Меню

Схемы без трансформаторных зарядных устройств

Электрик в доме

Рубрики

Свежие записи

Свежие комментарии

Схемы бестрансформаторных зарядных устройств

Автор: admin, 07 Дек 2013

korpus-zarjadnogo-ustrojstva

На сегодняшний день, все большее распространение получают аккумуляторы Д — 026, НКГЦ 0,45 и прочие, которые применяются в самых разнообразных конструкциях, в качестве ЭП (элементов питания). Рассмотрим несколько схем бестрансформаторных зарядных устройств для этих аккумуляторов.

Первая схема зарядного устройства

Для зарядки используется специальное, бестрансформаторное зарядное устройство, позволяющее одновременно заряжать 4 аккумулятора типа Д — 0,26. Зарядка производится током 5 мА, а продолжительность её составляет около 14 часов.

bestransformatornoe-zarjadnoe-ustrojstvo1

Бестрансформаторное зарядное устройство

На схеме обозначено:

  • С1, С2 — конденсаторы К73-17В 0,22 мкФ, 400 В
  • R1 — резистор С2-23, 0,25 Вт, 470 кОм
  • R2 — резистор С2-23, 1 Вт, 200 Ом
  • R3 — резистор С2-23, 0,25Вт, 82 Ом
  • D1 — диодная матрица КЦ407А
  • D2 — стабилитрон КЦ468А
  • D3 — диод КД102А
  • L1 — светодиод АЛ307Б

Данное устройство является малогабаритным и достаточно простым. Применяемые конденсаторы С1, С2, реактивное сопротивление которых гасит избыточное напряжение 220 В, поступающее из сети, позволяют максимально уменьшить габариты зарядного устройства.

Зная ток заряда (Iz), можно рассчитать емкость конденсаторов С1 и С2,а также и их суммарную емкость (С), а затем выбрать тип стабилитрона D2 по справочнику. Необходимо, чтобы напряжение заряженных аккумуляторов было меньше напряжения стабилизации приблизительно на 0,7 В.

Формулы для расчета ёмкости на примере для аккумулятора Д 0,26, имеющего зарядный ток 26 мА:

Хс=220/(Iz+0.005) = 220/(0.026+0.005) = 7096 (Ом)

С=1 000 000/(314*Хс) =0 ,448 (мкФ)

Детали схемы

Тип стабилитрона напрямую зависит от количества аккумуляторов, заряжаемых одновременно. Например для 3-х ЭП типа НКГЦ — 0,45 или Д — 0,26 применяют стабилитрон D2 (тип КС 456 А).

В данном устройстве используются конденсаторы типа К 73-17В или другие неполярные (рассчитанные на напряжение не ниже 400 В), резисторы, типа С2-23 или МЯТ, МЛТ.

Резистор R1 обеспечивает разряд конденсаторов, который осуществляется после отключения устройства и имеет номинал от 330 до 620 кОм.

Светодиод L1 можно взять любой. Для его настройки нужно правильно подобрать резистор R3. Светодиод является индикатором наличия напряжения. В принципе, для упрощения, L1 и R3 можно исключить из схемы.

Вместо диодной матрицы можно поставить 4 диода КД102А.

При использовании элементов, которые указаны выше, плату можно устанавливать внутри корпуса устройства, в котором размещаются и сами ЭП.

Диод D3 предохраняет аккумуляторы от разрядки, которая может происходить в случае отключения устройства от сети.

Проверка схемы

Проверку устройства нужно производить при подключении измерительных приборов и эквивалентной нагрузки (вместо аккумуляторов).

jekvivalentnaja-nagruzka

На схеме обозначено:

  • V — вольтметр на 15-30В
  • мА — миллиамперметр на 100-300 мА
  • R1 — подстроечный(или переменный) резистор на 200 Ом
  • R2 — резистор любого типа 1 Вт, 150 Ом

Расчет минимальной величины для четырех аккумуляторов рассчитывается по формуле:

R = U/I = 4/0,026 = 150 Ом , где

  • U — это напряжение на клеммах разряженных аккумуляторов — чаще всего это значение равно 1 В на 1 элемент.
  • I — ток зарядки, А.

Важно следить за временем зарядки,чтобы избежать избыточного заряда аккумулятора, хотя данная схема и снижает такую возможность, но полностью ее не исключает.

Вторая схема зарядного устройства

Эта схема зарядного устройства используется при одновременной зарядке двух аккумуляторов НКГЦ — 0,5 или НКГЦ — 0,45. Заряд осуществляется токами 40 и 45 мА, при асимметричном режиме заряда. Это позволяет увеличить срок службы аккумуляторов.

bestransformatornoe-zarjadnoe-ustrojstvo2

Бестрансформаторное зарядное устройство асимметричным током

На схеме обозначено:

  • С1 — любой неполярный конденсатор 0,47 мкФ, 400В
  • С2 — любой неполярный конденсатор 0,22 мкФ, 400В
  • R1 — резистор 0,5 Вт, 100 Ом
  • R2 — резистор 0,5 Вт, 470 кОм
  • R3 — резистор 1 Вт, 560 Ом
  • R4, R5 — резистор 0,5 Вт, 270 Ом
  • D1, D2 — диоды КД102Б
  • G1, G2 — заряжаемые аккумуляторы

Заряд производится в течении 1 — ой полуволны сетевого напряжений. Во время 2 такой полуволны (соответствующий диод закрыт) ЭП G1 или G2 разряжаются током в 4,5 мА, через резисторы R4 или R5, поэтому их нельзя надолго оставлять подключенными к схеме без включения зарядного устройства в сеть, так как через резисторы R4 и R5 происходит разряд.

Если сборка устройства произведена правильно, то в настройки нет необходимости.

Зарядка аккумулятора осуществляется попеременно. Это позволяет производить процесс заряда аккумулятора независимо друг от друга и в случае возникновения неисправностей одного это никак не отражается на заряд другого.

Для индикации наличия напряжения применяется L1 (миниатюрная лампочка, типа СМН 6,3 — 20 или подобная).

Третья схема зарядного устройства

Данная схема зарядного устройства исключает возможность повреждения аккумуляторов в случае получения ими избыточного заряда. Процесс зарядки прерывается автоматически, в случае повышения напряжения выше допустимой величины. Эта схема с трансформатором, но при желании можно поставить гасящие конденсаторы, как и в первых двух схемах.

avtomaticheskoe-zarjadnoe-ustrojstvo

Автоматическое зарядное устройство

На схеме обозначено:

  • D1-D4 — диодная матрица КД906А или диоды Д7Б-Ж
  • D5 — светодиод АЛ307Б
  • D6 — диод КД212А
  • С1 — конденсатор К50-16, 25В, 200 мкФ
  • С2 — конденсатор К50-16, 16В, 20 мкФ
  • R1, R4 — резисторы МЛТ-0,125, 100 кОм
  • R2 — резистор МЛТ-0,125, 1,5 кОм
  • R3 — резистор МЛТ-0,125, 43 Ом
  • R5 — резистор СП 5-2, 22 кОм
  • VT1, VT3 — транзисторы КТ3102А
  • VT2 — транзистор КТ816Г
  • DD1 — микросхема КР142ЕН5А(В)

Устройство состоит из стабилизатора напряжения DD1, стабилизатора тока на VT2, усилителя VT1 и детектора уровня напряжения VT3. Данное устройство можно применять и в качестве блока питания, рассчитанного на ток величиной до 100 мА. Индикатором напряжения служит светодиод D5.

Настройка устройства

Устройство требует настройки, которая начинается со стабилизатора тока. Это осуществляется временным замыканием базы транзистора VT3 на общий провод. Вместо аккумулятора необходимо подключить эквивалентную нагрузку, при этом ток контролируется миллиамперметром, а нужный номинальный ток заряда устанавливается подбором резистора R3. После чего размыкаем базу транзистора с общим проводом и подсоединяем обратно.

Затем устанавливается уровень ограничения Uвых (выходного напряжения). Вращением движка переменного резистора R1 (см.схему эквивалентной нагрузки выше), увеличиваем сопротивление нагрузки до появления нужного максимально допустимого значения напряжения (для 4-х аккумуляторов Д — 0,26 оно равно 5,8 В). Затем резистором R5 добиваемся отключения светодиода D5.

Детали схемы

Транзистор VT2 нужно установить на радиатор.

Диоды, кроме указанных, подойдут Д202 — Д211, Д226 с любым буквенным индексом.

Трансформатор подойдет практически любой малогабаритный, имеющий напряжение на вторичной обмотке 12 — 16 В.

Конденсаторы можно взять любые электролитические.

Для R5 лучше взять резистор СП 5 — 2 или другой подобный многооборотный. Остальные резисторы любого типа.

От данного устройства можно получать напряжение номиналом 6 или 9 вольт, для этого необходимо вместо микросхемы DD1 установить КР142ЕН5Б (Г) или КР142ЕН8А (Г) соответственно.

Изготовить печатные платы для зарядок можно по технологии, описанной здесь.

Источник

Схемы без трансформаторных зарядных устройств

Стремясь к уменьшению габаритов конструируемой радиоаппаратуры, радиолюбители уделяют важное место миниатюризации блока питания. Обычно эту задачу решают с помощью импульсного преобразователя напряжения.

Между тем существенный прогресс в области электронных компонентов позволяет создавать малогабаритные блоки питания, не содержащие трансформатора. Относительная простота конструкции и доступность компонентов делают их привлекательными и для радиолюбителей.

Впервые подобное техническое решение предложил Л. М. Браславский из Новосибирского электротехнического института еще в 1972 г., подав заявку на изобретение.

Оно оказалось столь оригинальным и неочевидным для специалистов, что ВНИИГПЭ проводил экспертизу по заявке целых шесть лет и только в 1978 г. выдал авторское свидетельство. Позже были запатентованы и другие решения, позволяющие реализовывать конденсаторные блоки питания. с несколькими выходными напряжениями и их стабилизацию.

Эти решения имеют много общего с устройствами, использующими переключаемые конденсаторы, достаточно популярными в зарубежной схемотехнике. Дальнейшим развитием этого направления в нашей стране следует считать преобразователь переменного тока в постоянный с понижением напряжения.

Принцип работы

Упрощенная схема такого устройства изображена на рисунке №1.

Схема и принцип работы конденсаторного преобразователя

Рис. 1. Преобразователь переменного тока в постоянный с понижением напряжения.

Принцип его действия заключается в следующем. В начальный момент времени цепочка конденсаторов С1 — Сn (одинаковой емкости) устройства разряжена. При положительной полуволне сетевого напряжения диоды VD1, VD6-VD8 и VD2 открываются, а диоды VD3-VD5. VDn закрываются.

При этом все конденсаторы блока оказываются включенными последовательно и заряжаются напряжением сети до его амплитудного значения. Причем напряжение на каждом из N конденсаторов в силу равенства их емкости в N раз меньше амплитудного напряжения сети и эквивалентная емкость, подключенная к сети, также в N раз меньше эмкости одного конденсатора.

Во второй половине положительного полупериода диоды VD1, VD6-VD8 и VD2 закрываются и на конденсаторах сохраняется накопленный ими электрический заряд.

При отрицательном полупериоде закрываются диоды VD1 и VD2, в результате чего конденсаторный блок оказывается отключенным от сети. В этот момент к выходу блока возможно подключение низковольтной нагрузки Rн путем замыкания контактов электронного переключателя S1.

Теперь диоды VD3-VDn, VD9-VD11 открываются и все заряженные конденсаторы оказываются подключенными к низковольтной нагрузке параллельно, что позволяет получать от блока среднее значение тока разрядки существенно выше зарядного. Таким образом, блок осуществляет уменьшение напряжения при одновременном увеличении выходного тока.

Так как в первой половине полупериода происходит накопление энергии на конденсаторах, а во второй — ее отдача, то работа конденсаторного блока носит явно выраженный двухтактный характер.

Для сглаживания пульсаций и увеличения среднего значения тока емкость фильтрующего конденсатора Сф должна быть достаточно большой или применен еще один такой же конденсаторный блок, работающий на ту же нагрузку, но в противофазе с первым.

В рассматриваемом ниже устройстве замыкание контактов переключателя S1 происходит с частотой питающей сети, что существенно уменьшает коммутационные потери на них по сравнению с импульсными блоками питания и, кроме того, не предъявляет требований к диодам по быстродействию.

Тем не менее требования по величине обратного напряжения остаются. Так, например, диоды VD1, VD2, VD3 — VDn и VD9 — VD11 должны быть на обратное напряжение выше амплитудного напряжения сети и на средний ток в 2N раз меньше выходного тока. Все другие диоды могут быть на обратное напряжение в N раз меньше амплитудного сетевого.

Читайте также:  Зарядка блок питания адаптер для Acer Aspire 5750G

Недостатки устройства — отсутствие гальванической развязки от сети и высокое рабочее напряжение транзистора, выполняющего функцию электронного переключателя S1.

Но возможность применения малогабаритных низковольтных оксидных конденсаторов и современных высоковольтных транзисторов обеспечивает сравнимость мощностных показателей конденсаторных блоков питания с импульсными блоками и делает перспективным использование их для разнообразного применения.

Принципиальная схема устройства

Описываемый конденсаторный преобразователь напряжения предназначен для зарядки автомобильных аккумуляторных батарей емкостью до 70 Ач, поэтому максимальный средний выходной ток устройства должен быть 7 А. Эта величина согласована с ограничением переменной составляющей на уровне 20. 30% от номинального напряжения для примененных оксидных конденсаторов.

Выпрямительный диод VD38, конденсатор С13 и стабилитроны VD39, VD40 формируют напряжение питания узла управления, осуществляющего синхронизацию работы коммутирующих транзисторов VT2 и VT3 с полярностью напряжения сети и стабилизацию выходного тока.

Работает устройство следующим образом. При положительной полуволне напряжения сети заряжаются блок конденсаторов С1. С12 и накопительный конденсатор питания С13. При отрицательной полуволне включается светодиод оптрона U1, а его фототранзистор, открываясь, шунтирует эмиттерный переход транзистора VT1. Транзистор VT1 закрывается и через резистор R5 подключает неинвертирующий вход ОУ DA1 к выходу конденсаторного блока.

Схема конденсаторного сетевого зарядного устройства для аккумулятора

Рис. 2. Принципиальная схема конденсаторного бестрансформаторного зарядного устройства.

Сам же ОУ при этом переключается и открывает транзисторы VT3, VT2 и светодиод оптрона U2. ОУ DA1 работает в компараторном режиме, поэтому его выходной сигнал может принимать только два значения — близкое к напряжению питания и к нулю.

Если напряжение на его инвертирующем входе больше, чем на неинвертирующем, выходное напряжение будет близким к нулю и транзистор VT3 окажется в закрытом состоянии. В противном случае напряжение на выходе ОУ близко к напряжению питания, транзистор VT3 открывается, а через резистор R10 — транзистор VT2 и оптрон U2.

Входным сигналом для стабилизации выходного тока служит напряжение на конденсаторном блоке. Таким образом, изменение напряжения на конденсаторном блоке (его уменьшение) прямо пропорционально отданному в нагрузку заряду, поэтому, стабилизируя отдаваемый конденсаторным блоком заряд за время единичного цикла разрядки, устройство стабилизирует выходной ток. Его значение регулируют резистором R7.

После закрывания транзистора VT1 напряжение с конденсаторного блока поступает на неинвертирующий вход ОУ DA1 и сравнивается с образцовым, поступающим на инвертирующий вход с делителя R6. R8. Когда напряжение на конденсаторном блоке становится меньше образцового, ОУ DA1 переключается в нулевое состояние и закрывает транзистор VT3, а через него (ц нагрузку устройства) — и фотодинистор оптрона U2.

Если по каким-либо причинам напряжение на конденсаторном блоке не снизилось до образцового (т.е. в нагрузку не ушел заряд, определяемый положением движка резистора R7), а время, отведенное на разрядку, закончилось, работа блока для предотвращения попадания сетевого напряжения на выход устройства организована так. Напряжение отрицательной полуволны сети снижается до выключения светодиода оптрона U1 и, следовательно, закрыванию его фототранзистора.

Это приводит к открыванию транзистора VT1, шунтированию им неинвертирующего входа и переключению компаратора DA1 и, как следствие, закрыванию транзисторов VT3, VT2 еще до появления положительной полуволны сетевого напряжения. Таким образом, происходит принудительная синхронизация узла стабилизации тока с полярностью напряжения сети. Оптрон U2 необходим лишь как улучшающий безопасность и во встраиваемых блоках питания может отсутствовать.

Зарядка аккумуляторной батареи длится сравнительно долго и требует определенного контроля. Поэтому в устройстве предусмотрена возможность автоматического отключения заряжаемой батареи при напряжении на ней 14,2. 14,4 В. Функцию порогового элемента отключения полностью заряженной батареи выполняет электромагнитное реле К1 (РЭС10), срабатывающее при напряжении около 10,5 В.

Реле подключено к выходным зажимам Х2 и Х3 через проволочный подстроечный резистор R11. Этот резистор вместе с конденсатором С14 образуют фильтр, подавляющий переменную составляющую пульсирующего зарядного напряжения, но пропускающий медленно нарастающую постоянную составляющую напряжения аккумуляторной батареи.

Поэтому при достижении порогового напряжения реле К1 срабатывает и размыкающимися контактами К1.1 отключает питание конденсаторного блока и системы управления.

Сама же обмотка реле остается под напряжением заряжаемой батареи и благодаря наличию гистерезиса выключается при снижении напряжения до 11,8 В. После чего происходит автоматическая подзарядка батареи аккумуляторов. Включение/выключение режима автоматического окончания зарядки осуществляют переключателем SA2.

Детали и компоненты

Применение реле серии РЭС10 обусловлено его малым током потребления и, следовательно, малым током разряда батареи в режиме прекращения зарядки. Маломощные контакты используемого реле отражают и особенности описываемого устройства, связанные с емкостным характером нагрузки.

Поэтому разрыв цепи питания конденсаторного блока происходит без искрения. Применение двух сетевых предохранителей (FU1, FU2) и двухсекционного выключателя SA1 связано с повышенными требованиями электробезопасности из-за отсутствия гальванической развязки устройства от сети.

В конденсаторном блоке возможно применение любых оксидных конденсаторов, но желательно одного типа. В случае использования импортных конденсаторов габариты этого блока можно существенно уменьшить. Диоды блока также могут быть любыми, рассчитанными на такой же ток и обратное напряжение — подойдут даже диоды Д226Б и Д7Ж, но при этом габариты блока и его масса существенно увеличатся.

Оптрон Т0325-12,5-4 заменим на оптрон Т0125-10 или Т0125-12,5 не ниже 4-го класса. Вместо КП706Б (VT3) возможно применение аналогичных отечественных полевых транзисторов или импортного IGBT на такой же ток и напряжение, причем желательно с минимальным сопротивлением канала.

При выборе электромагнитного реле (K1) необходимо учитывать, что паспортное номинальное напряжение примерно в 1,5. 1,7 раза выше напряжения срабатывания и что напряжение срабатывания может быть несколько различным даже для реле из одной партии.

Возможно применение реле РЭС9, РЭС22, РЭС32 и иных, обладающих достаточно малым потребляемым током, на напряжение срабатывания в пределах 8. 12 В. При этом, возможно, придется подобрать резистор R11 и конденсатор С14 с целью эффективного подавления переменной составляющей, предотвращения «дребезга» контактов реле и ложных срабатываний.

Налаживание устройства

Налаживание устройства проводите только при наличии сетевых предохранителей. Перед первым включением обязательно проверьте правильность монтажа и соединений, поскольку ошибки могут привести к выходу из строя большей части деталей и даже взрыву конденсаторов. В порядке страховки конденсаторный блок можно прикрыть коробкой из плотного картона или фанеры.

Правильно собранное устройство начинает работать сразу. Потребуется в основном лишь подборка резисторов R6 и R8 для корректировки диапазона регулировки тока зарядки. Для этого к выходу блока подключите разряженную батарею аккумуляторов и подборкой резисторов R6 и R8 установите по амперметру РА1 диапазон регулирования зарядного тока резистором R7.

Если при начальном положении движка резистора R7 ток будет отличен от нуля, то нужно уменьшить сопротивление резистора R8. Если же ток зарядки становится равным нулю не в крайнем положении движка R7, сопротивление этого резистора следует увеличить. Далее движок резистора R7 установите в конечное положение. Если теперь ток зарядки окажется меньше максимального, сопротивление резистора R6 придется уменьшить, а если превышает — увеличить.

Готовый конденсаторный преобразователь

Рис. 3. Вид готового устройства.

После этого, установив переключатель SA2 в положение «Ручной режим», доведите батарею до полной зарядки, контролируя напряжение на нем вольтметром постоянного тока.

Затем отключите устройство от сети, переведите тумблер SA2 в режим «Авт.», а движок резистора R11 — в положение максимального сопротивления. Снова подключите устройство к сети и уменьшением сопротивления резистора R11 добейтесь четкого срабатывания реле К1 — устройство готово к эксплуатации.

Внимание! При налаживании и эксплуатации зарядного устройства необходимо помнить об отсутствии гальванической развязки от сети. Следовательно, подключать и отключать его от аккумуляторной батареи можно только при отключенной от сети вилке шнура питания.

Н. Казаков, А. петров, г. Волгоград. Радио 1999/1. стр. 41.

  • PCBWay — всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН.
  • Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет.
  • Проекты с открытым исходным кодом — доступ к тысячам открытых проектов в сообществе PCBWay!

  • Переделка зарядки от сотового телефона для заряда аккумулятора 6F22 (9В)
  • Схема светодиодного прожектора и зарядного устройства на LM2575
  • Прецизионное зарядное устройство для аккумуляторов
  • Регулируемый стабилизатор тока 16В/7А (140УД1, КУ202)

собирал я эту схему лет десять назад. очень интересный эффект она дает, во первых пиковое напряжение зарядки вольт 20 и больше (аккум кипит даже разряженный и хорошо десульфатируется), во вторых транзистор очень хорошо взрывается из-за низкого напряжения управления вначале подачи питания- нужно усовершенствование в виде компаратора на питание. и еще пиковый ток транзистора может превысить все разумные пределы.. рекомендую дроссель последовательно на выход устройства. да и еще устройство- почти чистая реактивная нагрузка, ну и конденсаторы все-таки греются. вот

В оригинале статьи (Р-1999-01) транзисторы VT1, VT2 обозначены как КТ209М (p-n-p), что в свою очередь является ошибкой, поскольку на схеме изображены транзисторы n-p-n структуры. Здесь же на схеме мы указали что VT1, VT2 — КТ3102.

Спасибо за ответ!, а так-же и более развернутый принцип работы выпрямительного блока.В общем-то,я так и анализировал его работу,и могу сказать — ДОВОЛЬНО ОРИГИНАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ! Единственное, на что нужно обратить внимание, — это на качественные емкости конденсаторов(мое мнение — нежен подбор), и не могу обойти замечания (АЛЕКСЕЯ #3), что-бы Вы сказали по этому замечанию или рекомендации (ну это кому-как, лично мне, -так я-бы был благодарен за них, так-как в этом рождается истина, и не все ОБЪЯТЬ НЕОБЪЯТНОЕ). /BRIZ 73/

Нагрузка на конденсаторы достаточно большая, поэтому они и греются, этот нагрев в свою очередь будет негативно сказываться на продолжительности их работы. Электролиты в схеме преобразования желательно ставить новые и качественные, хотя на рисунке 3 видно что стоят старые советские банки!

Схемное решение действительно оригинальное, интересная реализация. Но смущает то что нет гальванической развязки в схеме, нужно быть предельно аккуратным при ее наладке и использовании.

Читайте также:  Ремонт зарядного устройства от телефона

Предохранители на вход ставить ОБЯЗАТЕЛЬНО. Перед первым включением можно поставить вместо одного из предохранителей лампочку 220В/100Вт, а также накрыть всю конструкцию какой-то коробкой, а то мало ли что. )

Да,нагрев конечно неизбежен!,-но тем-немение схема работоспособная!Конечно,гальваническая развязка,-есть единственный МИНУС.Впрочем(из практики:Я при любых эл.монтажных работах ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ,расстилаю полиэтиленовую пленку(продается в хоз.магазинах, для грядок на дачах, и она двайная),- то-же НА ВСЯКИЙ СЛУЧАЙ!Очень помогает,только нужно следить за целостностью ее.),так-что в этом случае, она то-же может очень помочь! Ну-а с предохранителями,как говорится;- САМ БОГ ВЕЛЕЛ;-о б я з а т е л ь н о. И о защите емкостей от ‘не желательных последствий’! Нужен своего рода ‘сэндвич’,-состоящий из пенопласта и текстолитовой пластиной (рамерами по блоку емкостей),и все это скрепить скотчем,-и вся проблема в защите(мне тек кажется).

Пожалуйста верните текст в оригинальный вид. В статье указывается, что пороговое напряжение на батарее = 14,2-14,4 В, а реле срабатывает при 10,5 В, которое оно (реле) получает после прохождения фильтра на элементах R11, C14. А как известно на каждом сопротивлении(R11) происходит падение напряжения. Так и в данном случае сопротивление R11 подстраивается таким образом, чтобы при достижении постоянной составляющей напряжения на батарее в 14,2-14,4 В, напряжение на реле составляло бы 10,5 В.(т.е. напряжение срабатывания реле).

Georg, вы правы! Привели описание схемы к изначальному. Благодарим за внимательность!

Источник

Бестрансформаторное зарядное устройство

Предлагаю маломощное зарядное устройство (ЗУ) с гасящим конденсатором (рис.1). Оно предназначено для зарядки аккумуляторов с максимальным выходным током 140 мА и напряжением до 20 В. Транзисторная пороговая схема позволяет установить зарядное напряжение 13,8. 14,4 В (для аккумуляторов — 12,6 В), при котором происходит отключение зарядного тока, т.е. предотвращается перезаряд аккумулятора. Этому способствует и постепенное снижение зарядного тока при увеличении напряжения на аккумуляторе.

Рис.1. Принципиальная схема зарядного устройства

В схеме ЗУ особое внимание уделено безопасности. Фазовый провод «Ф» сети 220 В присоединен через предохранитель и ограничитель пусковых токов R1 к гасящему конденсатору С1, другой вывод которого и нулевой провод сети «0» присоединены к конденсаторному делителю напряжения.

Через диодный мост VD1. VD4 напряжение с конденсаторов С2, СЗ подведено к ключевой схеме на VT1. VT3. Резистор R7 — шунт индикатора тока заряда VD5. Зарядный ток в виде широких импульсов частотой 100 Гц поступает через ключ VT1 и диод VD7 в аккумулятор. В паузах между зарядными импульсами аккумулятор разряжается для десульфатации через пороговую схему на VT3 и VD6.

Резистором R12 устанавливают максимальное напряжение заряда аккумулятора. При его достижении открывается транзистор VT3, a VT2, VT1 закрываются, ток заряда прекращается, и гаснет зеленый светодиод VD5, индицирующий заряд. Через некоторое время из-за саморазряда напряжение на аккумуляторе уменьшается, и пороговый триггер на VT2, VT3 вновь включает зарядный ток, открывая VT1. Мигание VD5 с периодом около 5 с показывает заряженное состояние аккумулятора. В таком режиме аккумулятор может питать звонковую цепь или люминесцентную лампу дежурного освещения. При теперешних «веерных» отключениях это немаловажное свойство ЗУ.

Наиболее ответственная деталь ЗУ — конденсатор С1. Здесь можно использовать 2 конденсатора типа К73-14 (1 мкФ х 400 В) или 4 К73-17 (0,47 мкФ х 630 В), соединенных параллельно. Электролитические конденсаторы С2, СЗ — К50-35 (22 мкФ х 63 В). Импортные «электролиты» применять нежелательно, т.к. они обладают большими потерями при перезарядке.

Диоды VD1. VD4 можно применить любые с Uoбp > 100 В и Imax > 200 мА. Неплохо работают КД103А и 1N4007. Транзисторы — с Uкэ > 80 В.

При первом включении ЗУ нужно установить движок регулятора R12 в нижнее по схеме положение. Должен светиться зеленый светодиод VD5. В процессе работы стоит проверить отсутствие нагрева VT1. Устранить перегрев можно уменьшением сопротивления R9 или заменой VT1, VT2 на транзисторы с большим β.

При достижении U = 13,8 В вращением R12 нужно выключить зарядный ток.

Подключать ЗУ к сети 220 В следует с применением индикаторной отвертки или неоновой лампочки ТН-0,2 с резистором 240 кОм (0,5 Вт) для определения фазного провода в розетке.

Для зарядки 6-вольтовых аккумуляторов стабилитрон VD6 нужно заменить на КС133 или КС147.

При отключении аккумулятора от ЗУ напряжение на выходе ЗУ (катод VD7) равно нулю. Относительно нулевого провода сети оба выходных провода ЗУ имеют потенциал около 30 В. Замыкание выходных проводов ЗУ не выводит его из строя, т.к. максимальный ток ограничен С1 на уровне 140 мА.

Источники:

  1. О.Ховайко. Источники питания с конденсаторным делителем напряжения. — Радио, 1997, N11, С.56.
  2. А.Сорокин. Зарядно-десульфатирующий автомат. — Радиолюбитель, 1998, N10, С.30.
  3. А.Трифонов. Выбор балластного конденсатора. — Радио, 1999, N4, С.44.
  4. С.Бирюков. Расчет сетевого источника питания с гасящим конденсатором. — Радио, 1997, N5, С.48.
  5. С.Бирюков. Цифровые устройства на ИМС, 1999.
  6. Р.Левицкий. Об использовании конденсаторов в цепях переменного тока. — Радио, 1969, N8, С.49.
  7. Импульсное зарядное устройство. — Радио, 1995, N8, С.61.

Источник



Схемы бестрансформаторных зарядных устройств

В настоящее время все более широкое применение в различных конструкциях в качестве элементов питания находят аккумуляторы НКГЦ-0,45, Д-0,26 и другие. Приведенное на рис. 5.11 позволяет заряжать одновременно четыре аккумулятора Д-0,26 током 26 мА в течение 12. 16 часое.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

Избыточное напряжение сети 220 В гасится за счет реактивного сопротивления конденсаторов (Хс) на частоте 50 Гц, что позволяет уменьшить габариты зарядного устройства.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

Используя эту электрическую схему и зная рекомендуемый для конкретного типа аккумуляторов ток заряда (1з), по приводимым ниже формулам можно определить емкость конденсаторов С1, С2 (суммарную С=С1 +С2) и выбрать по справочнику тип стабилитрона VD2 так, чтобы напряжение его стабилизации превышало напряжение заряженных аккумуляторов примерно на 0,7 В.

Тип стабилитрона зависит только от количества одновременно заряжаемых аккумуляторов, так, например, для заряда трех элементов Д-0,26 или НКГЦ-0,45 необходимо применять стабилитрон VD2 типа КС456А. Пример расчета приведен для аккумуляторов Д-0,26 с зарядным током 26 мА.

В зарядном устройстве применяются резисторы типа МЯТ или С2-23, конденсаторы С1 и С2 типа К73-17В на рабочее напряжение 400 В. Резистор R1 может иметь номинал 330. 620 кОм (он обеспечивает разряд конденсаторов после отключения устройства).

Светодиод HL1 можно использовать любой, при этом подобрав резистор R3 так, чтобы он светился достаточно ярко. Диодная матрица VD1 заменяется четырьмя диодами КД102А.

Топология печатной платы с расположением элементов пока зана на рис. 5.12. Плата односторонняя (без отверстий), и элементы устанавливаются со стороны печатных проводников.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

При использовании элементов, указанных на схеме, зарядное устройство легко устанавливается в корпусе от блоков питания для карманных микрокалькуляторов (рис. 5.13) или же может размещаться внутри корпуса устройства, где установлены аккумуляторы.

Индикация наличия напряжения в цепи заряда осуществляется светодио-дом HL1, который размещается на видном месте корпуса. Диод VD3 лозво-ляет предохранить разряд аккумуляторов через цепи зарядного устройства при отключении его от сети 220 В. При заряде аккумуляторов НКГЦ-0,45 током 45 мА резистор R3 необходимо уменьшить до величины, при которой светодиод светится полной яркостью.

Проверку зарядного устройства лучше проводить при подключении вместо аккумуляторов измерительных приборов и эквивалентной нагрузки (рис. 5.14), минимальная величина которой для четырех аккумуляторов определяется по закону Ома:

R = U/I = 4/0,026 =150 Ом, где

U — напряжение на разряженных аккумуляторах (у основной массы аккумуляторов эта величина составляет один вольт на элемент).

При пользовании зарядным устройством необходимо следить за временем, так как приведенная схема хотя и снижает вероятность получения аккумулятором избыточного заряда (за счет ограничения напряжения стабилитроном), однако полностью такой возможности, при очень большом времени заряда, не исключает. А если у вас нет проблем с памятью, то это простое и малогабаритное устройство поможет сэкономить деньги.

Вторая схема бестрансформаторного зарядного устройства (рис. 5.15) предназначена для одновременного заряда двух аккумуляторов типа НКГЦ-0,45 (НКГЦ-0,5). Здесь обеспечивается асимметричный режим заряда, что позволяет продлить срок службы аккумуляторов. Заряд производится током 40. 45 мА в течение одной полуволны сетевого напряжения.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

В течение второй полуволны, когда соответствующий диод закрыт, элемент G1 (G2) разряжается через резистор R4 (R5) током 4,5 мА. оставлять подключенными к схеме, надолго без включения зарядного устройства в сеть, так как при этом происходит их разряд через резисторы R4, R5.

При правильной сборке устройства настройка не требуется.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

Заряд аккумуляторов G1 и G2 происходит поочередно, так, например, в течение положительной полуволны заряжается G1 (G2 — разряжается). Такое построение схемы позволяет осуществлять процесс заряда аккумуляторов в независимости друг от друга, и любая неисправность одного из них не нарушит заряд другого.

Для индикации наличия сетевого напряжения в схеме используется миниатюрная лампа HL1 типа СМН6.3-20 или аналогичная. Аккумуляторы нельзя оставлять подключенными к схеме, надолго без включения зарядного устройства в сеть, так как при этом происходит их разряд через резисторы R4, R5.

При правильной сборке устройства настройка не требуется.

Схема, показанная на рис. 5.16, в отличие от вышеприведенных, исключает повреждение аккумуляторов из-за получения ими избыточного заряда. Она автоматически отключает процесс заряда при повышении напряжения на элементах выше допустимой величины и состоит из стабилизатора тока на транзисторе VT2, усилителя VT1, детектора уровня напряжения на VT3 и стабилизатора напряжения D1.

Устройство может использоваться и как источник питания на ток до 100 мА при подключении нагрузки к контактам 1 и 2 штекера Х2.

Индикатором процесса заряда является свечение светодиода HL1, который при его окончании гаснет.

Настройку устройства начинаем со стабилизатора тока. Для этого временно замыкаем базу транзистора VT3 на общий провод, а вместо аккумуляторов подключаем эквивалентную нагрузку с миллиамперметром 0. 100 мА. Контролируя прибором ток в нагрузке, подбором резистора R3 устанавливаем номинальный ток заряда для конкретного типа аккумуляторов.

Вторым этапом настройки является уотановка уровня ограничения выходного напряжения с помощью подстроечного резистора R5. Для этого, контролируя напряжение на нагрузке, увеличиваем сопротивление нагрузки до момента появления максимально допустимого напряжения (5,8 В для четырех аккумуляторов Д-0,26). Резистором R5 добиваемся отключения тока в нагрузке (погаснет светодиод).

Читайте также:  Характеристики универсальной зарядки для Sony PSP 1008

При изготовлении устройства можно использовать корпус от источника питания БП2-3 или аналогичный (от него же удобно взять и трансформатор). Трансформатор подойдет любой малогабаритный с напряжением во вторичной обмотке 12. 16 В.

Транзистор VT2 крепится к теплорассеивающей пластине. Конденсаторы С1 применяются типа К50-16-25В, С2 — типа К50-16-16В. Для удобства настройки в качестве R5 желательно использовать многооборотный резистор типа СП5-2 или аналогичный, остальные резисторы подойдут любого типа.

От источника питания можно получить напряжения 6 или 9 В, если на место микросхемы D1 установить соответственно КР142ЕН5Б (Г) или КР142ЕН8А (Г).

Источник

11 примеров: схемы на самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Разбор больше 11 схем для изготовления ЗУ своими руками в домашних условиях, новые схемы 2017 и 2018 года, как собрать принципиальную схему за час.

  1. По каким основным причинам происходит разрядка автомобильного аккумулятора на дороге?

А) Автомобилист вышел из транспорта и забыл выключить фары.

Б) Аккумуляторная батарея слишком нагрелась под воздействием солнечных лучей.

  1. Может ли аккумулятор выйти из строя, если автомобилем не пользуются долгое время (стоит в гараже без запуска)?

А) При долгом простое аккумуляторная батарея выйдет из строя.

Б) Нет, батарея не испортится, ее потребуется только зарядить и она снова будет функционировать.

  1. Какой источник тока используется для подзарядки АКБ?

А) Есть только один вариант — сеть с напряжением в 220 вольт.

Б) Сеть на 180 Вольт.

  1. Обязательно снимать аккумуляторную батарею при подключении самодельного устройства?

А) Желательно производить демонтаж батареи с установленного места, иначе возникнет риск повредить электронику поступлением большого напряжения.

Б) Необязательно снимать АКБ с установленного места.

  1. Если перепутать «минус» и «плюс» при подключении ЗУ, то аккумуляторная батарея выйдет из строя?

А) Да, при неправильном подключении, аппаратура сгорит.

Б) Зарядное устройство просто не включится, потребуется переместить на положенные места необходимые контакты.

Ответы:

  1. А) Не выключенные фары при остановке и минусовая температура – наиболее распространенные причины разряда АКБ на дороге.
  2. А) АКБ выходит из строя, если долго не подзаряжать ее при простое автомобиля.
  3. А) Для подзарядки применяется напряжение сети в 220 В.
  4. А) Не желательно производить зарядку батареи самодельным устройством, если она не снята с автомобиля.
  5. А) Не следует путать клеммы, иначе самодельный аппарат перегорит.

Аккумулятор на автотранспорте требуют периодической зарядки. Причины разряжения могут быть разные — начиная от фар, что хозяин забыл выключить, и до отрицательных температур в зимний период на улице. Для подпитки АКБ потребуется хорошее зарядное устройство. Такое приспособление в больших разновидностях представлено в магазинах автозапчастей. Но если нет возможности или желания покупки, то ЗУ можно сделать своими руками в домашних условиях. Имеется также большое количество схем — их желательно все изучить, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант.

Определение: Зарядное устройство для автомобиля предназначается для передачи электрического тока с заданным напряжением напрямую в АКБ.

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов

  1. Потребуется ли производить какие-то дополнительные меры, перед тем как приступать к зарядке аккумуляторной батареи на своём автомобиле? – Да, потребуется почистить клеммы, поскольку во время работы на них появляются кислотные отложения. Контакты очень хорошо нужно почистить, чтобы ток без трудностей поступал к батарее. Иногда автомобилисты используют смазку для обработки клемм, ее тоже следует убрать.
  2. Чем протереть клеммы зарядных устройств? — Специализированное средство можно купить в магазине или приготовить самостоятельно. В качестве самостоятельно изготовленного раствора используют воду и соду. Компоненты смешиваются и перемешиваются. Это отличный вариант для обработки всех поверхностей. Когда кислота соприкоснется с содой, то произойдет реакция и автомобилист обязательно ее заметит. Это место и потребуется тщательно протереть, чтобы избавиться от всей кислоты. Если клеммы ранее обрабатывались смазкой, то она убирается любой чистой тряпкой.
  3. Если на аккумуляторе стоят крышки, то их нужно вскрывать перед началом зарядки? — Если крышки имеются на корпусе, то их обязательно снимают.
  4. По какой причине необходимо откручивать крышечки с аккумуляторной батареи? — Это нужно, чтобы газы, образующиеся в процессе зарядки, беспрепятственно выходили из корпуса.
  5. Есть необходимость обращать внимание на уровень электролита в аккумуляторной батарее? – Это делается в обязательном порядке. Если уровень ниже требуемого, то необходимо добавить дистиллированную воду внутрь аккумулятора. Уровень определить не составит труда – пластины должны быть полностью покрыты жидкостью.

Ещё важно знать: 3 нюанса об эксплуатации

Самоделка по способу эксплуатации несколько отличается от заводского варианта. Это объясняется тем, что у покупного агрегата имеются встроенные функции, помогающие в работе. Их сложно установить на аппарате, собранном дома, а потому придется придерживаться нескольких правил при эксплуатации.

  1. Зарядное устройство, собранное своими руками не будет отключаться при полной зарядке аккумулятора. Именно поэтому необходимо периодически следить за оборудованием и подключать к нему мультиметр – для контроля заряда.
  2. Нужно быть очень аккуратным, не путать «плюс» и «минус», иначе зарядное устройство сгорит.
  3. Оборудование должна быть выключено, когда происходит соединение с зарядным устройством.

Выполняя эти простые правила, получится правильно произвести подпитку АКБ и не допустить неприятных последствий.

Топ-3 производителей зарядных устройств

Если нет желания или возможности своими руками собрать ЗУ, то обратите внимание на следующих производителей:

  1. Стек.
  2. Сонар.
  3. Hyundai.

Фирмы хорошо зарекомендовали себя на рынке, а потому о надежности и функциональности переживать при покупке не следует.

Как избежать 2-х ошибок при зарядке аккумуляторной батареи

Необходимо соблюдать основные правила, чтобы правильно подпитать батарею на автомобиле.

  1. Напрямую к электросети аккумуляторную батарею запрещено подключать. Для этой цели и предназначается зарядные устройства.
  2. Даже если устройство изготавливается качественно и из хороших материалов, всё равно потребуется периодически наблюдать за процессом зарядки, чтобы не произошли неприятности.

Выполнение простых правил обеспечит надежную работу самостоятельно сделанного оборудования. Гораздо проще следить за агрегатом, чем после тратиться на составляющие для ремонта.

Самое простое зарядное устройство для АКБ

Схема 100% рабочего ЗУ на 12 вольт

ЗУ на 12 вольт

ЗУ на 12 вольт

Посмотрите на картинке на схему ЗУ на 12 В. Оборудование предназначается для зарядки автомобильных аккумуляторов с напряжением 14,5 Вольт. Максимальный ток, получаемый при заряде составляет 6 А. Но аппарат также подходит и для других аккумуляторов – литий-ионных, поскольку напряжение и выходной ток можно отрегулировать. Все основные компоненты для сборки устройства можно найти на сайте Aliexpress.

  1. dc-dc понижающий преобразователь.
  2. Амперметр.
  3. Диодный мост КВРС 5010.
  4. Концентраторы 2200 мкФ на 50 вольт.
  5. трансформатор ТС 180-2.
  6. Предохранители.
  7. Вилка для подключения к сети.
  8. «Крокодилы» для подключения клемм.
  9. Радиатор для диодного моста.

Трансформатор используется любой, по собственному усмотрению Главное, чтобы его мощность была не ниже 150 Вт (при зарядном токе в 6 А). Необходимо установить на оборудование толстые и короткие провода. Диодный мост фиксируется на большом радиаторе.

Схема ЗУ Рассвет 2

Посмотрите на картинке на схему зарядного устройства Рассвет 2. Она составлена по оригинальному ЗУ. Если освоить эту схему, то самостоятельно получится создать качественную копию, ничем не отличающуюся от оригинального образца. Конструктивно устройство представляет собой отдельный блок, закрывающийся корпусом, чтобы защитить электронику от влаги и воздействия плохих погодных условий. На основание корпуса необходимо подсоединить трансформатор и тиристоры на радиаторах. Потребуется плата, что будет стабилизировать заряд тока и управлять тиристорами и клеммы.

1 схема умного ЗУ

Умное ЗУ

Умное ЗУ

Посмотрите на картинке принципиальную схему умного зарядного устройства. Приспособление необходимо для подключения к свинцово-кислотным аккумуляторам, имеющим емкость — 45 ампер в час или больше. Подключают такой вид аппарата не только к аккумуляторам, что ежедневно используются, но также к дежурным или находящимся в резерве. Это довольно бюджетная версия оборудования. В ней не предусмотрен индикатор, а микроконтроллер можно купить самый дешевый.

Если имеется необходимый опыт, то трансформатор собирается своими руками. Нет необходимости устанавливать также и звуковые сигналы оповещения — если аккумулятор подключится неправильно, то загоревшаяся лампочка разряда будет уведомлять об ошибке. На оборудование необходимо поставить импульсный блок питания на 12 вольт — 10 ампер.

1 схема промышленного ЗУ

11 примеров: схемы на самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Посмотрите на схему промышленного зарядного устройства от оборудования Барс 8А. Трансформаторы используются с одной силовой обмоткой на 16 Вольт, добавляется несколько диодов vd-7 и vd-8. Это необходимо для того, чтобы обеспечить мостовую схему выпрямителя от одной обмотки.

1 схема инверторного устройства

Инверторный вид

Инверторный вид

Посмотрите на картинке схему инверторного зарядного устройства. Это приспособление перед началом зарядки разряжает аккумуляторную батарею до 10,5 Вольт. Ток используется с величиной С/20: «C» обозначает ёмкость установленного аккумулятора. После этого процесса напряжение повышается до 14,5 Вольт, при помощи разрядно-зарядного цикла. Соотношение величины заряда и разряда составляет десять к одному.

1 электросхема ЗУ электроника

Схема Электроника

Схема Электроника

1 схема мощного ЗУ

Мощное ЗУ

Мощное ЗУ

Посмотрите на картинке на схему мощного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Приспособление применяется для кислотных АКБ, имеющих высокую емкость. Устройство с легкостью заряжает автомобильный аккумулятор, имеющий емкость в 120 А. Выходное напряжение устройство регулируется самостоятельно. Оно составляет от 0 до 24 вольт. Схема примечательна тем, что в ней установлено мало компонентов, но дополнительные настройки при работе она не требует.

2 схемы советского ЗУ

Советское ЗУ

Советское ЗУ

Многие уже могли видеть советское зарядное устройство. Оно похоже на небольшую коробку из металла, и может показаться совсем ненадежной. Но это вовсе не так. Главное отличие советского образца от современных моделей — надежность. Оборудование обладает конструктивной мощностью. В том случае, если к старому устройству подсоединить электронный контроллер, то зарядник получится оживить. Но если под рукой такого уже нет, но есть желание его собрать, необходимо изучить схему.

К особенностям их оборудования относят мощный трансформатор и выпрямитель, с помощью которых получается быстро зарядить даже сильно разряженную батарею. Многие современные аппараты не смогут повторить этот эффект.

Электрон 3М

Схема Электрон 3М

Схема Электрон 3М

Источник