Двухканальное зарядно-разрядное устройство

Двухканальное зарядно-разрядное устройство

Аккумуляторы в автомобилях используются в смешанном режиме эксплуатации : при заводке двигателя потребляется значительный стартовый ток, в поездке аккумулятор заряжается в буферном режиме небольшим током от генератора. При неисправной автоматике автомобиля ток зарядки может быть недостаточным или привести к перезаряду — при повышенных значениях. Кристаллизация пластин, повышенное напряжение заряда, преждевременный электролиз с обильным выделением сероводорода и недостаточная емкость в конце заряда сопровождают работу такого аккумулятора. Восстановить нормальную работу аккумулятора непосредственно от автомобильного генератора невыполнимо, для этого используются зарядные устройства.

Ток разряда аккумулятора в течении 10-ти часов всегда равен ёмкости аккумулятора. Если напряжение при разряде упало до 1.92 вольта на элемент, раньше чем за десять часов, то и ёмкость во столько меньше.

В некоторых автомобилях используется по два аккумулятора общим напряжением 24 вольта. Разные токи разряда, из-за того, что на первый аккумулятор подключена вся нагрузка с напряжением 12 вольт (телевизор, радио, магнитофон …), которая питается от аккумулятора на стоянке и в пути, а второй нагружается только во время пуска стартера и разогрева свечи в дизельном двигателе. Регулятор напряжения не во всех автомобилях автоматически отслеживает напряжение заряда аккумулятора в зимнее и летнее время, что приводит к недозаряду или перезаряду аккумулятора.

Необходимо восстанавливать аккумуляторы отдельным зарядным устройством с возможностью регулирования тока заряда и разряда на каждом аккумуляторе.

Такая потребность натолкнула на создание зарядно-разрядного устройства на два канала с раздельной регулировкой тока заряда и тока разряда, это очень удобно и позволяет подобрать оптимальные режимы восстановления пластин аккумулятора исходя из их технического состояния.

Использование циклического режима восстановления приводит к значительному снижению выхода газов сероводорода и кислорода из-за их полного использования в химической реакции, ускоренно восстанавливается внутреннее сопротивление и ёмкость до рабочего состояния, отсутствует перегрев корпуса и коробление пластин.
Ток разряда при зарядке ассиметричным током должен составлять не более 1/5 тока заряда.

В инструкциях заводов изготовителей перед зарядкой аккумулятора требуется произвести разрядку, то есть провести формовку пластин перед зарядом. Искать подходящую разрядную нагрузку нет необходимости, достаточно выполнить соответствующее переключение в устройстве.

Контрольную разрядку желательно проводить током в 0,05С от ёмкости аккумулятора в течении 20 часов, к примеру при ёмкости аккумулятора в 50 А/час, ток разряда устанавливается в 2,5 ампера.

Предложенная схема позволяет провести формовку пластин двух аккумуляторов одновременно с раздельной установкой разрядного и зарядного тока,

Характеристики устройства:
Напряжение сети — 220Вольт.
Вторичное напряжение 2 * 16 Вольт
Ток заряда 1-10 Ампер
Ток разряда 0,1-1 Ампер.
Форма тока заряда –однополупериодный выпрямитель.
Ёмкость аккумуляторов 10-100 А/час.
Напряжение аккумуляторов 3.6-12 Вольт.

Регуляторы тока представляют ключевые регуляторы на мощных полевых транзисторах VT1,VT2.

В цепях обратной связи установлены оптопары U1,U2, необходимые для защиты транзисторов от перегрузки. При больших токах заряда влияние конденсаторов C3,C4 минимальное и почти однополупериодный ток длительностью 5 мс с паузой в 5 мс ускоряет восстановление пластин аккумуляторов, за счёт паузы в цикле восстановления, не возникает перегрева пластин и электролиза, улучшается рекомбинация ионов электролита с полным использованием в химической реакции атомов водорода и кислорода.

Конденсаторы С2,С3 работая в режиме умножения напряжения, при переключении диодов VD1,VD2, создают дополнительный импульс для расплавления крупнокристаллической сульфатации и переводе окисла свинца в аморфный свинец.

Регуляторы тока обеих каналов R2, R5 питаются от параметрических стабилизаторов напряжения на стабилитронах VD3, VD4. Резисторы R7, R8 в цепях затворов полевых транзисторов VT1, VT2 ограничивают ток затвора до безопасной величины.

Транзисторы оптопар U1, U2 предназначены для шунтирования напряжения затвора полевых транзисторов при перегрузке зарядным или разрядным токами. Напряжение управления снимается с резисторов R13, R14 в цепях стока, через подстроечные резисторы R11, R12 и через ограничительные резисторы R9, R10 на светодиоды оптопар. При повышенном напряжении на резисторах R13, R14 транзисторы оптопар открываются и снижают напряжение управления на затворах полевых транзисторов, токи в цепи сток-исток понижаются.

Для визуального определения токов заряда или разряда, в цепях стока дополнительно установлены гальванические приборы – амперметры PA1, PA2 с внутренними шунтами на десять ампер.

Режим заряда устанавливается переключателями SA1, SA2 в верхнее положение, разряда в нижнее положение.

Аккумуляторы подключаются к зарядно-разрядному устройству многожильными проводами сечением 2,5- 4 мм в виниловой изоляции с зажимами типа «Крокодил».

Полевые транзисторы крепятся для охлаждения на отдельные радиаторы.
Силовой трансформатор T1 по мощности не критичен, в данном варианте используется трансформатор от старого лампового телевизора с перемоткой на два напряжения 16-18 вольт. Сечение провода выбрано не менее 4мм/кв.

Резисторы R13, R14 выполнены из отрезка провода из нихрома диаметром 1.8 мм длиной 10см, закреплённых на резисторе типа ПЭВ -50.

По возможности использовать силовые трансформаторы типа ТН59- ТН63,ТПП.
Светодиоды HL1, HL2 индицируют правильную полярность подсоединения аккумуляторов в зарядную цепь.

После подключения аккумулятора переключатель режима SA1или SA2 переводится в режим разряда. Регулятором тока, при включенной сети, устанавливается ток разряда в указанных выше пределах. После снижения тока разряда до нулевого значения через 6-10 часов переключатель режима переводится в верхнее положение – заряд, регулятором тока устанавливается рекомендуемое значение зарядного тока.

Через 6-10 часов заряда ток должен упасть до величины подзаряда.
Далее провести повторный разряд. При полной ёмкости 10-ти часового разряда ( напряжение не ниже 1,9 Вольта на элемент ), провести повторный 10-ти часовой заряд.
Хорошее состояние аккумулятора позволяет провести восстановление характеристик за один цикл.

Проводить зарядно-разрядный цикл аккумулятора рекомендуется даже при отличном его состоянии, легче кристаллизацию устранить в начале эксплуатации и не ждать когда она перейдёт в «застарелую» сульфатацию с ухудшением всех параметров аккумулятора.

Схема устройства собрана и закреплена с трансформатором и силовыми диодами внутри корпуса, на лицевой стороне установлены регуляторы тока, переключатели и светодиоды, предохранитель и силовой провод закреплены на задней стенке корпуса. Транзисторы установлены на мощные радиаторы 100*50*25. Вариант внешнего вида двухканального зарядно-разрядного устройства показан на фотографии. Формовку пластин по указанной технологии обязательно проводить после длительного хранения аккумулятора в складе (предпродажная подготовка), длительной эксплуатации или в режиме общего напряжения питания электрооборудования автомобиля — 24 Вольта.

Литература:
1. В.Коновалов. А.Разгильдеев. Восстановление аккумуляторов. Радиомир 2005 №3 с.7.
2. В.Коновалов. А.Вантеев. Технология гальванопластики. Радиолюбитель №9.2008.
3. В.Коновалов. Пульсирующее зарядно-восстановительное устройство Радиолюбитель № 5 /2007г. стр.30.
4. В.Коновалов. Ключевое зарядное устройство. Радиомир №9/2007 с.13.
5. Д.А.Хрусталёв. Аккумуляторы.г. Москва. Изумруд.2003 г.
6. В.Коновалов. «Измерение R-вн АБ».«Радиомир» №8 2004 г. стр.14.
7. В.Коновалов. «Эффект памяти снимает вольтдобавка.» «Радиомир» №10.2005 г. стр. 13.
8. В.Коновалов. «Зарядно –восстановительное устройство для NI-Cd аккумуляторов.». «Радио» №3 2006 г. стр.53
9. В.Коновалов. «Регенератор АКБ». Радиомир 6/2008 стр14.
10. В.Коновалов. «Импульсная диагностика аккумулятора». Радиомир №7 2008г. стр.15.
11. В.Коновалов. «Диагностика аккумулятора сотовых телефонов». Радиомир 3/2009 11стр.
12. В.Коновалов. «Восстановление аккумуляторов переменным током» Радиолюбитель 07/2007 стр 42.

Авторы: Коновалов Владимир, Вантеев Александр (Творческая лаборатория «Автоматика и связь» ИРК ПО)

Двухканальное зарядно-разрядное устройство

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Архив статей и поиск
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать — советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(500000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Викторина онлайн
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Голосования
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua


сделано в Украине

Двухканальное зарядно-разрядное устройство

  • при заводке двигателя от них потребляется значительный стартовый ток;
  • в поездке аккумуляторы заряжаются от генератора небольшим током в буферном режиме.

При неисправной автоматике автомобиля ток зарядки может быть недостаточным или избыточным и привести к перезаряду. Кристаллизация пластин, повышенное напряжение заряда и недостаточная емкость — отличительные признаки такого аккумулятора. Восстановить его нормальную работу непосредственно от автомобильного генератора практически нельзя. Для этого используются зарядные устройства.

В некоторых автомобилях используются два аккумулятора с общим напряжением 24 В.

Разные токи разряда у них наблюдаются из-за того, что к первому аккумулятору подключена вся нагрузка с напряжением 12 В (телевизор, магнитола и т.п.). которая питается от аккумулятора на стоянке и в пути, а второй нагружается только во время пуска стартера и разогрева свечей в дизельном двигателе. Заряд цепи из двух последовательно соединенных аккумуляторов нередко приводит к недозаряду одного и перезаряду второго. Необходимо восстанавливать такие аккумуляторы отдельным зарядным устройством с возможностью регулирования тока заряда каждого аккумулятора.

Хорошие результаты по восстановлению работоспособности аккумуляторов получаются, когда зарядный ток циклически чередуется с небольшим разрядным током.

Такая потребность натолкнула на создание зарядно-разрядного устройства на два канала с раздельной регулировкой тока заряда и разряда. Ток разряда при зарядке асимметричным током должен составлять не более 1/5 тока заряда.

Читайте также  Курс arduino - отображение данных на lcd

В инструкциях заводов-изготовителей часто указывается, что перед зарядкой аккумулятора требуется произвести его разрядку, т.е. произвести формовку пластин.

Контрольную разрядку желательно проводить током в 0,05С (С — емкость аккумулятора) в течение 20 час. Например, при емкости аккумулятора в 50 А час ток разряда — 2,5 А.

Предлагаемое устройство позволяет провести формовку пластин двух аккумуляторов одновременно с раздельной установкой разрядного и зарядного тока.


(нажмите для увеличения)

Основу устройства составляют усилители тока на мощных полевых транзисторах VT1 и VT2.

В цепях обратной связи установлены оптопары VU1, VU2, обеспечивающие защиту транзисторов от перегрузки. При бопьших токах заряда влияние конденсаторов фильтров С4 С5 минимально, и на аккумуляторы подается ток, по форме близкий к току после однополупериодного выпрямителя (импульсы длительностью 5 мс с паузой 5 мс).

Такой ток, как проверено практикой, ускоряет восстановление пластин аккумуляторов. Конденсаторы С2 и С3 при переключении диодов VD1 и VD2 создают дополнительный импульс тока.

Цепи регулировки тока обоих каналов образованы делителями R2-R3 и R5-R6 соответственно. Они питаются от параметрических стабилизаторов напряжения R1-VD3 и R4-VD4. Резисторы R7, R8 в цепях затворов полевых транзисторов VT1, VT2 ограничивают ток затвора до безопасной величины.

Фототранзисторы оптопар VU1, VU2 образуют управляемые делители напряжения. Напряжения управления снимаются с резисторов R11 и R12 в цепях стоков VT1, VT2 и через ограничительные резисторы R9, R10 подаются на светодиоды оптопар.

При увеличении падений напряжения на резисторах R11, R12 из-за возрастания зарядных или разрядных токов сверх установленных пределов светодиоды оптопар засвечиваются, фототранзисторы открываются и снижают напряжения, поступающие на затворы транзисторов, тем самым ограничивая токи в цепях стоков.

Дпя визуального контроля токов заряда и разряда установлены амперметры РА1, РА2 с внутренними шунтами на 10 А. Режим заряда или разряда в первом канале устанавливается переключателем SA1, во втором — SA2. Светодиоды HL1, HL2 индицируют правильную полярность подсоединения аккумуляторов в зарядную цепь.

Силовой трансформатор Т1 по мощности не критичен.

Можно использовать силовые трансформаторы типовТН59.ТН63, ТПП. В изготовленном устройстве используется трансформатор от старого лампового телевизора, вторичная обмотка которого перемотана проводом сечением 4 мм2 и обеспечивает напряжение 2×16.18 В. Резисторы R13, R14 выполнены из отрезков нихрома 1,8 мм и длиной 100 мм, закрепленных в качестве оправки на резисторах ПЭВ-50. Полевые транзисторы крепятся для охлаждения на отдельные радиаторы.

Аккумуляторы подключаются к зарядно-разрядному устройству многожильными проводами сечением 2,5. 4 мм2 в виниловой изоляции с зажимами типа «Крокодил». После подключения аккумулятора переключатель режима (SA1 или SA2) переводится в режим разряда.

Регулятором тока устанавливается ток разряда в необходимых пределах. После снижения тока разряда до нулевого значения через 6. 10 час, переключатель режима переводится в режим заряда и регулятором тока устанавливается рекомендуемое значение зарядного тока. Через 6. 10 час ток должен упасть до величины подзаряда.

Дальше рекомендуется провести повторный разряд (10 час, до напряжения не ниже 1,9 В на элемент) и повторный заряд (10 час). Хорошее состояние аккумулятора позволяет провести его восстановление за один цикл.

Зарядно-разрядные циклы рекомендуется проводить после длительного хранения аккумулятора, продолжительной эксплуатации и т.п.

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Двухканальное зарядное устройство для Ni-MH аккумуляторов

Это устройство разработано автором как логическое продолжение опубликованного в его статье «Зарядное устройство для Ni-MH аккумулятора» («Радио», 2017, №8, с. 18, 19).

Даже при автоматизированном производстве аккумуляторных элементов существует технологический разброс их параметров. Зарядно-разрядные характеристики однотипных аккумуляторов заметно различаются, особенно после длительной эксплуатации. Опыт эксплуатации батарей из Ni-MH аккумуляторов показывает целесообразность раздельной и независимой зарядки образующих их элементов. Это позволяет наиболее полно зарядить каждый элемент батареи.

Поскольку многие электронные устройства питают от батарей из двух Ni-MH аккумуляторов, автор решил изготовить для них двухканальное зарядное устройство. Оно позволяет заряжать как два аккумулятора одновременно, так и один, установленный в любой из двух имеющихся держателей. Канал зарядки, в держателе которого нет аккумулятора или находится полностью заряженный, автоматически отключается.

Основные технические характеристики

Напряжение питания, В . 5

Ток зарядки каждого аккумулятора, мА. 200

Напряжение запуска зарядки, В . 1

Напряжение прекращения зарядки, В. 1,25

Длительность цикла зарядка-измерение, с . 90

Длительность измерения напряжения, с . 1

По сравнению с прототипом принцип работы зарядного устройства остался прежним, но чтобы сделать его двухканальным, схема немного изменена, причём вместо двух сдвоенных компараторов напряжения LM393N применён счетверённый LM339N.

Принципиальная схема устройства изображена на рис. 1. Транзисторы VT1 и VT3 образуют управляемыйисточник тока первого канала зарядки. Таково же назначение транзисторов VT2, VT4 во втором канале. Диоды VD6 и VD7 предотвращают разрядку установленных в держатели XT1-XT4 аккумуляторов G1 и G2 через цепи зарядного устройства, если на разъём XS1 не подано напряжение питания.

Рис. 1. Принципиальная схема зарядного устройства

На компараторе DA1.1, резисторах R1-R6, конденсаторе C2 и диоде VD1 собран генератор прямоугольных импульсов низкого уровня длительностью 1 с, повторяющихся с периодом около 90 с. В паузах между импульсами происходит зарядка аккумуляторов. Импульсы выключают источники зарядного тока на время сравнения текущего напряжения заряжаемых аккумуляторов с образцовым, до которого следует зарядить каждый из них. О ходе зарядки сигнализируют светодиоды HL1 и HL2, подключённые через резисторы R14 и R16 к коллекторам транзисторов VT3 и VT4. Диоды VD10 и VD11 препятствуют попаданию на средний вывод подстроечного резистора R24 импульсов, блокирующих зарядку на время контроля напряжения аккумуляторов.

Компараторы DA1.2 и DA1.3 сравнивают напряжения на аккумуляторах с заданным. Для правильной работы узлов сравнения с коллекторов транзисторов VT3 и VT4 через цепи задержки R17C6, R18C7 и диоды VD8, VD9 на инвертирующие входы компараторов поступают сигналы, блокирующие их.

По достижении напряжением на аккумуляторах значений, заданных подстроечным резистором R24, на выходах компараторов DA1.2 и DA1.3 устанавливаются высокие логические уровни напряжений, которые через диод VD12 поступают на инвертирующий вход компаратора DA1.1, блокируя этим работу генератора. Одновременно высокий уровень напряжения приходит на инвертирующий вход компаратора DA1.4, поэтому светодиод HL3 включается, сигнализируя о завершении зарядки.

Эмиттеры транзисторов VT1 и VT2 подключены к выходам компараторов DA1.2 и DA1.3. Поэтому высокий уровень напряжения на этих выходах закрывает транзисторы, и оба канала зарядки прекращают работу. О прекращении зарядки сигнализирует выключение светодиодов HL1, HL2.

Однако процессы в зарядном устройстве соответствуют описанным выше только при одинаковой начальной заряженности обоих аккумуляторов, одинаковой их ёмкости и одинаковом токе зарядки. На практике это случается очень редко. Предположим, что зарядка аккумулятора G1 уже завершена, а напряжение на аккумуляторе G2 ещё не
достигло нужного значения. В этом случае внутренний выходной транзистор компаратора DA1.2 закрыт, и цепь, соединяющая эмиттер транзистора VT1 разорвана. Поэтому канал зарядки аккумулятора G1 заблокирован, а светодиод HL1 погашен.

Но поскольку напряжение на аккумуляторе G2 ещё не достигло предельного значения, выходной транзистор компаратора DA1.3 открыт и зарядка аккумулятора G2 продолжается. Открыт и диод VD14, благодаря чему уровень напряжения в точке соединения диодов VD12- VD14, резистора R25 и инвертирующего входа компаратора остаётся низким. На генератор не поступает блокирующее напряжение, и он продолжает работать. Светодиод HL3 погашен.

Когда аккумулятор G2 тоже полностью зарядится, закроется выходной транзистор компаратора DA1.3, а с ним и транзистор VT2. Уровень в точке соединения диодов VD12-VT14 станет высоким, поэтому работа генератора будет заблокирована. Состояние компаратора DA1.4 изменится, и светодиод HL3 будет включён, свидетельствуя об окончании зарядки обоих аккумуляторов.

А теперь рассмотрим ситуацию, когда в держателях аккумуляторов зарядного устройства находится только один аккумулятор, например G1. В этом случае при включении зарядного устройства сигнал на неинвертирующий вход компаратора DA1.3 поступает по цепи коллектор транзистора VT4, диод VD7, резистор R20. А по цепи коллектор транзистора VT4, резистор R18, конденсатор C7, диод VD9 на его инвертирующий вход этот же сигнал приходит с небольшой задержкой, определяемой постоянной времени цепи R18C7.
Это приведёт к выключению канала зарядки с отсутствующим аккумулятором. Триггер на компараторе DA1.3 останется в прежнем состоянии благодаря обратной связи с выхода на неинвертирующий вход через резистор R22. Аналогичный процесс происходит в цепи коллектора транзистора VT3. Учитывая, что к контактам XT 1, XT2 подключён аккумулятор, напряжение на неинвертирующем входе компаратора DA1.2, будет ниже, чем на инвертирующем. Следовательно, канал зарядки останется включённым. Поэтому светодиод HL1 будет светиться, а HL2 нет. Когда аккумулятор G1 будет заряжен, его канал выключится, светодиод HL1 погаснет, а светодиод HL3 включится, извещая об окончании зарядки.

Микросхему LM339N можно заменить на DBL339 или HA17339 из старых компьютерных блоков питания, которые отличаются от неё в основном допустимым интервалом рабочей температуры. Вместо транзисторов КТ312В подойдут другие этой серии, а также серий КТ315 и КТ316, а вместо КТ816В — КТ814В. Замена диодов Д9Е — любые маломощные германиевые диоды, кремниевые диоды здесь не годятся, так как прямое падение напряжения на них больше. Диоды КД522Б допустимо заменить другими серии КД522 или КД521, а диоды 1N4007 — любыми выпрямительными с допустимым прямым током не менее 300 мА. Светодиоды взамен указанных на схеме следует выбирать по цвету и яркости свечения.

Чертёж печатной платы зарядного устройства изображён на рис. 2. На ней установлены импортные оксидные конденсаторы С1 и С2, но можно применить и отечественные, например, К50-16 или К50-35 такой же ёмкости с номинальным напряжением не менее 10 В. Остальные конденсаторы — любые керамические или плёночные. Подстроечный резистор R24 — импортный или отечественный РП1-302. Постоянные резисторы — любого типа. Для микросхемы DA1 на плате установлена панель. Разъём XS1 — стандартное гнездо питания 5,5×2 мм.

Рис. 2. Чертёж печатной платы зарядного устройства

Плата помещена в пластиковый корпус от стоматологического наконечника. С открытой крышкой и установленной платой он показан на рис. 3. Держатели аккумуляторов с контактами XT1-XT4 вклеены в крышку. На ней же находятся светодиоды HL1-HL3. Эти контакты и выводы светодиодов соединены с печатной платой монтажными проводами. После проверки монтажа собранного устройства необходимо отрегулировать ток зарядки аккумуляторов и напряжение прекращения зарядки. Прежде чем регулировать ток зарядки, микросхему DA1 извлеките из панели, а её гнёзда 2 и 13 соедините перемычками с гнездом 12. Не устанавливая аккумулятор G1 в его держатель, подключите к контактам XT1 и XT2 мультиметр в режиме измерения постоянного тока. Подав на разъём XS1 напряжение питания, подборкой резистора R11 установите показание мультиметра равным 200 мА. Аналогичную процедуру проведите и во втором канале зарядного устройства, чтобы подобрать резистор R12.

Читайте также  Простой усилитель низкой частоты

Рис. 3. Плата устройства в копусе

Регулировка напряжения прекращения зарядки сводится к установке напряжения 1,25 В между гнёздами 4 или 10 и гнездом 12 панели микросхемы DA1 c помощью подстроечного резистора R24. Сделав это, отключите от устройства напряжение питания, удалите из панели перемычки и вставьте в неё микросхему. Зарядное устройство готово к работе.

Автор: Г. Косолапов, г. Кирово-Чепецк Кировской обл.

Рекомендуем к данному материалу .

Мнения читателей
  • Автор / 07.06.2019 — 17:55

Поправка. Диоды VD10 и VD11 должны быть типа Д9Е, а диоды VD8, VD9 КД522Б.Журнал «Радио», 2018, №5, с. 46.

Автор / 06.06.2019 — 17:54

Где расположено сопротивление в цепи, катоде или аноде не имеет значения. Ток зарядки аккумуляторов устанавливается подборкой резистора R11 и R12 в соответствующих каналах. Регулировка напряжения прекращения зарядки сводится к установке напряжения 1,25 В между гнёздами 4 или 10 и гнездом 12 панели микросхемы DA1 c помощью подстроечного резистора R24. Bсе регулировки проводятся при извлеченной микросхеме DA1.

victor / 03.03.2019 — 14:05

напряжение сначала регулировалось в одном канале, пересобрал схему думал накосячил , ток есть в обоих каналах, регулировки не в одном,а раз напряжение не выставляется значит оно не отключается и насчет сопротивлений на светодиоды почему в одном канале сопротивление в катоде а в другом на аноде где правильно.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Двухканальное зарядно-разрядное устройство

Зарядное устройство свинцовых аккумуляторов по методу Кабанова

Автор: Станков А. Д.
Опубликовано 21.06.2011
Создано при помощи КотоРед.

Доброго дня, уважаемые радиолюбители и по совместительству – автолюбители.

Уж сколько теоретических изысканий, статей, разработок, изделий посвящено теме зарядных устройств (ЗУ) для свинцовых акуммуляторов (СА), что порой, даже опытному электронщику с базовыми знаниями физики и химии непросто разобраться в выборе ЗУ.

Мы не претендуем на «научность» этой статьи, а посему, для лучшей читабельности не будем апеллировать к первоисточникам, хотя цифры и факты из оных будут приведены ниже.

Известно, что 84% СА выходят из строя из-за сульфатации пластин, а так как стоимость СА почему-то всё время растёт, то весьма актуальной задачей становится продление срока службы СА, чему собственно и посвящается этот опус с презентацией Вам изделия, эффективно решающего эту задачу.

Итак, существует несколько научно обоснованных способов борьбы с сульфатацией пластин СА:

1. Заряд слабым током

почти полностью устраняет выделение газов в порах активной массы пластин и облегчает постепенный переход сульфата в губчатый свинец и двуокись свинца на пластинах. Серная кислота (СК) успевает диффундировать в окружающий пластины раствор СК.

Такой процесс «лечения» СА требует нескольких суток, но при «застарелой» сульфатации неэффективен.

2. Серия «лечебных» циклов заряд – разряд.

Величины и соотношения токов приводятся разные, но в большинстве источников Iз=0,1С, Iр=0,01С (С – ёмкость СА), а количество циклов колеблется от 7 до 10. Причём, сначала необходим полный разряд, потом полный заряд и т.д. Такое «лечение» позволяет восстанавливать СА, потерявшие 40…50% своей номинальной ёмкости, но чтобы восстановить свой старенький СА, автолюбитель должен взять отпуск минимум на неделю.

Здесь следует акцентировать Ваше внимание, что под этот способ многие разработчики пытаются подвести метод заряда в первую полуволну синусоидального напряжения частотой промышленной сети 50 герц током 0,1С и разряда во вторую полуволну током 0,01С. Метод очень прост в реализации и фразеологично очень похож на описанный выше, но не имеет научного подтверждения и, по крайней мере, весьма сомнителен.

3. Заряд с прерываниями

требует на 50% больше времени, чем способ 1, но более эффективен, т.к. позволяет устранять даже застарелую сульфатацию. К сожалению, неприемлем из-за длительности процесса.

4. Всевозможные комбинации способов

1, 2, 3, но ограниченные временными рамками дабы не пугать автолюбителей. Это уже попытки продвинутых разработчиков усовершенствовать очевидное и попытаться с этого получить дивиденды.

5. Способ Кабанова Б.Н.

заряд СА импульсным током большой величины. Наиболее эффективен даже при застарелой сульфатации.

Казалось бы, чего тут думать, давно бы все ЗУ сделали по способу Кабанова, но! При этом способе необходимо обеспечить ток в импульсе до 1С (Еще большие токи могут привести к преждевременному разрушению пластин СА) Например, для СА с С= 55А/ч необходимо обеспечить ток в импульсе до 50А, что требовало от ЗУ огромной мощности и соответствующих размеров. Для автолюбителя и этот вариант был неприемлем. Но, с развитием комплектующих элементов, в частности, ключей на базе полевых транзисторов (HEXFET®) стало возможным этот метод реализовать в весьма компактном устройстве.

На основании вышеизложенного нами было очерчено ТЗ для будущего ЗУ.

  1. ЗУ должно эффективно «лечить», или профилактически не допускать сульфатацию пластин СА;
  2. ЗУ не должно недозаряжать, или перезаряжать СА;
  3. ЗУ должно позволять плавно менять напряжение окончания заряда в пределах от 13,6 до 15,2В (Для температурной коррекции заряда СА);
  4. ЗУ должно зарядить СА с С=55А/ч менее, чем за сутки;
  5. ЗУ может быть подключено к СА столь угодно долго, не причиняя ему вреда после полного заряда;
  6. ЗУ должно быть лёгким, компактным, желательно в унифицированном корпусе;
  7. ЗУ должно быть легко повторяемым радиолюбителем средней квалификации и недорогим в изготовлении.

Схема разработанного нами ЗУ, представлена на Рис. 1

20В с трансформатора Тr1 выпрямляется мостом VD1 и сглаженное конденсатором С1, поступает для питания схемы = 28В.

ШИМ, собранный на м/с TL494, вырабатывает короткие импульсы с частотой порядка 3 кГц (f выбрана с учётом уменьшения динамических потерь в силовом ключе). С выхода 9 м/с импульсы поступают через «ключи раскачки» VT1, VT2 на силовой ключ VT3, подающий импульсы тока порядка 20А на заряжаемый СА. Причём, пауза между очередными импульсами составляет более 90% от общего периода, что более чем достаточно для успешной диффузии серной кислоты в окружающий пластины раствор СК. Напомним, эффективный ток заряда достаточно мал.

Стабильность тока заряда поддерживается с помощью ОС на измерительных резисторах R17, R18 и резисторе R12.

С помощью резистора R1 выбирается напряжение окончания заряда в зависимости от температуры СА (от 13,6 до 15,2В).

Миллиамперметр с помощью переключателя SA2 измеряет эффективный ток заряда, или напряжение на зажимах СА.

Эффективный ток заряда регулируется от 0 до 1,7А, что позволяет заряжать СА разной ёмкости. Например, СА 55А/ч мы заряжаем эффективным током 1,4А/ч.

Шкала миллиамперметра по напряжению проградуирована в пределах 0мА – 10В…..100мА – 15В. Такая узкая градуировка достигнута с помощью мостовой схемы измерения на элементах R20, R21, R22, R23, VD2.

Обвязка м/с TL494 типовая и в объяснениях не нуждается.

Цепочка VD3, R24, C9 гасит обратный выброс с индуктивности подводящих проводов к СА.

Все установленные пассивные элементы с точностью ±10%.

При правильной сборке и указанных элементах схема не требует наладки.

При максимальном эффективном токе 1,7А температура трансформатора и радиатора не превышают 45ºС при внешней температуре не более 25ºС.

Выбор напряжения окончания заряда необходимо производить из графика зависимости напряжения окончания заряда от температуры СА, представленного на Рис.2

Конструкция ЗУ на фото. Радиатор применён из этого же сгоревшего БП, на нём установлен силовой ключ V3 на изолирующей прокладке и диодный мост VD1. Конденсатор С7 у нас состоит из 3х С=3300мкф*35В

Печатная плата представлена на Рис. 3 и Рис.4

Ключи раскачки могут быть заменены на КТ645 и КТ646.

Обязательно! Перед подключением кабеля СА к разъёму ЗУ, подключить «крокодилы» к клеммам СА:

— если нет звуковой сирены, подключить к разъёму ЗУ;

— если слышна сирена, поменяйте местами полюса и подключайте к разъёму ЗУ.

Схема кабеля от СА до ЗУ представлена на Рис.5

Технические характеристики ЗУ:

Напряжение питающей сети от 150 до 240В;

Потребляемая мощность не более 60Вт;

Импульсный ток заряда СА – 20А;

Эффективный ток заряда – 0…1,7А;

Напряжение прекращения заряда – 13,6…15,2В;

Диапазон рабочих температур от -20ºС до +40ºС;

Габаритные размеры 145: 150:85;

Те СА, которые ещё можно восстановить, заметно восстановятся за несколько циклов заряда-разряда, причём, разряд возможен при нормальной эксплуатации СА на автомобиле в штатном режиме.

Напомним, нет и не может быть ЗУ-панацеей для всех СА. СА, у которых длительное время напряжение на зажимах менее 10,8В восстановлению не подлежат.

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.
Читайте также  Компания cree представила самый яркий светодиодный модуль lmh2

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

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

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

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

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

1 схема мощного 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

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.

двухканальное зарядное устройство NiteCore UM20

  • Двухканальное ЗУ с ЖК дисплеем
  • Работает от любого внешнего USB порта
  • Интеллектуальный контроль заряда
  • Для большинства размеров литий-ионных аккумуляторов
  • USB порт для зарядки мобильных устройств
  • Вес (в упаковке): 0.125 кг
  • Размер упаковки: 17.3×3.5×11.2 см
  • Гарантия: 12 месяцев
  • Начало продаж: 18.11.2015

Оплата

Выбор вариантов оплаты зависит от способа получения товара.
При оплате банковской картой, деньги будут списаны с карты покупателя только при условии реального наличия товара на складе. В случае отсутствия товара, выявленного в процессе обработки заказа магазином — деньги будут автоматически разблокированы на карте и снова станут доступны покупателю.

Возврат

  • в течение 7 дней

Гарантия

  • по условиям производителя

Как оформить заказ

Описание NiteCore UM20

NiteCore UM20 – интеллектуальное зарядное устройство на два канала, работающее от любого блока питания с USB портом.

Особенности NiteCore UM20

Двухканальное зарядное устройство NiteCore UM20 может заряжать одновременно два аккумулятора Li-Ion типа большого ряда типоразмеров (18650, 16340, 17500 и др.), также возможна зарядка внешнего мобильного устройства путем его подключения к USB-порту посредством комплектного кабеля microUSB.

Встроенная интеллектуальная система управления ЗУ самостоятельно определяет вид заряжаемого аккумулятора и его емкость, а затем подбирает оптимальный режим заряда и ток.

Зарядное устройство для аккумуляторов с ЖК дисплеем

Для определения статуса заряда установленных аккумуляторов UM20 оснащен дисплеем, где отображается уровень заряда в процентах для каждого из независимых каналов.

Настраиваемые приоритеты заряда

Одна из особенностей данного зарядного на 2 канала — это возможность ручного выбора приоритета заряда между установленным в ЗУ аккумулятором и внешним подключенным мобильным гаджетом.

  • Если к NiteCore UM20 подключить мощный блок питания, то ЗУ автоматом будет одновременно заряжать и установленные аккумуляторы и внешнее устройство.

  • Если используется маломощный блок питания, то UM20 будет заряжать только одно из подключенных устройств, в зависимости от того в каком положении будет переключатель на верхнем торце USB/Battery

Характеристики NiteCore UM20

  • Два независимых канала
  • Совместима с популярными типоразмерами литиевых аккумуляторов
  • Интеллектуальная система заряда
  • Способна активировать аккумуляторы с нулевым напряжением
  • Защита от обратной полярности
  • Огнестойкий пластиковый корпус
  • ЖК дисплей
  • Работает от внешнего USB 5 В.
  • Токи заряда 500 и 1000 мА

Другие недорогие и надежные зарядки фирмы NiteCore можно посмотреть по ссылке.

Купить двухканальное зарядное устройство NiteCore UM20 с доставкой в ваш город Вы можете в интернет-магазине ВОЛЬТА.