Совсем недавно решил изготовить несколько зарядных устройств для автомобильного аккумуляторы, который собирался продавать на местном рынке. В наличии имелись довольно красивые промышленные корпуса, стоило лишь изготовить хорошую начинку и все дела.

Но тут столкнулся с рядами проблем, начиная от блока питания, заканчивая узлом управления выходного напряжения. Пошел и купил старый добрый электронный трансформатор типа ташибра (китайский бренд) на 105 ватт и начал переделку.

Ташибра - электронный (импульсный) сетевой блок питания реализованный на полумостовой основе, не имеет никаких защит, даже простой сетевой фильтр отсутствует. После переделки (об этом в следующих статьях) удалось получить на выходе трансформатора до 18 Вольт постоянного напряжения с током 8-10 Ампер, что более, чем достаточно для зарядки даже довольно емких автомобильных аккумуляторов.

Размеры платы не более пачки от сигарет, довольно компактный и мощный блок питания в итоге получился. Вторая проблема была связана с регулятором мощности, напрямую зарядить аккумулятор не получиться, поэтому было решено использовать схему простого ШИМ регулятора.

В нашей схеме силовым звеном является мощный N-канальный полевой транзистор, в моем случае IRFZ44, естественно он не критичен, можно задействовать почти любые аналогичные ключи с допустимым током 20Ампер и более.

Маломощные транзисторы тоже не критичны, можно использовать любые транзисторы обратной проводимости (малой мощности, такие как - кт3102, кт315, S9012/9014/9016/9018 и другие), на них собран мультивибратор с регулируемой скважностью импульсов, который управляет мощным полевым ключом.
Полевой транзистор в ходе работы будет перегреваться, но этот перегрев не будет слишком большим, но на всякий случай транзистор стоит установить на теплоотвод.

Для схемы "Тиристорный зарядный блок"

Тиристорный зарядный блок Красимира Рилчева предназначен для грузовых автомобилей и тракторов. Он обеспечивает плавно регулируемый (резистором RP1) зарядный ток до 30 А. Принцип регулирования - фазоимпульсный на основе тиристоров, обеспечивающий максимальный КПД, минимальную рассеиваемую мощность и не требующий выпрямительных диодов. Сетевой трансформатор выполнен на магнитопроводе сечением 40 см2, первичная обмотка содержит 280 витков ПЭЛ-1,6, вторичная 2x28 витков ПЭЛ-3,0. Тиристоры установлены на радиаторах 120x120 мм. ...

ЭлектропитаниеВыпрямители с электронным регулятором для Выпрямитель (рис. 1) собран по мостовой схеме на четырех диодах Д1 - Д4 типа Д305. Регулирование силы зарядного тока производится. при помощи мощного транзистора Т1 включенного по схеме составного триода. При изменении смещения, снимаемого на базу триода с потенциометра R1, изменяется сопротивление цепи коллектор-эмиттер транзистора. Зарядный ток при этом можно изменять от 25 ма до 6 а при напряжении на выходе выпрямителя от 1,5 до 14 в.Puc.1Резистор R2 на выходе выпрямителя позволяет устанавливать выходное напряжение выпрямителя при отключенной нагрузке. Трансформатор собран на сердечнике сечением 6 см квд. Первичная обмотка рассчитана на включение в сеть с напряжением 127 в (выводы 1-2) или 220 в (1-3) и содержит 350+325 витков провода ПЭВ 0,35, вторичная - 45 витков провода ПЭВ 1,5. Элетрическая схема платы 2100--18 Транзистор T1 устанавливают на металлическом радиаторе, площадь поверхности радиатора должна быть не менее 350 см.кв. Поверхность учитывается с обеих сторон пластины при толщине ее не менее 3 мм. Б. ВАСИЛЬЕВ Схема, приведенная на рис. 2, отличается от предыдущей тем, что с поставленной задачей увеличения максимального тока до 10 о транзисторы T1 и Т2 включены параллельно. Смещение на базы транзисторов, изменением которого регулируется зарядный ток, снимается с выпрямителя, выполненного на диодах Д5 - Д6. При зарядке 6-вольтовых аккумуляторов переключатель устанавливается в положение 1, 12-вольтовых - в положение 2.P...

Для схемы "Выпрямители с электронным регулятором для зарядки аккумуляторов"

Автомобильная электроникаВыпрямители с электронным регулятором для Выпрямитель (рис. 1) собран по мостовой схеме на четырех диодах Д1 - Д4 типа Д305. Регулирование силы зарядного тока производится. при помощи мощного транзистора Т1 включенного по схеме составного триода. При изменении смещения, снимаемого на базу триода с потенциометра R1, изменяется сопротивление цепи коллектор-эмиттер транзистора. Зарядный ток при этом можно изменять от 25 ма до 6 а при напряжении на выходе выпрямителя от 1,5 до 14 в.Puc.1Резистор R2 на выходе выпрямителя позволяет устанавливать выходное напряжение выпрямителя при отключенной нагрузке. Трансформатор собран на сердечнике сечением 6 см квд. Фазоимпульсный регулятор мощности на кмоп Первичная обмотка рассчитана на включение в сеть с напряжением 127 в (выводы 1-2) или 220 в (1-3) и содержит 350+325 витков провода ПЭВ 0,35, вторичная - 45 витков провода ПЭВ 1,5. Транзистор T1 устанавливают на металлическом радиаторе, площадь поверхности радиатора должна быть не менее 350 см.кв. Поверхность учитывается с обеих сторон пластины при толщине ее не менее 3 мм. Б. ВАСИЛЬЕВ Схема, приведенная на рис. 2, отличается от предыдущей тем, что с поставленной задачей увеличения максимального тока до 10 о транзисторы T1 и Т2 включены параллельно. Смещение на базы транзисторов, изменением которого регулируется зарядный ток, снимается с выпрямителя, выполненного на диодах Д5 - Д6. При зарядке 6-вольтовых аккумуляторов переключатель устанавливается в положение 1, 12-вольтовых - в положение 2....

Для схемы "Применение интегрального таймера для автоматического контроля напряж"

ЭлектропитаниеПрименение интегрального таймера для автоматического контроля напряжения при зарядке МакгоуэнФирма Stoelting Co. (Чикаго, шт. Иллинойс)На основе интегрального таймера типа 555 можно собрать автоматическое зарядное устройство для аккумуляторных батарей. Назначением такого зарядного устройства является поддержание в полностью заряженном состоянии резервной аккумуляторной батареи для питания какого-либо измерительного устройства. Такая батарея постоянно остается подключенной к сети переменного тока независимо от того, используется она в в данный момент для питания устройства или нет. В автоматическом зарядном устройстве из состава интегрального таймера используются оба компаратора, логический триггер и мощный выходной усилитель.Опорный стабилитрон D1 при посредстве внутреннего резистивного делителя, имеющегося в ИС таймера, подает опорные напряжения на оба компаратора. Регулятор напряжения на т142-80 Напряжение на выходе таймера (вывод 3) переключается между уровнями 0 и 10 В.При калибровке схемы вместо батареи никель-кадмиевых аккумуляторов включают регулируемый источник напряжения постоянного тока. Потенциометр "Выключение" устанавливают на требуемое конечное напряжение зарядки батареи (обычно 1,4 В на элемент), в потенциометр "Включение" - на требуемое начальное напряжение зарядки (обычно 1,3 В на элемент).Резистор R1 сдерживает рабочий ток на уровне менее 200 мА при любых условиях. Диод D2 предотвращает разряд батареи через таймер, ко...

Для схемы "Зарядное устройство для 3-6-вольтовых аккумуляторов"

Предлагаемое зарядное устройство разработано для стабильным током в первую очередь шахтерских аккумуляторов, именуемых в народе "коногонкой". Саморазряд у этих очень большой. А это означает, что уже через месяц, более того без нагрузки тот самый аккумулятор надобно заряжать. Устройство несложно доработать и для 12-вольтовых аккумуляторов, подходит оно (без доработки) и для 6-вольтовых аккумуляторов. Схема зарядного устройства очень проста (см. рисунок). Выпрямитель и трансформатор на схеме не показаны. Вторичная обмотка обеспечивает ток в нагрузке более 3 А при напряжении 12 В. Выпрямитель мостового типа на диодах Д242А, фильтрующий конденсатор - 2000 мкФх50 В (К50-6). Т160 схема регулятора тока Полевой транзистор типа КП302Б (2П302Б, КП302БМ) с начальным током стока 20-30 мА. Стабилитрон VD1 типа Д818 (Д809). Транзистор типа КТ825 с любой буквой. Его можно сменить схемой Дарлингтона, например, КТ818А и КТ814А и т.д. Резистор R1 типа МЛТ-0,25; резистор R2 типа ППЗ-14, но полностью подойдет и с графитовым покрытием; R3 - проволочный (нихром - 0,056 Ом/см). Транзистор VT2 размещен на ребристом теплоотводе с охлаждающей поверхностью приблизительно 700 см. Электролитический конденсатор С1 любого типа. Конструктивно схема выполнена на печатной плате, расположенной вблизи транзистора VT2. Чтобы заряжать и 12-вольтовые аккумуляторы, следует предусмотреть вероятность увеличения на 6 В переменного напряжения на вторичной обмотке сетевого транзистора зарядного устройства. Данную схему использовали так же, как приставку к блоку питани...

Для схемы "ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ"

Автомобильная электроникаЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ К.СЕЛЮГИН, г.Новороссийск, Краснодарского края.Кислотные аккумуляторы "не любят длительного пребывания без работы". Глубокий саморазряд бывает губителен для них. Если авто ставится на долгосрочную стоянку, то возникает проблема: что совершать с аккумулятором. Его либо отдают кому-нибудь в работу, либо продают, что одинаково неудобно. Я предлагаю довольно простое устройство, которое может служить как для аккумуляторов, так и для их долгосрочного хранения в рабочем состоянии. Со вторичной обмотки трансформатора Т1, ток в которой ограничен включением последовательно с первичной обмоткой балластного конденсатора (С1 или С1+С2), ток подается на диодно-тиристорный мост, нагрузкой которого является аккумуляторная батарея (GB1). Схема десульфатирующево зарядново устройства тон В качестве регулирующего элемента применен автомобильный регулятор напряжения генератора (РНГ) на 14 В любого типа, предназначенный для генераторов с заземленной щеткой. Мною опробованы регулятор типа 121.3702 и интегральный -Я112А. При использовании "интегралки" выводы "Б" и "В" соединяются совместно и с "+" GB1. Вывод "Ш" соединяется с цепью управляющих электродов тиристоров. Таким образом, на аккумуляторной батарее поддерживается напряжение 14В при зарядном токе, определяемом емкостью конденсатора С2, которая ориентировочно рассчитывается по формуле:где Iз - зарядный ток (А), U2 - напряжение вторичной обмотки при"нормальном"включении трансформатора (В), U1 - напряжение сети.Трансформатор - любой, мо...

Для схемы "Импульсная диагностика аккумуляторов"

При длительном хранении и неправильной эксплуатации на пластинах появляются крупные нерастворимые кристаллы сульфата свинца. Большинство современных зарядных устройств выполнены по простой схеме, в которую входит трансформатор и выпрямитель. Их использование рассчитано на снятие рабочей сульфитации с поверхности пластин аккумулятора, но застарелую крупнокристаллическую сульфитацию они убрать не в состоянии.Характеристики устройства Напряжение аккумулятора, 12В Емкость, А-ч 12-120Время измерения, с 5Импульсный ток измерения, А 10Диагностируемая степень сульфатации, %30. ..100Масса устройства, г 240Рабочая температура воздуха, ±27°Ссталлы сульфата свинца обладают большим сопротивлением, что препятствует прохождению зарядного и разрядного тока. Как проверить микросхему к174пс1 Напряжение на аккумуляторе во пора зарядки растет, ток заряда падает, а обильное выделение смеси кислорода и водорода может привести к взрыву. Разработанные импульсные зарядные устройства способны во пора зарядки перевести сульфат свинца в аморфный свинец с последующим его осаждением на поверхность очищенных от кристаллизации пластин.Исходя из значения напряжения под нагрузкой, резистором R14 устанавливается соответствующее роль сульфитации в процентах на шкале прибора РА1 при среднем положении движков резисторов R2, R8 и R11. Показания прибора корректируются резистором R11 в соответствии сданными, приведенными в таблице.Напряжение...

Для схемы "Автоматическое зарядное устройство для Ni-Cd-аккумуляторов"

ЭлектропитаниеАвтоматическое зарядное устройство для Ni-Cd-аккумуляторовHuynh Trung Hung, Париж, ФранцияХотя понятно много способов эффективной зарядки никель-кадмиевых (аккумуляторных) батарей, описываемая схема уникальна тем, что объединяет почти все их преимущества. Так, она вырабатывает постоянный зарядный ток, роль которого может лежать в диапазоне 0,4-1,0 А. Схема может работать либо от сети переменного тока 220 В, либо от 12-В батареи. Заряжаемая батарея защищена от перезаряда благодаря автоматическому отключению схемы при достижении заданного уровня напряжения на батарее. Более того, тот самый уровень можно подстраивать. Наконец, схема недорога и защищена от коротких замыканий.Если батарея разряжена, то напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя U1 будет ниже напряжения на неинвертирующем входе, устанавливаемом посредством потенциометра R1 (см. рисунок). Вследствие этого выходное напряжение U1 будет примерно равно положительному напряжению питания, что приведет к отпиранию транзистора Q1, а также транзистора Q2, который будет работать в режиме генератора постоянного зарядного тока. Симистор тс112 и схемы на нем Уровень этого тока можно найти из соотношения (Vd-Vbe)/R6, где Vd-напряжение между его базой и эмиттером. Этим током, протекающим дальше через диод D8, и заряжается Ni-Cd-батарея. При этом будет пылать светодиод D7, индицируя тем самым протекание процесса зарядки, и являясь индикатором рабочего режима.По мере батареи напряжение на ней увеличивается, что приводит к возрастанию напряжения на инвертирующем входе U1, пока оно не сравняется с Vin. В тот самый момент выходное напряжение U1 падает до потенциала земли, и транзисторы Q1 и Q2 запираются, предотвращая тем самым перезаряд батареи. Задаваемый предельный уровень выходного напряжения, Vout, мо...

Для схемы "Зарядка сухих элементов"

В настоящее пора в обиходе имеется большой арсенал вычислительной техники и бытовых приборов, которые имеют отдельный блок питания (БП), дающий выпрямленное постоянное напряжение 5 - 25 В. В некоторых случаях эти приборы выходят из строя, и БП остается в бездействии, а в других - эти приборы эксплуатируют очень редко. Предлагаю использовать БП для зарядки сухих элементов типа 316, 326, 332, 343. Схема БП (см. рисунок) обведена штрихпунктирной линией, при его отсутствии БП можно сделать самому (литературы по этому вопросу очень много). Схема для зарядки сухих элементов состоит из следующих элементов: резистора R1, двух светодиодов HL1, HL2 и штепсельного гнезда ХР1. Светодиоды типа АЛ307 разных цветов. Параллельно одному из светодиодов (например, HL1) монтируем выводы для подключения сухого элемента GB1. Так как GB1 подключен параллельно светодиоду, то свечение последнего согласно закону Ома зависит от степени разряда сухого элемента (при полном разряде свечение отсутствует). По мере зарядки сухого элемента GB1 свечение светодиода HL1 увеличивается. Схема терморегулятора на симисторе Одинаковое свечение светодиодов HL1 и HL2 свидетельствует об окончании зарядки. Резистор R1 подбираем по допустимому рабочему току светодиода I1 который равен 20 мА, и напряжению блока питания Uбп. R1 = Uбп / I1 = Uбп /0,02 = 50Uбп. Полученное роль резистора округляем в большую сторону до стандартного. Так как резистор R1 работает длительное пора, то его мощность принимаем равной 1 Вт. Конструктивные особенности зарядного устройства зависят от типа применяемых сухих элементов. Гнездо для установки такого элемента можно аккуратно вырезать из пластмассового корпуса вышедших из строя электронных часов. Его также можно применить для малогабаритных аккумуляторов, выполнив небольшие конструктивные изменения. Автор использовал данное устройство для...

Регулятор мощности – ШИМ, является неотъемлемой частью блока питания любого вида. Схема, которая представлена ниже, дает возможность регулировать напряжение всего блока от одного Вольта до граничной точки.

Однако пограничное напряжение не должно превышать максимально допустимого значения для данного блока питания.

Использовать подобный регулятор можно в зарядном устройстве импульсного типа, который стоит в автомобильных аккумуляторах. Схема позволяет управлять широким диапазоном мощных нагрузок, ее можно использовать для процесса регулировки оборотов двигателя электрического типа, а также в качестве средства для регулирования яркости автомобильных фар, имеющих галогенные или светодиодные лампы.

Область применения регулятора зависит от нужд, которые есть у вас и вашей фантазии, что делает диапазон его применения довольно широким.

Если планируется подключение нагрузок малой мощности, то можно полевой транзистор использовать биполярного типа, выбор его не критичен. Однако, если планируется управление нагрузками большой мощности, то необходимо произвести замену транзистора на тот, который имеет большую мощность. Несмотря на это подобрать транзистор довольно просто, так как их выбор широк.

Переменный резистор позволяет регулировать значение напряжение уже на выходе схемы. Его номинал может быть различен, варьируется от 100кОм до пяти-восьми мОм. Надо рассмотреть разные варианты, чтобы подобрать оптимальный резистор.

Использовать регулятор, схема которого представлена выше, не стоит в случаях, когда блок питания представлен в однотактном виде. В случае с подобными блоками будет происходить изменения напряжения в случае касания резистора переменного типа. Данное отклонение может варьировать до семи Вольт.

Для того чтобы монтаж было удобнее производить, таймер 555 устанавливают на специальную панель, чтобы в случае выхода из строя, его было просто заменить за короткий промежуток времени.

Схема проста в использовании, не требует доработок и настройки. Такой блок можно совмещать с источником питания любого типа. Можно регулировать яркость низковольтного ночника, светодиодной матрицы и прочего.

Контроллер в первом приближении можно сравнить с вентилем водопроводного крана. Он регулирует ток заряда аккумуляторных батарей от фотоэлектрических модулей

Автономная система электроснабжения, имеющая в своем составе аккумуляторные батареи, должна содержать в себе контроллер заряда и разряда аккумуляторов. Если аккумулятор разряжен до критической отметки выше 50% то срок его службы резко сокращается. Если аккумулятор заряжен, но через него продолжает протекать зарядный ток, то это может привести в закипанию электролита, газовыделению или к вспучиванию герметичных аккумуляторных батарей.

Поэтому в систему автономного электроснабжения вводятся устройства, которые отключают нагрузку от аккумуляторных батарей если они недопустимо разряжены, а также отключают источник энергии (фотоэлектрическую батарею, генератор) если аккумуляторы заряжены. Контроллеры заряда отличаются по алгоритму заряда на последней стадии заряда при достижении напряжения зараженного аккумулятора.

Простейшие контроллеры просто отключают источник энергии (солнечную батарею) при достижении напряжения на аккумуляторной батарее примерно 14,4 В (для АБ номинальным напряжением 12В). При снижении напряжения на АБ до примерно 12,5-13 В снова подключается солнечная батарея и заряд возобновляется. При этом максимальный уровень заряженности АБ при этом составляет 60-70%. При регулярном недозаряде происходит резкое сокращение срока службы АБ.

ШИМ-заряд

На нашем сайте представлены более продвинутые контроллеры американской компании Morningstar которые на завершающей стадии заряда используют так называемую широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) тока заряда или английская аббревиатура PWM (Pulse Width Modulation). При этом возможен заряд АБ до 100%. Вкратце стадии заряда АКБ можно описать так

АКБ получает весь ток, поступающий от солнечных модулей. С течением времени напряжение на АКБ возрастает.

ШИМ-заряд. По мере заряда АКБ (возрастанию напряжения) ток уменьшается. Контроллер начинает поддерживать постоянное напряжение за счет широкоимпульсной модуляции тока заряда. Это предотвращает перегрев батареи.

Поддерживающий заряд. Когда АКБ полностью заряжена напряжение уменьшается. Батарея поддерживается в заряженном состоянии.

Функция МРРТ

В контроллерах последнего поколения появилась очень ценная функция – поиск точки максимальной мощности (Maximal Power Point Tracking, MPPT). Этой функцией обладают контроллеры MorningStar TriStar MRRT. Суть ее заключается в том, чтобы вырабатываемая солнечными батареями электроэнергия максимально использовалась в нагрузке (разумеется, если это не приведет к отклонению от заданных норм эксплуатации аккумуляторов). Солнечная батарея имеет вольт-амперную характеристику, изображенную на рисунке.

Крайними точками на ней являются точка напряжения холостого хода (I=0), отражающая ЭДС батареи, и точка тока короткого замыкания. Солнечные батареи не боятся коротких замыканий, так что измерить ток короткого замыкания можно, просто подключив амперметр к клеммам батареи. При этом вся вырабатываемая энергия будет выделяться на самой батарее в виде тепла. То же самое происходит, если к батарее вообще не подключена нагрузка. При подключении к батарее нагрузки, часть энергии будет выделяться на ней. При уменьшении сопротивления нагрузки, напряжение будет падать, сначала слабо, а ток возрастать. Соответственно, будет возрастать и отдаваемая нагрузке мощность. В некоторой точке «С» мощность, выделяемая на нагрузке, достигает своего максимума, после чего, при дальнейшем уменьшении сопротивления, напряжение на нагрузке начинает резко падать, а вместе с ним и выделяемая мощность.

Точка «С» называется точкой максимальной мощности. Значение напряжения и силы тока в ней зависят от нескольких параметров. Это паспортная мощность батареи, яркость источника света, угол падения лучей, температура батареи. Все перечисленные параметры, кроме первого, постоянно изменяются во времени, что приводит к соответствующему изменению графика и положения точки «С» на нем. Соответственно, чтобы вырабатываемая энергия в процессе эксплуатации батареи максимально отдавалась нагрузке, необходимо, чтобы сопротивление нагрузки определенным образом изменялось, подстраиваясь под текущие параметры солнечной батареи. В процессе заряда, аккумулятор в определенном смысле является сопротивлением нагрузки. Величина его внутреннего сопротивления также зависит от некоторых параметров, главным образом от степени заряда, от которой также зависит и ЭДС аккумулятора. Если к клеммам солнечной батареи напрямую подключить аккумулятор, то по цепи потечет ток.

Напряжение этого в цепи зависит от нескольких параметров и в общем случае не совпадает с напряжением в точке «С». Следовательно, вырабатываемая энергия будет не полностью отдаваться в нагрузку. Устанавливаемый между солнечной батареей и аккумулятором контроллер с функцией MPPT трансформирует параметры поступаемого с нее тока таким образом, чтобы напряжение на солнечной батарее всегда соответствовало напряжению максимальной мощности. Испытания показали, что использование MPPT контроллера повышает эффективность солнечных батарей на 20-25%, особенно в пасмурную погоду.