Меню

Сначала рассмотрим устройство аккумуляторной батареи

Простое зарядное устройство для аккумулятора своими руками

Зарядное устройство неотъемлемый атрибут любого владельца авто. Аккумуляторная батарея (сокращенно АКБ) имеет тенденцию разряжаться с течением времени. После долгой стоянки автомобиля в гараже, особенно в зимнее время, ключом зажигания заставить машину работать бывает невозможно. Наличие зарядного устройства поможет решить проблему.

Дорогие устройства с большим количеством дополнительных опций можно купить в магазине. Однако некоторые автолюбители, имеющие общие понятия в электротехнике и владеющие паяльником реализуют зарядное устройство своими руками. Самодельная конструкция отличается несложной схемой, и как раз в силу простоты обладает большей надежностью. Кроме этого экономия на финансовых затратах добавляет мотивации в получении результата.

Схема простейшего зарядного устройства

По принципу работы зарядники могут быть трансформаторными и импульсными (электронными). Если импульсные сложны для самостоятельной сборки, имеют дорогостоящие комплектующие, то другие устройства имеют в основе лишь два компонента — трансформатор и выпрямитель. Принцип работы этих зарядников состоит в преобразовании напряжения бытовой сети 220 В, в напряжение необходимое для зарядки, например, 12 вольтовых АКБ, установленных на легковом автомобиле.

Простое трансформаторное зарядное устройство для аккумулятора изготовить своими руками можно по следующим вариантам.

Схема с одним выпрямляющим диодом

Диод устанавливается после трансформатора. Выпрямленный с его помощью переменный ток представляет пульсации с резким нарастанием до максимальной величины. Схема и график пульсирующего тока представлены на изображении:

Схема с диодным мостом

С помощью диодного моста выпрямленный ток будет оставаться пульсирующим, но резкого биения происходить не будет. Эта схема наиболее часто применяется для самодеятельного творчества. Ниже по тексту в качестве примера на ее основе приведен вариант практической реализации своими руками зарядного устройства.

Схема с диодным мостом и сглаживающим конденсатором

На выходе получается постоянный ток, что является лучшим вариантом для зарядки аккумуляторной батареи. Несмотря, что зарядка будет процессом достаточно долгим, эксплуатационный срок службы батареи останется достаточно большим.

Как сделать своими руками

Сделать зарядное устройство с диодным мостом самому по вышеприведенной схеме не составит особого труда. Достаточно руководствоваться следующими рекомендациями.

Подготовить необходимые комплектующие и инструменты

  • Трансформатор. Если зарядник изготавливается для АКБ легкового автомобиля «Жигули» емкостью 60 А×ч, то автомобильные характеристики трансформатора должны иметь следующие параметры:
    • мощность не менее 150 Вт, чтобы обеспечить зарядный ток величиной 6 А (оптимальная зарядка по времени с обеспечением стойкости пластин аккумулятора достигается на режиме 10 % от емкости АКБ);
    • напряжение на вторичной обмотке должно быть выше 12 Вольт для нормального прохождения тока через разряженную батарею — в районе 14.4 Вольт.

    Трансформатор с такими характеристиками можно найти в старых электроламповых телевизорах или потертых временем музыкальных центрах, вышедших из строя микроволновых печах и источниках бесперебойного питания. В конце концов в специализированных магазинах можно купить такое устройство за небольшие деньги.

    Старые трансформаторы используют в обмотках алюминиевый провод в отличие от медного он сильнее нагревается. Поэтому возникает необходимость борьбы с перегревом таких трансформаторов. Кулер от неисправного источника питания компьютера поможет решить проблему:

    Порядок выполнения работ

    1. Так как трансформатор для самодельного зарядника обычно берется с другого электротехнического устройства, то весьма редко напряжение и сила тока на вторичной обмотке соответствуют требованиям. Следует в таком случае полностью удалить вторичную обмотку, оставив первичную. Выполнить расчеты из школьного курса физики для определения количества витков и диаметра проволоки, подходящими для необходимого напряжения и силы тока. Аккуратно уложить проволоку виток к витку не составит труда. Не стоит забывать делать изоляцию (диэлектрической бумагой, изолентой) между слоями. Концы проволоки вывести и закрепить на корпусе. Для уменьшения вибраций следует пропитать обмотку парафином.
    2. На текстолитовой пластине разместить радиатор охлаждения с установленными на нем четырьмя диодами Д246. Собрать диодный мостик с выводами к клеммам аккумулятора. Зачистить концы выводов.

    Рекомендации по применению самодельного зарядника

    Простота конструкции требует определенных правил во время эксплуатации, чтобы не оказывать негативного влияния на функциональные качества самой батареи. Так, например, амперметр и вольтметр нужны для контроля процесса зарядки — автоматического выключения по окончании зарядки происходить не будет. Следует соблюдать и некоторые другие правила.

    • Отсутствие защиты от переполюсовки требует при подключении строго соблюдать полярность. Неправильно подсоединенные клеммы могут вывести АКБ из строя. Важно: плюс зарядника всегда соединять с плюсовым контактом батареи, минус — с отрицательным контактом.
    • Категорически запрещается проверять величину зарядки коротким замыканием плюсовой клеммы на минусовую, или как принято говорить в обиходе «на искру». Вывести из строя диодный мостик зарядного устройства таким способом достаточно легко.
    • Строго соблюдать правила электробезопасности при подключении зарядника к клеммам батареек: он не должен быть включен в сеть 220 В. Соответственно во время отсоединения зарядника от аккумулятора его предварительно следует отключить.
    • Самодельное зарядное устройство для АКБ не оборудовано устройствами защиты. Поэтому следует во время работы следить за ним, возможно возникновение самых неожиданных ситуаций. Правила выполнения процесса зарядки АКБ в вентилируемом помещении, вдали от горючих материалов должны неукоснительно соблюдаться. Пробки на аккумуляторе обязательно выкрутить, для предотвращения его взрыва от закипающего электролита.
    • Собирая зарядник следует помнить о наличии на входе 220 В и тщательно соблюдать схему сборки. Это сохранит здоровье и при включении не выведет из строя аккумуляторную батарею на вашем автомобиле.

    Источник

    Выпрямитель зарядное устройство для аккумуляторов

    Аккумуляторная батарея нашла широкое применение не только в сельской местности, она стала неотъемлемой частью нашей жизни. Используется практически везде: в различного рода технике (мотоциклы, автомобили, тракторы и т.п.), на станциях (в Арктике, в Антарктике, в отдаленных сельских местностях, в тундре, в степях и т.п.), в малогабаритной аппаратуре (часы, калькуляторы и т.п.), в бытовой аппаратуре (процессоры, антенны и т.п.). Используют АКБ и на космических спутниках, станциях. Все они предназначены для обеспечения «питания» в различных областях их широкого применения. Конечно, конструкции их различны друг от друга по исполнению, по размерам, по цвету и т.д. Из этого широкого круга аккумуляторных батарей мы рассмотрим автомобильные аккумуляторные батареи и выпрямитель для заряда аккумулятора. Для обеспечения стабильной работы аккумуляторной батареи нам необходим в первую очередь выпрямитель. Он служит для восстановления заряженности аккумуляторной батареи, в виду того, что при долговременной эксплуатации аккумуляторная батарея приходит в негодность.

    Сначала рассмотрим устройство аккумуляторной батареи

    o6462

    1. Отрицательная пластина. 2. Сепаратор. 3. Положительная пластина. 4. Предохранительная сетка. 5. Баретка. 6. Штырь. 7. Моноблок. 8. Уплотнительная мастика. 9. Положительный вывод. 10. Пробка наливного отверстия. 11. Межэлементная перемычка. 12. Крышка. 13. Отрицательный вывод.

    Аккумуляторная батарея состоит из отрицательных и положительных пластин, предохранительной сетки, отдельных секций, перемычек, отрицательного и положительного контактов. Сейчас рынок заполнен АКБ сомнительного качества. Для сельского жителя, проживающего на Севере, качество и стоимость играют огромную роль. Так АКБ сомнительного качества в холодных условиях прослужит совсем немного.

    Что нужно знать при покупке аккумуляторной батареи? При покупке новой аккумуляторной батареи следует особое внимание уделить пластинкам. Они должны быть прямыми, не иметь перекосов, не должны соприкасаться друг с другом. В ином случае это может привести к сульфатации пластин — образование следов окисления на пластинках и образования осадков окисления на дне аккумуляторной батареи, что само по себе приводит к разъеданию пластин, и как правило это приводит к выходу аккумуляторной батареи из эксплуатации. Такие засульфатированные аккумуляторные батареи служат 1-2 года.

    Переходим к схеме выпрямителя для зарядки батареи

    Существуют 3 вида выпрямителей: выпрямители заряжающие постоянным током, переменным током и асимметричным током.

    1. Выпрямители постоянного тока отличаются тем, что заряжают аккумуляторную батарею строго постоянным током, «очищенным» от пульсаций переменного напряжения.
    2. Выпрямители, заряжающие переменным током, имеют на выходе пульсирующее переменное напряжение.
    3. Асимметричный ток имеет положительную постоянную составляющую, собирается как правило на однополупериодных выпрямителях. Он имеет несколько лучшие результаты по сравнению с двумя типами выпрямителей.

    Схема асимметричного выпрямителя состоит собственно из выпрямителя и усилителя тока. Выпрямитель состоит из предохранителя, выключателя, трансформатора, мощного диода, стабилитрона и переменного резистора.

    o6463

    Предохранитель рассчитан на ток 10 А. Трансформатор от старого телевизора ТС-200, может подойти и любой другой мощностью 150 Вт, с выходным напряжением 21 Вольт. Мощный резистор МЛТ-2. Диод – мощный диод Д305, или любой другой, рассчитанный на ток не менее 5 А. Усилитель ЗУ состоит из регулятора тока на 2 транзисторах. Транзистор можно заменить на любой другой транзистор из серии кт825-кт818. При монтаже транзистор устанавливают на радиаторы. Мощные резисторы проволочные. Сборка схемы произведена навесным способом. Навесным называется такой способ сборки, где на уже использованную и очищенную от дорожек плату, устанавливаются детали и монтаж производится проводами.

    Работа выпрямителя

    При подключении выпрямителя на выходе трансформатора появляется переменное напряжение 21 В (амплитудное значение 29 В). Это напряжение поступает на однополупериодный выпрямитель, выполненный на диоде VD1. С выхода выпрямителя переменное напряжение поступает на стабилизатор управляющего напряжения, выполненного на балластном резисторе R1 и двух последовательно соединенных стабилитронов VD2, VD3. С движка переменного резистора R2, подключенного параллельно стабилитронам, управляющее напряжение подается на регулятор тока – он выполнен на мощных транзисторах VT1 и VT2.

    Перемещением движка резистора изменяют ток зарядки аккумуляторной батареи, являющейся своеобразной нагрузкой транзистора VT2. При равных напряжениях стабилизатора и аккумуляторной батареи зарядный ток равен нулю. За время одного периода переменного напряжения формируется один импульс зарядного тока. В промежутке между зарядными формируются разрядные импульсы длительностью вдвое большей зарядных. Разрядный ток зависит от сопротивления резистора R4.

    73074469

    Шкала амперметра рассчитана на ток 10 А. Среднее значение номинального напряжения составляет 14 В. Соотношения амплитуд положительного и отрицательного значения 10:1. Допустим, максимальное положительное значение тока составляет 5 ампер. Тогда отрицательное значение обратного тока составит 0,5 ампер.

    44265250

    Период положительного и отрицательного значения тока должно составлять 1:2. Это значит, что длина положительного значения выпрямленного тока составляет половину периода. А отрицательное значение тока составляет период. Выпрямитель для заряда аккумулятора обеспечивает значение напряжения от 13-15 вольт и выпрямленного тока около 5 ампер.

    Источник

    

    Схемы простых мощных зарядных устройств для аккумуляторов.

    Трансформаторные ЗУ для автомобильных аккумуляторов с высоким КПД: простейшие на гасящих конденсаторах, а также импульсные на тиристорах, симисторах и мощных полевых транзисторах.

    Для начала давайте разомнёмся и забудем про такой параметр, как КПД. Предположим, что есть острое желание зарядить автомобильный АКБ, но нет возможности ввиду полного отсутствия зарядки. Также сделаем предположение, что в хозяйстве затерялись: лампа накаливания на 220 вольт, диодный мост с допустимым током, превышающим ток, при котором мы будем заряжать аккумулятор, либо, на худой конец, просто силовой (выпрямительный) диод с таким же допустимым током и максимальным обратным напряжением — не менее 300В.

    Рис.1

    Спаяв схему, приведённую на Рис.1 слева, и озадачившись соблюдением техники безопасности, а также полярности подключения ЗУ к АКБ, получаем вполне себе работоспособное устройство, обеспечивающее нормированный и постоянный ток заряда подопечного аккумулятора.
    Поскольку 220 вольт — это действующее значение переменного напряжения сети, то силу тока, протекающую через АКБ можно рассчитать по простой формуле:
    Iзар(А) = Pламп(Вт) / (220 — Uакб)(В) ≈ Pламп(Вт) / 220(В) .
    Параллельное соединение двух ламп — удваивает зарядный ток, трёх — утраивает и т. д. до разумной бесконечности.
    Схема, изображённая на Рис.1 справа, выдаёт ток, вдвое меньший по сравнению с предыдущей.
    Большим преимуществом приведённых схем является возможность зарядки любых аккумуляторов, независимо от собственных значений их напряжений.

    Ещё одна простая и бюджетная схема зарядного устройства для аккумулятора с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч представлена на Рис.2.

    Зарядное устройство на гасящих конденсаторах

    Рис.2

    Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы C1-C4.
    Благодаря кратному «весу» каждого переключателя, различные комбинации позволяют ступенчато регулировать ток зарядки в пределах 1–15 А с шагом 1 А. Этого достаточно для выбора оптимального тока зарядки.

    В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около 300 Вт, в том числе и самодельный. Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22–24 В при токе до 10–15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д214 или Д242. Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее 300 кв. см.

    Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже 300 В. Подойдут, к примеру, МБЧГ, КБГ-МН, МБГО, МБГП, МБМ, МБГЧ. Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой техники. В качестве PU1 использован вольтметр постоянного тока типа М5−2 с пределом измерения 30 В. PA1 — амперметр того же типа с пределом измерения 30 А.

    В данной схеме высокий показатель КПД достигнут за счёт применения в качестве токозадающих элементов конденсаторов, которые, как известно, имеют реактивную проводимость и не выделяют на себе тепловой мощности.
    Далее будут приведены импульсные (ключевые) зарядные устройства, построенные по другому принципу, но также отличающиеся низким собственным энергопотреблением.

    Одними из первых импульсных ЗУ, появившихся на рынке, были тиристорные устройства.
    Вообще, тиристор — это прибор достаточно капризный и требующий для надёжной работы соблюдения определённого набора условий. Именно поэтому — большинство простейших схем, приведённых в различных источниках, грешат не очень стабильной работой и необходимостью подбора элементов.

    Зарядное устройство на тиристоре

    Из числа удачных простых разработок можно привести схему тиристорного зарядного устройства из книги уважаемого Т. Ходасевича «Зарядные устройства», многократно повторённую многочисленной радиолюбительской братвой и изображённую на Рис.3.

    Рис.3

    Вот что пишет автор:

    Зарядное устройство позволяет заряжать авто аккумуляторные батареи током от 0 до 10 А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы.
    Зарядный ток по форме близок к импульсному, который, как считается, содействует продлению срока службы батареи.
    Устройство работоспособно при температуре окружающей среды от — 35 °С до + 35°С.

    Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диодный мост VDI. VD4.
    Узел управления тиристором выполнен на аналоге однопереходного транзистора VTI, VT2. Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать переменным резистором R1. При крайнем правом по схеме положении его движка зарядный ток будет максимальным, и наоборот.
    Диод VD5 защищает управляющую цепь тиристора VS1 от обратного напряжения, возникающего при включении тиристора.

    Конденсатор С2 — К73-11, ёмкостью от 0,47 до 1 мкФ, или К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП.
    Транзистор КТ361А заменим на КТ361Б — КТ361Ё, КТ3107Л, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж — KT50IK, а КТ315Л — на КТ315Б + КТ315Д КТ312Б, КТ3102Л, КТ503В + КТ503Г, П307. Вместо КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105Г или Д226 с любым буквенным индексом.
    Переменный резистор R1 — СП-1, СПЗ-30а или СПО-1.
    Амперметр РА1 — любой постоянного тока со шкалой на 10 А. Его можно сделать самостоятельно из любого миллиамперметра, подобрав шунт по образцовому амперметру.
    Предохранитель F1 — плавкий, но удобно применять и сетевой автомат на 10 А либо автомобильный биметаллический на такой же ток. Диоды VD1. VP4 могут быть любыми на прямой ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии Д242, Д243, Д245, КД203, КД210, КД213).
    Диоды выпрямителя и тиристор устанавливают на теплоотводы, каждый полезной площадью возле 100 см*. Для улучшения теплового контакта устройств с теплоотводами желательно использовать теплопроводные пасты.
    Вместо тиристора КУ202В подойдут КУ202Г — КУ202Е. Проверено на практике, что устройство нормально работает и с более мощными тиристорами Т-160, Т-250.
    В приборе может быть использован готовый сетевой понижающий трансформатор необходимой мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22 В.
    Если у трансформатора напряжение на вторичной обмотке более 18 В, резистор R5 следует заменить другим, большего сопротивления (к примеру, при 24. 26 В сопротивление резистора следует увеличить до 200 Ом).

    Несмотря на популярность и работоспособность приведённый схемы, при функционировании устройства многие отмечают нехарактерное гудение трансформатора на частотах, отличных от 100 Гц. Связано это с отсутствием чётких и быстрых фронтов/спадов у сигналов, поступающих на управляющий вход тиристора при его включении/выключении, что в свою очередь создаёт условия для возникновения процессов генерации в нагрузке.

    Несколько лучше и надёжнее работают импульсные зарядные устройства, в которых коммутирующий элемент выполнен на симметричном (двухполярном) аналоге тиристора — симисторе.
    На Рис.4 приведена схема подобного устройства из вышеупомянутой книги Т. Ходасевича.

    Зарядное устройство на симисторе

    Рис.4

    Описываемое ниже простое зарядное устройство имеет широкие пределы регулирования зарядного тока — практически от 0 до 10А и может быть использовано для зарядки различных аккумуляторов на напряжение 12В.
    В основу устройства положен симисторный регулятор с маломощным диодным мостом VD1-VD4 и резисторами R3 и R5. После подключения устройства к сети при плюсовом её полупериоде начинает заряжаться конденсатор С2 через резистор R3, диод VD1 и последовательно соединённые резисторы R1 и R2. При минусовом полупериоде — через те же R1 и R2, диод VD2 и резистор R5. В обоих случаях конденсатор заряжается до одного и того же напряжения, меняется лишь полярность его зарядки. Как только напряжение на конденсаторе достигнет порога зажигания неоновой лампы HL1, она зажигается и конденсатор быстро разряжается через лампу и управляющий электрод симистора VS1.При этом симистор открывается. В конце полупериода симистор закрывается. описанный процесс повторяется в каждом полупериоде сети.
    Общеизвестно, что управление симистором посредством короткого импульса имеет тот недостаток, что при индуктивной или высокоомной активной нагрузке анодный ток прибора может не успеть достигнуть значения тока удержания за время действия управляющего импульса.
    Одной из мер по устранению этого недостатка является включение параллельно нагрузке резистора. В описываемом зарядном устройстве такими резисторами являются резисторы R3 и R5, которые в зависимости от полярности полупериода сетевого напряжения поочерёдно подключаются параллельно первичной обмотке трансформатора.
    Этой же цели служит и мощный резистор R6, являющийся нагрузкой выпрямителя VD5, VD6. Этот же резистор формирует импульсы разрядного тока, которые продлевают срок службы АКБ.

    Вместо резистора R6 можно установить лампу накаливания на напряжение 12В мощностью 10Вт.
    При изготовлении трансформатора задаются следующими параметрами: напряжением на вторичной обмотке 20В при токе 10А.

    Несколько упростить описанное выше устройство можно применив в его высоковольтной части динистор (Рис.5).

    Рис.5

    Данную схему с диаграммами мы подробно рассмотрели на странице ссылка на страницу. Поэтому повторяться не буду, скажу лишь, что наличие снабберной цепи, показанной на схеме синим цветом — обязательно. В качестве нагрузки выступает первичная обмотка сетевого трансформатора.

    В современных зарядных устройствах в качестве переключающего (регулирующего) элемента практически повсеместно используются мощные полевые транзисторы. Одно из подобных устройств было подробно описано в журнале Радио №5 2011г на странице 44.

    Зарядное устройство на полевом транзисторе

    Блок управления зарядным устройством представляет собой импульсный генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2 (см. схему на рис. 6) и позволяющий регулировать скважность импульсов, буферный усилитель — инвертор на элементах DD1.3 и DD1.4 и переключающий регулирующий элемент — полевой транзистор VT1.
    При указанных на схеме номиналах элементов частота генератора — около 13 кГц. Так как сопротивление открытого канала транзистора VT1 очень мало (0,017 0м) и работает он в переключательном режиме, при токе зарядки до 5 А транзистор практически не нагревается — рассеиваемая тепловая мощность не превышает 0,55 Вт.
    В качестве понижающего использован сетевой трансформатор габаритной мощностью 150 Вт с вторичной обмоткой, обеспечивающей постоянное напряжение 16. 17 В на конденсаторе С1 и зарядный ток до 6 А.
    Выпрямительный мост собран на диодах Шоттки, VD1 — сдвоенный SBL4045PT, a VD2 и VD3 — одиночные 10TQ045.
    Если вторичную обмотку сетевого трансформатора намотать с отводом от середины, число диодов в выпрямителе и тепловыделение от них можно уменьшить вдвое.
    Чертёж платы представлен на Рис.7.

    Зарядное устройство на полевом транзисторе

    Описанный узел управления также можно использовать в осветительных и нагревательных приборах, для изменения частоты вращения коллекторных электродвигателей. При этом питающее напряжение устройств можно варьировать в широких пределах, определяемых максимально допустимыми параметрами для переключательного транзистора и, конечно же, выпрямителя. В частности, используемый в узле транзистор IRFZ46N имеет максимальную рассеиваемую мощность 107 Вт, максимальный ток через канал 53 А, максимальное напряжение сток—исток 55 В. Возможна его замена транзистором IRFZ44N.
    Предлагаемое устройство позволяет регулировать мощность от нуля до максимального значения, а регулирующий транзистор не нуждается в эффективном отведении тепла при увеличении тока нагрузки до 5 А.

    В результате длительной или неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, что приводит к их деградации и последующему выходу из строя. Известен способ восстановления таких батарей методом заряда их «ассиметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбирается 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

    Зарядное устройство и восстановление аккумулятора

    На Рис.8 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.
    Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.
    Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.
    В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

    Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22. 25 В.
    Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0. 5 А (0. 3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

    Источник

    Выпрямитель для заряда аккумулятора

    Аккумуляторная батарея нашла широкое применение не только в сельской местности, она стала неотъемлемой частью нашей жизни. Используется практически везде: в различного рода технике (мотоциклы, автомобили, тракторы и т.п.), на станциях (в Арктике, в Антарктике, в отдаленных сельских местностях, в тундре, в степях и т.п.), в малогабаритной аппаратуре (часы, калькуляторы и т.п.), в бытовой аппаратуре (процессоры, антенны и т.п.). Используют АКБ и на космических спутниках, станциях. Все они предназначены для обеспечения «питания» в различных областях их широкого применения. Конечно, конструкции их различны друг от друга по исполнению, по размерам, по цвету и т.д. Из этого широкого круга аккумуляторных батарей мы рассмотрим автомобильные аккумуляторные батареи и выпрямитель для заряда аккумулятора. Для обеспечения стабильной работы аккумуляторной батареи нам необходим в первую очередь выпрямитель. Он служит для восстановления заряженности аккумуляторной батареи, в виду того, что при долговременной эксплуатации аккумуляторная батарея приходит в негодность.

    Сначала рассмотрим устройство аккумуляторной батареи

    o6462

    1. Отрицательная пластина. 2. Сепаратор. 3. Положительная пластина. 4. Предохранительная сетка. 5. Баретка. 6. Штырь. 7. Моноблок. 8. Уплотнительная мастика. 9. Положительный вывод. 10. Пробка наливного отверстия. 11. Межэлементная перемычка. 12. Крышка. 13. Отрицательный вывод.

    Аккумуляторная батарея состоит из отрицательных и положительных пластин, предохранительной сетки, отдельных секций, перемычек, отрицательного и положительного контактов. Сейчас рынок заполнен АКБ сомнительного качества. Для сельского жителя, проживающего на Севере, качество и стоимость играют огромную роль. Так АКБ сомнительного качества в холодных условиях прослужит совсем немного.

    Что нужно знать при покупке аккумуляторной батареи? При покупке новой аккумуляторной батареи следует особое внимание уделить пластинкам. Они должны быть прямыми, не иметь перекосов, не должны соприкасаться друг с другом. В ином случае это может привести к сульфатации пластин — образование следов окисления на пластинках и образования осадков окисления на дне аккумуляторной батареи, что само по себе приводит к разъеданию пластин, и как правило это приводит к выходу аккумуляторной батареи из эксплуатации. Такие засульфатированные аккумуляторные батареи служат 1-2 года.

    Переходим к схеме выпрямителя для зарядки батареи

    Существуют 3 вида выпрямителей: выпрямители заряжающие постоянным током, переменным током и асимметричным током.

    1. Выпрямители постоянного тока отличаются тем, что заряжают аккумуляторную батарею строго постоянным током, «очищенным» от пульсаций переменного напряжения.
    2. Выпрямители, заряжающие переменным током, имеют на выходе пульсирующее переменное напряжение.
    3. Асимметричный ток имеет положительную постоянную составляющую, собирается как правило на однополупериодных выпрямителях. Он имеет несколько лучшие результаты по сравнению с двумя типами выпрямителей.

    Схема асимметричного выпрямителя состоит собственно из выпрямителя и усилителя тока. Выпрямитель состоит из предохранителя, выключателя, трансформатора, мощного диода, стабилитрона и переменного резистора.

    o6463

    Предохранитель рассчитан на ток 10 А. Трансформатор от старого телевизора ТС-200, может подойти и любой другой мощностью 150 Вт, с выходным напряжением 21 Вольт. Мощный резистор МЛТ-2. Диод – мощный диод Д305, или любой другой, рассчитанный на ток не менее 5 А. Усилитель ЗУ состоит из регулятора тока на 2 транзисторах. Транзистор можно заменить на любой другой транзистор из серии кт825-кт818. При монтаже транзистор устанавливают на радиаторы. Мощные резисторы проволочные. Сборка схемы произведена навесным способом. Навесным называется такой способ сборки, где на уже использованную и очищенную от дорожек плату, устанавливаются детали и монтаж производится проводами.

    Работа выпрямителя

    При подключении выпрямителя на выходе трансформатора появляется переменное напряжение 21 В (амплитудное значение 29 В). Это напряжение поступает на однополупериодный выпрямитель, выполненный на диоде VD1. С выхода выпрямителя переменное напряжение поступает на стабилизатор управляющего напряжения, выполненного на балластном резисторе R1 и двух последовательно соединенных стабилитронов VD2, VD3. С движка переменного резистора R2, подключенного параллельно стабилитронам, управляющее напряжение подается на регулятор тока – он выполнен на мощных транзисторах VT1 и VT2.

    Перемещением движка резистора изменяют ток зарядки аккумуляторной батареи, являющейся своеобразной нагрузкой транзистора VT2. При равных напряжениях стабилизатора и аккумуляторной батареи зарядный ток равен нулю. За время одного периода переменного напряжения формируется один импульс зарядного тока. В промежутке между зарядными формируются разрядные импульсы длительностью вдвое большей зарядных. Разрядный ток зависит от сопротивления резистора R4.

    73074469

    Шкала амперметра рассчитана на ток 10 А. Среднее значение номинального напряжения составляет 14 В. Соотношения амплитуд положительного и отрицательного значения 10:1. Допустим, максимальное положительное значение тока составляет 5 ампер. Тогда отрицательное значение обратного тока составит 0,5 ампер.

    44265250

    Период положительного и отрицательного значения тока должно составлять 1:2. Это значит, что длина положительного значения выпрямленного тока составляет половину периода. А отрицательное значение тока составляет период. Выпрямитель для заряда аккумулятора обеспечивает значение напряжения от 13-15 вольт и выпрямленного тока около 5 ампер.

    Источник

Читайте также:  Все модели смартфонов с большим аккумулятором

Сначала рассмотрим устройство аккумуляторной батареи

Простое зарядное устройство для аккумулятора своими руками

Зарядное устройство неотъемлемый атрибут любого владельца авто. Аккумуляторная батарея (сокращенно АКБ) имеет тенденцию разряжаться с течением времени. После долгой стоянки автомобиля в гараже, особенно в зимнее время, ключом зажигания заставить машину работать бывает невозможно. Наличие зарядного устройства поможет решить проблему.

Дорогие устройства с большим количеством дополнительных опций можно купить в магазине. Однако некоторые автолюбители, имеющие общие понятия в электротехнике и владеющие паяльником реализуют зарядное устройство своими руками. Самодельная конструкция отличается несложной схемой, и как раз в силу простоты обладает большей надежностью. Кроме этого экономия на финансовых затратах добавляет мотивации в получении результата.

Схема простейшего зарядного устройства

По принципу работы зарядники могут быть трансформаторными и импульсными (электронными). Если импульсные сложны для самостоятельной сборки, имеют дорогостоящие комплектующие, то другие устройства имеют в основе лишь два компонента — трансформатор и выпрямитель. Принцип работы этих зарядников состоит в преобразовании напряжения бытовой сети 220 В, в напряжение необходимое для зарядки, например, 12 вольтовых АКБ, установленных на легковом автомобиле.

Простое трансформаторное зарядное устройство для аккумулятора изготовить своими руками можно по следующим вариантам.

Схема с одним выпрямляющим диодом

Диод устанавливается после трансформатора. Выпрямленный с его помощью переменный ток представляет пульсации с резким нарастанием до максимальной величины. Схема и график пульсирующего тока представлены на изображении:

Схема с диодным мостом

С помощью диодного моста выпрямленный ток будет оставаться пульсирующим, но резкого биения происходить не будет. Эта схема наиболее часто применяется для самодеятельного творчества. Ниже по тексту в качестве примера на ее основе приведен вариант практической реализации своими руками зарядного устройства.

Схема с диодным мостом и сглаживающим конденсатором

На выходе получается постоянный ток, что является лучшим вариантом для зарядки аккумуляторной батареи. Несмотря, что зарядка будет процессом достаточно долгим, эксплуатационный срок службы батареи останется достаточно большим.

Как сделать своими руками

Сделать зарядное устройство с диодным мостом самому по вышеприведенной схеме не составит особого труда. Достаточно руководствоваться следующими рекомендациями.

Подготовить необходимые комплектующие и инструменты

  • Трансформатор. Если зарядник изготавливается для АКБ легкового автомобиля «Жигули» емкостью 60 А×ч, то автомобильные характеристики трансформатора должны иметь следующие параметры:
    • мощность не менее 150 Вт, чтобы обеспечить зарядный ток величиной 6 А (оптимальная зарядка по времени с обеспечением стойкости пластин аккумулятора достигается на режиме 10 % от емкости АКБ);
    • напряжение на вторичной обмотке должно быть выше 12 Вольт для нормального прохождения тока через разряженную батарею — в районе 14.4 Вольт.

    Трансформатор с такими характеристиками можно найти в старых электроламповых телевизорах или потертых временем музыкальных центрах, вышедших из строя микроволновых печах и источниках бесперебойного питания. В конце концов в специализированных магазинах можно купить такое устройство за небольшие деньги.

    Старые трансформаторы используют в обмотках алюминиевый провод в отличие от медного он сильнее нагревается. Поэтому возникает необходимость борьбы с перегревом таких трансформаторов. Кулер от неисправного источника питания компьютера поможет решить проблему:

    Порядок выполнения работ

    1. Так как трансформатор для самодельного зарядника обычно берется с другого электротехнического устройства, то весьма редко напряжение и сила тока на вторичной обмотке соответствуют требованиям. Следует в таком случае полностью удалить вторичную обмотку, оставив первичную. Выполнить расчеты из школьного курса физики для определения количества витков и диаметра проволоки, подходящими для необходимого напряжения и силы тока. Аккуратно уложить проволоку виток к витку не составит труда. Не стоит забывать делать изоляцию (диэлектрической бумагой, изолентой) между слоями. Концы проволоки вывести и закрепить на корпусе. Для уменьшения вибраций следует пропитать обмотку парафином.
    2. На текстолитовой пластине разместить радиатор охлаждения с установленными на нем четырьмя диодами Д246. Собрать диодный мостик с выводами к клеммам аккумулятора. Зачистить концы выводов.

    Рекомендации по применению самодельного зарядника

    Простота конструкции требует определенных правил во время эксплуатации, чтобы не оказывать негативного влияния на функциональные качества самой батареи. Так, например, амперметр и вольтметр нужны для контроля процесса зарядки — автоматического выключения по окончании зарядки происходить не будет. Следует соблюдать и некоторые другие правила.

    • Отсутствие защиты от переполюсовки требует при подключении строго соблюдать полярность. Неправильно подсоединенные клеммы могут вывести АКБ из строя. Важно: плюс зарядника всегда соединять с плюсовым контактом батареи, минус — с отрицательным контактом.
    • Категорически запрещается проверять величину зарядки коротким замыканием плюсовой клеммы на минусовую, или как принято говорить в обиходе «на искру». Вывести из строя диодный мостик зарядного устройства таким способом достаточно легко.
    • Строго соблюдать правила электробезопасности при подключении зарядника к клеммам батареек: он не должен быть включен в сеть 220 В. Соответственно во время отсоединения зарядника от аккумулятора его предварительно следует отключить.
    • Самодельное зарядное устройство для АКБ не оборудовано устройствами защиты. Поэтому следует во время работы следить за ним, возможно возникновение самых неожиданных ситуаций. Правила выполнения процесса зарядки АКБ в вентилируемом помещении, вдали от горючих материалов должны неукоснительно соблюдаться. Пробки на аккумуляторе обязательно выкрутить, для предотвращения его взрыва от закипающего электролита.
    • Собирая зарядник следует помнить о наличии на входе 220 В и тщательно соблюдать схему сборки. Это сохранит здоровье и при включении не выведет из строя аккумуляторную батарею на вашем автомобиле.

    Источник

    Выпрямитель зарядное устройство для аккумуляторов

    Аккумуляторная батарея нашла широкое применение не только в сельской местности, она стала неотъемлемой частью нашей жизни. Используется практически везде: в различного рода технике (мотоциклы, автомобили, тракторы и т.п.), на станциях (в Арктике, в Антарктике, в отдаленных сельских местностях, в тундре, в степях и т.п.), в малогабаритной аппаратуре (часы, калькуляторы и т.п.), в бытовой аппаратуре (процессоры, антенны и т.п.). Используют АКБ и на космических спутниках, станциях. Все они предназначены для обеспечения «питания» в различных областях их широкого применения. Конечно, конструкции их различны друг от друга по исполнению, по размерам, по цвету и т.д. Из этого широкого круга аккумуляторных батарей мы рассмотрим автомобильные аккумуляторные батареи и выпрямитель для заряда аккумулятора. Для обеспечения стабильной работы аккумуляторной батареи нам необходим в первую очередь выпрямитель. Он служит для восстановления заряженности аккумуляторной батареи, в виду того, что при долговременной эксплуатации аккумуляторная батарея приходит в негодность.

    Сначала рассмотрим устройство аккумуляторной батареи

    o6462

    1. Отрицательная пластина. 2. Сепаратор. 3. Положительная пластина. 4. Предохранительная сетка. 5. Баретка. 6. Штырь. 7. Моноблок. 8. Уплотнительная мастика. 9. Положительный вывод. 10. Пробка наливного отверстия. 11. Межэлементная перемычка. 12. Крышка. 13. Отрицательный вывод.

    Аккумуляторная батарея состоит из отрицательных и положительных пластин, предохранительной сетки, отдельных секций, перемычек, отрицательного и положительного контактов. Сейчас рынок заполнен АКБ сомнительного качества. Для сельского жителя, проживающего на Севере, качество и стоимость играют огромную роль. Так АКБ сомнительного качества в холодных условиях прослужит совсем немного.

    Что нужно знать при покупке аккумуляторной батареи? При покупке новой аккумуляторной батареи следует особое внимание уделить пластинкам. Они должны быть прямыми, не иметь перекосов, не должны соприкасаться друг с другом. В ином случае это может привести к сульфатации пластин — образование следов окисления на пластинках и образования осадков окисления на дне аккумуляторной батареи, что само по себе приводит к разъеданию пластин, и как правило это приводит к выходу аккумуляторной батареи из эксплуатации. Такие засульфатированные аккумуляторные батареи служат 1-2 года.

    Переходим к схеме выпрямителя для зарядки батареи

    Существуют 3 вида выпрямителей: выпрямители заряжающие постоянным током, переменным током и асимметричным током.

    1. Выпрямители постоянного тока отличаются тем, что заряжают аккумуляторную батарею строго постоянным током, «очищенным» от пульсаций переменного напряжения.
    2. Выпрямители, заряжающие переменным током, имеют на выходе пульсирующее переменное напряжение.
    3. Асимметричный ток имеет положительную постоянную составляющую, собирается как правило на однополупериодных выпрямителях. Он имеет несколько лучшие результаты по сравнению с двумя типами выпрямителей.

    Схема асимметричного выпрямителя состоит собственно из выпрямителя и усилителя тока. Выпрямитель состоит из предохранителя, выключателя, трансформатора, мощного диода, стабилитрона и переменного резистора.

    o6463

    Предохранитель рассчитан на ток 10 А. Трансформатор от старого телевизора ТС-200, может подойти и любой другой мощностью 150 Вт, с выходным напряжением 21 Вольт. Мощный резистор МЛТ-2. Диод – мощный диод Д305, или любой другой, рассчитанный на ток не менее 5 А. Усилитель ЗУ состоит из регулятора тока на 2 транзисторах. Транзистор можно заменить на любой другой транзистор из серии кт825-кт818. При монтаже транзистор устанавливают на радиаторы. Мощные резисторы проволочные. Сборка схемы произведена навесным способом. Навесным называется такой способ сборки, где на уже использованную и очищенную от дорожек плату, устанавливаются детали и монтаж производится проводами.

    Работа выпрямителя

    При подключении выпрямителя на выходе трансформатора появляется переменное напряжение 21 В (амплитудное значение 29 В). Это напряжение поступает на однополупериодный выпрямитель, выполненный на диоде VD1. С выхода выпрямителя переменное напряжение поступает на стабилизатор управляющего напряжения, выполненного на балластном резисторе R1 и двух последовательно соединенных стабилитронов VD2, VD3. С движка переменного резистора R2, подключенного параллельно стабилитронам, управляющее напряжение подается на регулятор тока – он выполнен на мощных транзисторах VT1 и VT2.

    Перемещением движка резистора изменяют ток зарядки аккумуляторной батареи, являющейся своеобразной нагрузкой транзистора VT2. При равных напряжениях стабилизатора и аккумуляторной батареи зарядный ток равен нулю. За время одного периода переменного напряжения формируется один импульс зарядного тока. В промежутке между зарядными формируются разрядные импульсы длительностью вдвое большей зарядных. Разрядный ток зависит от сопротивления резистора R4.

    73074469

    Шкала амперметра рассчитана на ток 10 А. Среднее значение номинального напряжения составляет 14 В. Соотношения амплитуд положительного и отрицательного значения 10:1. Допустим, максимальное положительное значение тока составляет 5 ампер. Тогда отрицательное значение обратного тока составит 0,5 ампер.

    44265250

    Период положительного и отрицательного значения тока должно составлять 1:2. Это значит, что длина положительного значения выпрямленного тока составляет половину периода. А отрицательное значение тока составляет период. Выпрямитель для заряда аккумулятора обеспечивает значение напряжения от 13-15 вольт и выпрямленного тока около 5 ампер.

    Источник

    

    Схемы простых мощных зарядных устройств для аккумуляторов.

    Трансформаторные ЗУ для автомобильных аккумуляторов с высоким КПД: простейшие на гасящих конденсаторах, а также импульсные на тиристорах, симисторах и мощных полевых транзисторах.

    Для начала давайте разомнёмся и забудем про такой параметр, как КПД. Предположим, что есть острое желание зарядить автомобильный АКБ, но нет возможности ввиду полного отсутствия зарядки. Также сделаем предположение, что в хозяйстве затерялись: лампа накаливания на 220 вольт, диодный мост с допустимым током, превышающим ток, при котором мы будем заряжать аккумулятор, либо, на худой конец, просто силовой (выпрямительный) диод с таким же допустимым током и максимальным обратным напряжением — не менее 300В.

    Рис.1

    Спаяв схему, приведённую на Рис.1 слева, и озадачившись соблюдением техники безопасности, а также полярности подключения ЗУ к АКБ, получаем вполне себе работоспособное устройство, обеспечивающее нормированный и постоянный ток заряда подопечного аккумулятора.
    Поскольку 220 вольт — это действующее значение переменного напряжения сети, то силу тока, протекающую через АКБ можно рассчитать по простой формуле:
    Iзар(А) = Pламп(Вт) / (220 — Uакб)(В) ≈ Pламп(Вт) / 220(В) .
    Параллельное соединение двух ламп — удваивает зарядный ток, трёх — утраивает и т. д. до разумной бесконечности.
    Схема, изображённая на Рис.1 справа, выдаёт ток, вдвое меньший по сравнению с предыдущей.
    Большим преимуществом приведённых схем является возможность зарядки любых аккумуляторов, независимо от собственных значений их напряжений.

    Ещё одна простая и бюджетная схема зарядного устройства для аккумулятора с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч представлена на Рис.2.

    Зарядное устройство на гасящих конденсаторах

    Рис.2

    Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы C1-C4.
    Благодаря кратному «весу» каждого переключателя, различные комбинации позволяют ступенчато регулировать ток зарядки в пределах 1–15 А с шагом 1 А. Этого достаточно для выбора оптимального тока зарядки.

    В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около 300 Вт, в том числе и самодельный. Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22–24 В при токе до 10–15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д214 или Д242. Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее 300 кв. см.

    Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже 300 В. Подойдут, к примеру, МБЧГ, КБГ-МН, МБГО, МБГП, МБМ, МБГЧ. Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой техники. В качестве PU1 использован вольтметр постоянного тока типа М5−2 с пределом измерения 30 В. PA1 — амперметр того же типа с пределом измерения 30 А.

    В данной схеме высокий показатель КПД достигнут за счёт применения в качестве токозадающих элементов конденсаторов, которые, как известно, имеют реактивную проводимость и не выделяют на себе тепловой мощности.
    Далее будут приведены импульсные (ключевые) зарядные устройства, построенные по другому принципу, но также отличающиеся низким собственным энергопотреблением.

    Одними из первых импульсных ЗУ, появившихся на рынке, были тиристорные устройства.
    Вообще, тиристор — это прибор достаточно капризный и требующий для надёжной работы соблюдения определённого набора условий. Именно поэтому — большинство простейших схем, приведённых в различных источниках, грешат не очень стабильной работой и необходимостью подбора элементов.

    Зарядное устройство на тиристоре

    Из числа удачных простых разработок можно привести схему тиристорного зарядного устройства из книги уважаемого Т. Ходасевича «Зарядные устройства», многократно повторённую многочисленной радиолюбительской братвой и изображённую на Рис.3.

    Рис.3

    Вот что пишет автор:

    Зарядное устройство позволяет заряжать авто аккумуляторные батареи током от 0 до 10 А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы.
    Зарядный ток по форме близок к импульсному, который, как считается, содействует продлению срока службы батареи.
    Устройство работоспособно при температуре окружающей среды от — 35 °С до + 35°С.

    Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диодный мост VDI. VD4.
    Узел управления тиристором выполнен на аналоге однопереходного транзистора VTI, VT2. Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать переменным резистором R1. При крайнем правом по схеме положении его движка зарядный ток будет максимальным, и наоборот.
    Диод VD5 защищает управляющую цепь тиристора VS1 от обратного напряжения, возникающего при включении тиристора.

    Конденсатор С2 — К73-11, ёмкостью от 0,47 до 1 мкФ, или К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП.
    Транзистор КТ361А заменим на КТ361Б — КТ361Ё, КТ3107Л, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж — KT50IK, а КТ315Л — на КТ315Б + КТ315Д КТ312Б, КТ3102Л, КТ503В + КТ503Г, П307. Вместо КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105Г или Д226 с любым буквенным индексом.
    Переменный резистор R1 — СП-1, СПЗ-30а или СПО-1.
    Амперметр РА1 — любой постоянного тока со шкалой на 10 А. Его можно сделать самостоятельно из любого миллиамперметра, подобрав шунт по образцовому амперметру.
    Предохранитель F1 — плавкий, но удобно применять и сетевой автомат на 10 А либо автомобильный биметаллический на такой же ток. Диоды VD1. VP4 могут быть любыми на прямой ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии Д242, Д243, Д245, КД203, КД210, КД213).
    Диоды выпрямителя и тиристор устанавливают на теплоотводы, каждый полезной площадью возле 100 см*. Для улучшения теплового контакта устройств с теплоотводами желательно использовать теплопроводные пасты.
    Вместо тиристора КУ202В подойдут КУ202Г — КУ202Е. Проверено на практике, что устройство нормально работает и с более мощными тиристорами Т-160, Т-250.
    В приборе может быть использован готовый сетевой понижающий трансформатор необходимой мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22 В.
    Если у трансформатора напряжение на вторичной обмотке более 18 В, резистор R5 следует заменить другим, большего сопротивления (к примеру, при 24. 26 В сопротивление резистора следует увеличить до 200 Ом).

    Несмотря на популярность и работоспособность приведённый схемы, при функционировании устройства многие отмечают нехарактерное гудение трансформатора на частотах, отличных от 100 Гц. Связано это с отсутствием чётких и быстрых фронтов/спадов у сигналов, поступающих на управляющий вход тиристора при его включении/выключении, что в свою очередь создаёт условия для возникновения процессов генерации в нагрузке.

    Несколько лучше и надёжнее работают импульсные зарядные устройства, в которых коммутирующий элемент выполнен на симметричном (двухполярном) аналоге тиристора — симисторе.
    На Рис.4 приведена схема подобного устройства из вышеупомянутой книги Т. Ходасевича.

    Зарядное устройство на симисторе

    Рис.4

    Описываемое ниже простое зарядное устройство имеет широкие пределы регулирования зарядного тока — практически от 0 до 10А и может быть использовано для зарядки различных аккумуляторов на напряжение 12В.
    В основу устройства положен симисторный регулятор с маломощным диодным мостом VD1-VD4 и резисторами R3 и R5. После подключения устройства к сети при плюсовом её полупериоде начинает заряжаться конденсатор С2 через резистор R3, диод VD1 и последовательно соединённые резисторы R1 и R2. При минусовом полупериоде — через те же R1 и R2, диод VD2 и резистор R5. В обоих случаях конденсатор заряжается до одного и того же напряжения, меняется лишь полярность его зарядки. Как только напряжение на конденсаторе достигнет порога зажигания неоновой лампы HL1, она зажигается и конденсатор быстро разряжается через лампу и управляющий электрод симистора VS1.При этом симистор открывается. В конце полупериода симистор закрывается. описанный процесс повторяется в каждом полупериоде сети.
    Общеизвестно, что управление симистором посредством короткого импульса имеет тот недостаток, что при индуктивной или высокоомной активной нагрузке анодный ток прибора может не успеть достигнуть значения тока удержания за время действия управляющего импульса.
    Одной из мер по устранению этого недостатка является включение параллельно нагрузке резистора. В описываемом зарядном устройстве такими резисторами являются резисторы R3 и R5, которые в зависимости от полярности полупериода сетевого напряжения поочерёдно подключаются параллельно первичной обмотке трансформатора.
    Этой же цели служит и мощный резистор R6, являющийся нагрузкой выпрямителя VD5, VD6. Этот же резистор формирует импульсы разрядного тока, которые продлевают срок службы АКБ.

    Вместо резистора R6 можно установить лампу накаливания на напряжение 12В мощностью 10Вт.
    При изготовлении трансформатора задаются следующими параметрами: напряжением на вторичной обмотке 20В при токе 10А.

    Несколько упростить описанное выше устройство можно применив в его высоковольтной части динистор (Рис.5).

    Рис.5

    Данную схему с диаграммами мы подробно рассмотрели на странице ссылка на страницу. Поэтому повторяться не буду, скажу лишь, что наличие снабберной цепи, показанной на схеме синим цветом — обязательно. В качестве нагрузки выступает первичная обмотка сетевого трансформатора.

    В современных зарядных устройствах в качестве переключающего (регулирующего) элемента практически повсеместно используются мощные полевые транзисторы. Одно из подобных устройств было подробно описано в журнале Радио №5 2011г на странице 44.

    Зарядное устройство на полевом транзисторе

    Блок управления зарядным устройством представляет собой импульсный генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2 (см. схему на рис. 6) и позволяющий регулировать скважность импульсов, буферный усилитель — инвертор на элементах DD1.3 и DD1.4 и переключающий регулирующий элемент — полевой транзистор VT1.
    При указанных на схеме номиналах элементов частота генератора — около 13 кГц. Так как сопротивление открытого канала транзистора VT1 очень мало (0,017 0м) и работает он в переключательном режиме, при токе зарядки до 5 А транзистор практически не нагревается — рассеиваемая тепловая мощность не превышает 0,55 Вт.
    В качестве понижающего использован сетевой трансформатор габаритной мощностью 150 Вт с вторичной обмоткой, обеспечивающей постоянное напряжение 16. 17 В на конденсаторе С1 и зарядный ток до 6 А.
    Выпрямительный мост собран на диодах Шоттки, VD1 — сдвоенный SBL4045PT, a VD2 и VD3 — одиночные 10TQ045.
    Если вторичную обмотку сетевого трансформатора намотать с отводом от середины, число диодов в выпрямителе и тепловыделение от них можно уменьшить вдвое.
    Чертёж платы представлен на Рис.7.

    Зарядное устройство на полевом транзисторе

    Описанный узел управления также можно использовать в осветительных и нагревательных приборах, для изменения частоты вращения коллекторных электродвигателей. При этом питающее напряжение устройств можно варьировать в широких пределах, определяемых максимально допустимыми параметрами для переключательного транзистора и, конечно же, выпрямителя. В частности, используемый в узле транзистор IRFZ46N имеет максимальную рассеиваемую мощность 107 Вт, максимальный ток через канал 53 А, максимальное напряжение сток—исток 55 В. Возможна его замена транзистором IRFZ44N.
    Предлагаемое устройство позволяет регулировать мощность от нуля до максимального значения, а регулирующий транзистор не нуждается в эффективном отведении тепла при увеличении тока нагрузки до 5 А.

    В результате длительной или неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, что приводит к их деградации и последующему выходу из строя. Известен способ восстановления таких батарей методом заряда их «ассиметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбирается 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

    Зарядное устройство и восстановление аккумулятора

    На Рис.8 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.
    Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.
    Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.
    В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

    Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22. 25 В.
    Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0. 5 А (0. 3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

    Источник

    Выпрямитель для заряда аккумулятора

    Аккумуляторная батарея нашла широкое применение не только в сельской местности, она стала неотъемлемой частью нашей жизни. Используется практически везде: в различного рода технике (мотоциклы, автомобили, тракторы и т.п.), на станциях (в Арктике, в Антарктике, в отдаленных сельских местностях, в тундре, в степях и т.п.), в малогабаритной аппаратуре (часы, калькуляторы и т.п.), в бытовой аппаратуре (процессоры, антенны и т.п.). Используют АКБ и на космических спутниках, станциях. Все они предназначены для обеспечения «питания» в различных областях их широкого применения. Конечно, конструкции их различны друг от друга по исполнению, по размерам, по цвету и т.д. Из этого широкого круга аккумуляторных батарей мы рассмотрим автомобильные аккумуляторные батареи и выпрямитель для заряда аккумулятора. Для обеспечения стабильной работы аккумуляторной батареи нам необходим в первую очередь выпрямитель. Он служит для восстановления заряженности аккумуляторной батареи, в виду того, что при долговременной эксплуатации аккумуляторная батарея приходит в негодность.

    Сначала рассмотрим устройство аккумуляторной батареи

    o6462

    1. Отрицательная пластина. 2. Сепаратор. 3. Положительная пластина. 4. Предохранительная сетка. 5. Баретка. 6. Штырь. 7. Моноблок. 8. Уплотнительная мастика. 9. Положительный вывод. 10. Пробка наливного отверстия. 11. Межэлементная перемычка. 12. Крышка. 13. Отрицательный вывод.

    Аккумуляторная батарея состоит из отрицательных и положительных пластин, предохранительной сетки, отдельных секций, перемычек, отрицательного и положительного контактов. Сейчас рынок заполнен АКБ сомнительного качества. Для сельского жителя, проживающего на Севере, качество и стоимость играют огромную роль. Так АКБ сомнительного качества в холодных условиях прослужит совсем немного.

    Что нужно знать при покупке аккумуляторной батареи? При покупке новой аккумуляторной батареи следует особое внимание уделить пластинкам. Они должны быть прямыми, не иметь перекосов, не должны соприкасаться друг с другом. В ином случае это может привести к сульфатации пластин — образование следов окисления на пластинках и образования осадков окисления на дне аккумуляторной батареи, что само по себе приводит к разъеданию пластин, и как правило это приводит к выходу аккумуляторной батареи из эксплуатации. Такие засульфатированные аккумуляторные батареи служат 1-2 года.

    Переходим к схеме выпрямителя для зарядки батареи

    Существуют 3 вида выпрямителей: выпрямители заряжающие постоянным током, переменным током и асимметричным током.

    1. Выпрямители постоянного тока отличаются тем, что заряжают аккумуляторную батарею строго постоянным током, «очищенным» от пульсаций переменного напряжения.
    2. Выпрямители, заряжающие переменным током, имеют на выходе пульсирующее переменное напряжение.
    3. Асимметричный ток имеет положительную постоянную составляющую, собирается как правило на однополупериодных выпрямителях. Он имеет несколько лучшие результаты по сравнению с двумя типами выпрямителей.

    Схема асимметричного выпрямителя состоит собственно из выпрямителя и усилителя тока. Выпрямитель состоит из предохранителя, выключателя, трансформатора, мощного диода, стабилитрона и переменного резистора.

    o6463

    Предохранитель рассчитан на ток 10 А. Трансформатор от старого телевизора ТС-200, может подойти и любой другой мощностью 150 Вт, с выходным напряжением 21 Вольт. Мощный резистор МЛТ-2. Диод – мощный диод Д305, или любой другой, рассчитанный на ток не менее 5 А. Усилитель ЗУ состоит из регулятора тока на 2 транзисторах. Транзистор можно заменить на любой другой транзистор из серии кт825-кт818. При монтаже транзистор устанавливают на радиаторы. Мощные резисторы проволочные. Сборка схемы произведена навесным способом. Навесным называется такой способ сборки, где на уже использованную и очищенную от дорожек плату, устанавливаются детали и монтаж производится проводами.

    Работа выпрямителя

    При подключении выпрямителя на выходе трансформатора появляется переменное напряжение 21 В (амплитудное значение 29 В). Это напряжение поступает на однополупериодный выпрямитель, выполненный на диоде VD1. С выхода выпрямителя переменное напряжение поступает на стабилизатор управляющего напряжения, выполненного на балластном резисторе R1 и двух последовательно соединенных стабилитронов VD2, VD3. С движка переменного резистора R2, подключенного параллельно стабилитронам, управляющее напряжение подается на регулятор тока – он выполнен на мощных транзисторах VT1 и VT2.

    Перемещением движка резистора изменяют ток зарядки аккумуляторной батареи, являющейся своеобразной нагрузкой транзистора VT2. При равных напряжениях стабилизатора и аккумуляторной батареи зарядный ток равен нулю. За время одного периода переменного напряжения формируется один импульс зарядного тока. В промежутке между зарядными формируются разрядные импульсы длительностью вдвое большей зарядных. Разрядный ток зависит от сопротивления резистора R4.

    73074469

    Шкала амперметра рассчитана на ток 10 А. Среднее значение номинального напряжения составляет 14 В. Соотношения амплитуд положительного и отрицательного значения 10:1. Допустим, максимальное положительное значение тока составляет 5 ампер. Тогда отрицательное значение обратного тока составит 0,5 ампер.

    44265250

    Период положительного и отрицательного значения тока должно составлять 1:2. Это значит, что длина положительного значения выпрямленного тока составляет половину периода. А отрицательное значение тока составляет период. Выпрямитель для заряда аккумулятора обеспечивает значение напряжения от 13-15 вольт и выпрямленного тока около 5 ампер.

    Источник

Читайте также:  Таблица при измерении аккумулятор