Меню

Устройство для проверки мкости герметичных аккумуляторов 12V

Автоотключение любого ЗУ автомобиля при завершении зарядки, схема

Всем привет, сегодня рассмотрим несколько универсальных схем, которые позволят отключить зарядное устройство при полной зарядке аккумулятора, иными словами внедрением этих схем можно построить автоматическое зарядное устройство или доработать функцию автоотключения промышленной зарядки.

Сразу хочу пояснить один момент, если зарядное устройство работает по принципу стабильный ток — стабильное напряжение, то нет смысла использовать функцию автоотключения, поскольку естественным образом по мере заряда батареи ток в цепи будет падать и в конце заряда он равен нулю.

Схемы, которые мы сегодня рассмотрим, предназначены для работы с автомобильными свинцово — кислотными аккумуляторами, хотя они могут работать с любыми зарядными устройствами, без всякой переделки последних.

Начнём с простых схем…

Первый вариант построен всего на одном транзисторе, переключающим элементом в схеме является реле с напряжением катушки 12 вольт.

Использованы те контакты, которые замкнуты без подачи питания на реле

Резистивный делитель или переменный резистор, задает нужное напряжение, смещение на базе транзистора, тот срабатывая подаёт питание на обмотку реле, вследствие чего реле включается размыкая контакт, который в состоянии покоя был замкнут и через который протекал ток заряда.

Используя подстроечный резистор мы можем выставить то напряжение при котором сработает транзистор.

Для настройки схемы удобно использовать регулируемый источник питания,

Источник



Устройство для проверки ёмкости герметичных аккумуляторов 12V

По роду службы мне приходится иметь дело с кислотными необслуживаемыми аккумуляторами напряжением 12 Вольт и емкостью 7 Ампер-час. Этот тип аккумуляторов очень широко применяется, например, в устройствах бесперебойного питания компьютеров, системах безопасности, которые должны какое-то время работать при пропадании сетевого электропитания. Аккумуляторы или стоят в буфере под напряжением, или лежат резервом в коробках. Проблема состоит в том, что неизвестно в каком состоянии они находятся. Контроля напряжения недостаточно — аккумуляторы могут потерять ёмкость.

Единственным достоверным способом проверки ёмкости является разряд аккумулятора фиксированным током до определенного напряжения с контролем времени разряда. Есть способ измерения ёмкости большим током в течение короткого отрезка времени с контролем изменения напряжения. Но это метод эмпирический и не точный. Кроме того, полезно время от времени делать цикл разряд-заряд. В литературе и интернете очень много схем зарядных устройств, но мало разрядных. Лично мне ничего подходящего не попалось и пришлось придумывать своё устройство. Поскольку я радиолюбитель, мой подход — использовать в первую очередь имеющиеся детали, собранные по сусекам. Этим объясняется выбор деталей. Почти все они сняты со старой техники.

Схема

Сердце устройства — источник тока на микросхеме КР142ЕН12. Это аналог LM317, надо обратить внимание, что выпускались ЕН с разными цоколёвками, у меня она совпала с цоколёвкой LM. Ток определяется резистором R10 и при 1,25 Ома равен 1 А. Ёмкость аккумулятора очень сильно зависит от тока разрядки и напряжения окончания разряда.
Вот таблица одного из производителей аккумуляторов.

Из таблицы следует, что в 5-часовом режиме разрядки до напряжения батареи 10,5 В, ток должен быть 1,1 А. Для удобства я выбрал режим разрядки током Итак, если время разряда аккумулятора 5 часов, он в отличном состоянии. Ток выбран и из других соображений — предельный ток ЕН12 составляет 1,5 А, кроме того больше ток — больше тепла рассеивается. Для тока 1 А надо рассеять 10…14 Вт, что можно сделать в небольшом устройстве. Ключ управления собран на полевых транзисторах с изолированным затвором и N-каналом. Эти транзисторы имеют хорошие ключевые свойства и им не нужен ток управления, достаточно короткого импульса. Можно на мгновение коснуться затвором общего провода — ключ закрыт, дотронуться до положительного вывода питания — ключ открыт.

Для облегчения теплового режима ЕН12 я сделал несколько маленьких хитростей. Сопротивление открытого ключа 1,4 Ом и при токе 1А потребуется дополнительный теплоотвод. Я поставил два транзистора параллельно. Падение напряжения на них стало 0,7 В и каждый транзистор рассеивает 0,35 Вт, теплоотвод стал не нужен. Транзистор IRFP150 имеет (измеренное) сопротивление при таком токе 0,03 Ом и не греется совсем, но я хотел разделить тепловую нагрузку, чтобы ЕН12 легче дышалось, 0,7 Вт ключ взял на себя. Другой излишек можно погасить резистором. Экспериментально установлено, что оптимальное сопротивление R7 равно 5,6…6 Ом. Итак, еще 6 Вт тепла долой. На R12 рассеивается 1,25 Вт. Итого ЕН12 стало на 8 Вт легче, что позволило применить небольшой теплоотвод (от разобранного монитора). Кроме того, оказалось, что светодиод, подключенный параллельно ЕН12 через цепочку диодов и резистор неплохо показывает напряжение аккумулятора. Ярко светит при 13 В (ток 6…7 мА) и гаснет при напряжении 11 В (почти полный разряд). Отмечу, что у меня всё точно подобрано, при других деталях и токах, цепь индикации надо настраивать заново.

Читайте также:  Интернет магазин аккумуляторов для инструмента

Ключом управляет пороговое устройство на любом ОУ, способном работать при напряжении 10 В и триггер на половине микросхемы К561ЛА7. Триггер решает проблему дребезга и повышения напряжения на батарее при закрывании ключа.

Итак, при понижении напряжения батареи до 10,5 В, на выходе DA1 уровень становится низким, ключ закрывается, разряд прекращается. Дабы не следить за процессом, на половинке ЛА7 собран узел световой и звуковой индикации — красный светодиод мигает, зелёный гаснет, а пищалка прерывисто пищит. Остаётся подойти, заметить время, сравнить его с временем начала разрядки, отключить аккумулятор и сделать вывод о его годности. После полной разрядки аккумулятор нельзя класть в долгий ящик, требуется зарядка, но это уже другая история, я про это сегодня писать не буду.

Рассмотрим ещё некоторые детали работы устройства. При подключении устройства к батарее происходит начальная установка. Мигает красный светодиод, погашен зелёный, пищалка прерывисто пищит. Так мы убеждаемся в исправности индикации. При нажатии на кнопку, красный светодиод гаснет, зелёный загорается, звуковой индикации нет, начинается разрядка. По интенсивности свечения светодиода можно судить о состоянии батареи под нагрузкой. Теплоотвод, мощные резисторы и ключ греются ощутимо, рука долго не терпит. При желании можно облегчить тепловой режим, но тогда возрастут размеры устройства.

Можно ли применить это устройство для разрядки кислотных аккумуляторов? Можно, если будет интерес, я изложу свои соображения.
Я применил «пищалку» от «телефона-трубки», просто они есть под рукой, можно применить любой экономичный излучатель звука. Детали можно использовать практически любые, номиналы резисторов и конденсаторов могут меняться на порядок, но в силовой цепи лучше следовать моим рекомендациям.

Точность поддержания тока 1%. Резистор R6 предотвращает большой ток даже при теоретическом выходе ЕН12 из строя, стабилитрон — любой на напряжение 3,3…6,2 В, резисторы кроме R7 и R12 мощностью 0,125…0,25 Вт. Для ключа годятся любые транзисторы соответствующей структуры, надо только обращать внимание на сопротивление в открытом состоянии, при желании можно поставить параллельно до 4-х штук (место на плате для этого есть).

Печатная плата разрабатывалась под мои детали, но сделана по функциональным узлам и её легко изменить под ваши детали. Обратите внимание — на плате есть одна перемычка, считаю, что перемычка удобнее, чем длинные и тонкие дорожки.

Резистор R7 состоит из трёх С5-16В-5Вт сопротивлением 3,9 Ом, включенных последовательно-параллельно, можно взять любые проволочные, желателен запас по мощности в 1,5…2 раза. Резистор R12 состоит из резисторов МЛТ -1 Вт. Параллельно резистору 2 Ома включена цепочка последовательно соединённых резисторов 2 Ома и 1 Ом. Можно использовать самодельный проволочный резистор. Резистор R3 — многооборотный типа 3286, при отсутствии можно использовать любой, а после настройки впаять постоянный. Полевые транзисторы 03N60S5 взяты из электронного дросселя типа «Ташибра». Подойдут практически любые с небольшим сопротивлением в открытом состоянии, например, PHD45N03 с материнской платы. Эта крошка в корпусе SOT может работать без теплоотвода. Диоды, транзистор и светодиоды практически любые, выбраны из-за доступности.

Если вы собрали устройство из указанных или аналогичных деталей, настройка очень проста. Установите сопротивление резистора R3 в положение близкое к максимальному, подключите внешний источник питания с напряжением 10,5В. Должна заработать звуковая и световая сигнализация. Запустите разряд кнопкой и убедитесь, что ток разрядки равен 1 А, а звуковая сигнализация отключилась. Медленно уменьшая сопротивление резистора R3 добейтесь срабатывания звуковой сигнализации и прекращения разрядки. Полезно убедиться в стабильности тока разрядки во всем диапазоне напряжений 10,5…13,8 В.
Устройство проверено и с никель-кадмиевыми аккумуляторными батареями аналогичной ёмкости и напряжения, что позволило восстановить их.

Файлы

с печатной платой в формате layout5 и схему в формате sPlan7 прилагаю

Источник

Пороговое устройство для аккумулятора

_________________
Спасение утопающих дело рук самих утопающих.

Можно проще и надёжнее. Лет 6 назад я публиковал на телесистемах схему узла, по которой ув. Леонид Иванович написал потом статью
http://digit-el.com/files/circuits/accoff/accoff.html
Эта схема применяется в разработанном мною ИИП для промышленного оборудования. Выпускается серийно.

Вам достаточно будет подключить нагрузку к конт. «+12В», аккумулятор к «+АСС» и кнопку без фиксации или конденсатор для начального запуска между «+АСС» и «ON»
Диод D1 в Вашем случае не нужен, его можно закоротить.
Номиналы резисторов можно пересчитать исходя из имеющихся в наличии

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Для koyodza
Приведённая Вами схема вполне заслуживает внимания. Однако, не доверяю я мосфетам в цепях, подключенных к свинцово кислой АКБ. В случае пробоя мосфета, пожар, взрыв, выход из строя АКБ и пр. обеспечен.
Второй неприятный момент — схема требует обязательного соблюдения полярности подключения к АКБ. В случае ошибки подключения, проблем не избежать.
Третье — наличие пусковой кнопки. В гаражных условиях (масло, грязь) микрокнопки быстро мрут. Придумывать какую-то конструктивную защиту — овчинка выделки не стоит.

Читайте также:  Ремонт контроллера аккумулятора для шуруповерта

Все перечисленные недостатки несущественны и предложенный вариант вполне можно считать достойной альтернативой.

Для as:
Была идея подключить к нормальнозамкнутому контакту реле зуммер. Вполне подошел бы зуммер повторителя поворотника, но свободного не оказалось в ниличии. Цеплять ЗУ к нормальнозамкнутому контакту я бы не стал, хотя, это вполне возможно. В литературе по тренировке АКБ всречаетя еще способ тренировки заряд/разряд в соотношении 4/3 с периодом 5 мин. Но это уже будет другая конструкция

_________________
Спасение утопающих дело рук самих утопающих.

Благодаря облачным технологиям появилась возможность реализовать сложные проекты на базе микроконтроллера путем перераспределения вычислительной нагрузки между микроконтроллером и облаком. Простые в использовании отладочные платы, такие как AVR- и PIC-IoT WG, позволяют выполнять ресурсоемкие вычисления, передавая их в облако.

Приглашаем 23/06/2021 всех желающих принять участие в вебинаре, посвященном проектированию и разработке систем умного дома на базе компонентов STMicroelectronics. Предлагаемые ST ресурсы позволят разработчику легко построить каркас системы и быстро создать прототип своего приложения. На вебинаре также расскажем о беспроводных интерфейсах – ведь благодаря поддержке стандартов BLE и ZigBee разработчики смогут при необходимости интегрировать устройства сторонних производителей и создавать открытые системы.

Источник

Зарядное устройство для аккумулятора.

Вопросам грамотного обслуживания автомобильных аккумуляторных батарей (АКБ) всегда уделялось много внимания. В процессе эксплуатации АКБ, а тем более в тяжелых условиях зимы (при низких температурах, частых и длительных пусках холодного двигателя и коротких пробегах) целесообразно периодически производить заряд АКБ от стационарного зарядного устройства (ЗУ). Свинцовые аккумуляторные батареи служат дольше, если находятся постоянно в заряженном состоянии. Для этой цели выпускается много моделей зарядных устройств, однако или стоимость их чрезмерно высока, или они чрезмерно упрощены. Если зарядка таким упрощенным ЗУ идет без контроля оператора, то необходимо ограничить колебание зарядного тока при колебаниях сетевого напряжения. Кроме основного назначения ЗУ, его также можно использовать как пусковое устройство. При минусовой температуре аккумулятор снижает свою емкость на 25 — 40%. Пусковое устройство очень полезно применять при эксплуатации автомобиля в зимнее время. Это продлевает срок службы аккумулятора, позволяет без проблем заводить холодный двигатель зимой, даже при не полностью заряженном аккумуляторе. Подключение пускозарядного устройства, обеспечивающего пусковой ток даже в 50А, параллельно с аккумулятором позволяет заводить двигатель автомобиля.

Из практики [1] известно, что если аккумулятор работает на автомобиле, то срок его службы зависит от качества изготовления (3/4), а остальное от водителя: неправильно установленное напряжение, качество электролита, температурный режим. При работе аккумулятора в домашних условиях срок службы снижается в 1,5 — 2 раза, хотя нет вибраций, оптимальный температурный режим, а выходит — наоборот. Принято считать, что зарядка осуществляется постоянным током. В реакциях участвует вся масса пластин (положительных и отрицательных). Срок службы максимальный. Самое парадоксальное, что на срок службы аккумулятора эксплуатирующегося в домашних условиях, резко отрицательно (80%) влияют выпрямители. Форма тока трехфазного генератора машины ближе всего подходит к нормальному. Ни какая электрохимическая реакция не происходит на переменном или импульсном токе — только на постоянном, так как очень быстро отслаивается и осыпается поверхностный слой пластин аккумулятора.

Самая интересная схема выпрямителя с десульфатацией. Она подходит для зарядки и тренировки аккумуляторов.

Процесс зарядки/разрядки идет в течение одной минуты.

На протяжении 40 секунд происходит заряд током, равным Q/10 (Q – емкость аккумулятора в А/ч) и разряд током Q/100 на протяжении

20 секунд. Электрическая схема зарядного устройства с десульфатацией показана на рис.1. В качестве регулятора используется кремниевые полевые транзисторы с изолированным затвором и каналом типа-n. В устройстве используется транзистор КП809А в металлическом корпусе с жесткими выводами и стеклянными изоляторами. Он способен пропускать ток в 25А и рассеивает 100 Вт мощности. При изменении напряжения затвор-исток в диапазоне от 3В до 7В ток стока изменяется от 0 до мах(25А). Отсюда возникает требование к потенциометру R2,R9 – движок его должен быть червячным. Широтноимпульсный регулятор выполнен на микросхеме DA1. Генератор выполнен на микросхеме IR2153, представляющий собой драйвер мощных полевых транзисторов с изолированным затвором. Микросхема содержит внутренний генератор, аналогичный генератору на таймере серии 555. Особенностью этой микросхемы является наличие интегрированного выходного драйвера плавающего уровня с максимальным рабочим напряжением 600В (у нас он не используется). Внутренний параллельный стабилизатор предотвращает превышение питающего напряжения в 15В, а блокировка по пониженному напряжению выключает оба выхода управления затворами полевых транзисторов, когда напряжение питания падает ниже 9В. Микросхема имеет два управляющих выхода (выв.5,7) — выходные сигналы противофазные. Частота внутреннего генератора зависит от номиналов элементов времязадающей цепи R2,R3C2. С выхода микросхемы импульсы через резисторы R4,R5 поступают на светодиоды двухканального оптрона U1. Транзисторы этого оптрона установлены в цепях управления транзисторов VT1,VT2. Если открыт транзистор оптрона U1.1, то управляющее напряжение на затворе VT1 равно НУЛЮ и транзистор закрыт. В это время открывается транзистор оптрона U1.2 и соответственно транзистор VT2. Установка тока заряда осуществляется резистором R7, а установка тока разряда резистором R9. Контроль токов заряда и разряда ведется амперметром РА1.

Читайте также:  Зарядка АКБ с использованием стабилизатора тока

Полевые транзисторы с индуцированным затвором при нулевом напряжении между затвором и истоком имеют нулевой ток стока. Появление тока стока в таких транзисторах происходит при напряжении на затворе больше порогового уровня Uпор. Увеличение напряжения на затворе приводит к увеличению тока стока. Обычно пороговое напряжение находится в пределах 4-5В. Иногда пороговое напряжение называют напряжением отсечки. Но существуют полевые транзисторы, имеющие пороговое напряжение в 2-3В. Фирма IRF добавляет в обозначение таких транзисторов букву L. Выходные характеристики полевых транзисторов, как правило, имеют две области: линейную и насыщения. В линейной области вольтамперные характеристики вплоть до точки перегиба представляют собой прямые линии, наклон которых зависит от напряжения на затворе. В области насыщения вольтамперные характеристики идут практически горизонтально, что позволяет говорить о независимости тока стока от напряжения на стоке. Особенности этих характеристик обуславливают области применения этих транзисторов. В линейной области полевой транзистор используется как сопротивление, управляемое напряжением на затворе. Области насыщения и отсечки используют как ключ, управляемый напряжением на затворе. Используемые транзисторы позволяют пропускать ток 25 А. Для увеличения тока можно ставить параллельно несколько транзисторов. Изменений в схеме делать не придется. Светодиод VD3 служит для индикации правильности подключения выводов зарядного устройства к клеммам аккумулятора и сигнализации включения устройства в сеть. Полевой транзистор VT1 установлен на двустороннем игольчатым радиаторе с размерами 83*75*30мм. В качестве активного охлаждения используется вентилятор от компьютера размером 80*80мм. Трансформатор TV1 используется от блока питания унифицируемого лампово-полупроводникового цветного телевизора с габаритной мощностью 270Вт. Он имеет сердечник магнитопровода витого типа ПЛ25*50*120. Первичная обмотка содержит выводы 1-2 – 275 витков, 2-3 – 43витка, 1* -2* — 275витков, 2*-3* — 43витка провода ПЭВ1 диаметром 0,85мм. С трансформатора удаляют все вторичные обмотки с обеих катушек, оставляют первичную и экранирующую. Вторичную обмотку мотают медной шиной сечением 6мм2. При этом одну половину вторичной обмотки мотают на одной катушке, а другую на следующей. Каждая обмотка содержит по 40 витков на катушке, а затем их последовательно соединяют. Возможно применение и других трансформаторов с большей габаритной мощностью. Стабилизатор VR1 имеет малое падение напряжения вход-выход (

1. А.В. Милищук Принципы зарядки аккумуляторов.

Источник

Защита аккумулятора от глубокого разряда

По работе, время от времени ездим в лес и закапываем всякое электронное барахло. Это барахло питается от свинцового аккумулятора и работает на одной зарядке месяцев 8-10. В случае несвоевременной замены аккумулятору может поплохеть. Глубокий разряд и особенно глубокий разряд слабыми токами плохо сказывается на здоровье химических источников энергии. Для их защиты нам и понадобился блок защиты аккумулятора от «глубокого» разряда.

В интернете куча различных схем отключающих нагрузку при разряде аккумулятора, но найти подходящий так и не удалось. Либо схемные решения вызывают сомнения в надежной работе, либо они попросту уж очень много кушают. Так что поиски решения продлились некоторое время.И вот в закромах магазина ЧИП И ДИП коллега нашел «шедевр» российской электроники: КР1117СП10. Монитор питания рассчитанный на 10 вольт. На базе этой микросхемы и сделали наш блок защиты. Принципиальная схема блока защиты приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Принципиальная схема блока защиты аккумулятора.

В качестве детектора снижения напряжения используется КР1171СП10 (DA1). В качестве коммутирующего элемента используется полевой N канальный транзистор VT1. Пока напряжение аккумулятора выше порогового значения микросхема DA1 ни как не влияет на работу схемы, транзистор VT1 полностью открыт, напряжение подается на нагрузку Rн. Если напряжение аккумуляторной батареи G1 падает ниже порогового значения на выводе 3 микросхемы DA1 появляется низкий уровень напряжения, шунтирующий затвор транзистора VT1, что приводит к его закрытию и отключению нагрузки Rн.В дежурном режиме, согласно документации на микросхему, блок защиты должен потреблять не более 20мкА. Реальные измерения при напряжении аккумулятора 12,5 В показали 11 мкА. Обладая столь низким собственным потреблением, устройство защиты практически не влияет на продолжительность работы аккумуляторной батареи. Однако есть и ложка дегтя. При срабатывании защиты потребление возрастает на порядок, до 300 мкА, согласно документации. Неприятно, но терпимо.
Для придания законченного вида и защиты устройства от внешних воздействий, методом FDM 3D печати был изготовлен корпус. 3D модель, готовое устройство и пример подключения к аккумулятору изображены на рисунках 2, 3 и 4 соответственно.

Источник