схемі позначено:
S1 – вимикач живлення (тумблер);
FU1 – запобіжник на 1А;
T1 – трансформатор ТН44;
D1-D4 – діоди Д242;
C1 - конденсатор 4000 мкФ, 25 В;
A – амперметр на 10А.
Отже, виготовлення саморобного зарядного пристрою знадобиться понижувальний трансформатор ТС-180-2. Такі трансформатори використовувалися на старих лампових телевізорах. Його особливістю є наявність двох первинних та вторинних обмоток. При цьому кожна їх вторинних обмоток на виході має по 6,4 і 4,7 А. Тому щоб домогтися необхідних для зарядки АКБ 12,8, на які здатний цей трансформатор, потрібно зробити послідовне з'єднання цих обмоток. Для цього використовується короткий провід із перетином не менше 2,5 мм. кв. перемичкою з'єднується як вторинні обмотки, а й первинні.
Відео: Найпростіший зарядний пристрій для АКБ
Далі буде потрібна наявність діодного мосту. Для його створення беруться 4 діоди, розраховані на силу струму не менше 10 А. Ці діоди можна закріпити на текстолітовій пластині, а потім зробити правильне їх з'єднання. До вихідних діодів приєднуються дроти, які пристрій і підключатиметься до АКБ. На цьому збирання приладу можна вважати завершеним.
Тепер про правильність процесу заряджання. При підключенні пристрою до акумулятора не можна переплутувати полярність, інакше можна вивести з ладу батарею і прилад.
При підключенні до АКБ пристрій повинен бути повністю знеструмлений. Вмикати його в мережу можна лише після підключення до батареї. Відключати від батареї його слід після відключення від мережі.
Сильно розряджену батарею не можна підключати до приладу без засобу, що знижує напругу та силу струму, інакше прилад на АКБ подаватиме струм високої сили, який може зашкодити батареї. Як знижувальний засіб може виступати звичайна 12-вольтова лампа, яка приєднується до вивідних клем перед АКБ. Лампа при роботі пристрою горітиме, тим самим частково забираючи на себе напругу і струм. Згодом після часткової зарядки батареї лампу з ланцюга можна виключити.
При зарядці періодично потрібно перевіряти ступінь заряджання батареї, для чого можна скористатися мультиметром, вольтметром або вилкою навантаження.
Повністю заряджена батарея при перевірці на ній напруги повинна показувати не менше 12,8 В, якщо значення нижче – потрібна подальша зарядка для доведення цього показника до потрібного рівня.
Відео: Зарядний пристрій для автомобільного акумулятора своїми руками
Оскільки ця схема не має захисного корпусу, не варто залишати пристрій без нагляду під час роботи.
І нехай цей прилад не забезпечує оптимальні 13,8 В на виході, але для підзарядки акумулятора цілком годиться, хоча приблизно через два роки користування батареєю все ж таки знадобиться виконати її зарядку заводським пристроєм, що забезпечує все оптимальні параметридля заряджання батареї.
Безтрансформаторний зарядний пристрій
Цікавою за конструкцією є схема саморобного пристрою, який не має трансформатора. Його роль у даному пристроївиконує набір конденсаторів, розрахованих на напругу 250 В. Таких конденсаторів має бути не менше 4. Самі конденсатори підключаються паралельно.
До набору конденсаторів паралельно підключається резистор, призначений для гасіння залишкової напруги після вимкнення приладу від мережі.
Далі буде потрібно діодний міст для роботи з допустимим струмом не менше 6 А. Він підключається до схеми після набору конденсаторів. А далі вже до нього приєднуються дроти, якими пристрій підключатиметься до АКБ.
