Schémata jednoduchých výkonných nabíječek pro baterie.
Pro začátek se rozehřejme a zapomeňme na takový parametr, jako je účinnost. Předpokládejme, že existuje naléhavá touha nabít autobaterii, ale neexistuje žádný způsob kvůli úplnému nedostatku nabíjení. Budeme také předpokládat, že domácnost ztratila: 220V žárovku, diodový můstek s přípustným proudem přesahujícím proud, při kterém budeme nabíjet baterii, nebo v nejhorším případě jen výkonovou (usměrňovací) diodu se stejným přípustným proudem a maximálním zpětným napětím – ne méně než 300V.
Po zapájení obvodu znázorněného na obr. 1 vlevo a zmatení dodržováním bezpečnostních opatření a také polaritou připojení nabíječky k baterii získáme plně funkční zařízení, které poskytuje normalizovaný a konstantní proud pro nabíjení lůžkové baterie.
Protože 220 voltů je efektivní hodnota střídavého síťového napětí, lze proud protékající baterií vypočítat pomocí jednoduchého vzorce:
Izar (A) u220d P lampa (W) / (220 – Vacb) (V) ≈ P lampa (W) / XNUMX (V) .
Paralelní zapojení dvou svítilen – zdvojnásobí nabíjecí proud, tři – ztrojnásobí atd. do rozumného nekonečna.
Obvod znázorněný na obr. 1 vpravo vytváří proud, který je poloviční než ten předchozí.
Velkou výhodou výše uvedených schémat je možnost nabíjet libovolné baterie bez ohledu na jejich vlastní hodnoty napětí.
Další jednoduchý a cenově dostupný nabíjecí obvod pro baterii s provozním napětím 12 nebo 6 V a elektrickou kapacitou 10 až 120 A / h je znázorněn na obr. 2.
Zařízení se skládá z transformátoru T1 a výkonného usměrňovače namontovaného na diodách VD2-VD5. Nabíjecí proud se nastavuje spínači S2-S5, pomocí kterých se k napájecímu obvodu primárního vinutí transformátoru připojují zhášecí kondenzátory C1-C4.
Vzhledem k vícenásobné “hmotnosti” každého spínače vám různé kombinace umožňují postupné nastavení nabíjecího proudu v rozsahu 1-15 A v krocích po 1 A. To stačí k výběru optimálního nabíjecího proudu.
V provedení můžete použít jakýkoli výkonový transformátor o výkonu cca 300 W, včetně podomácku vyrobeného. Na sekundárním vinutí by měl produkovat napětí 22–24 V při proudu až 10–15 A. Na místo VD2-VD5 by měly být použity jakékoli usměrňovací diody, které snesou propustný proud alespoň 10 A a zpětné napětí minimálně 40 V. D214 nebo D242 postačí. Měly by být instalovány přes izolační těsnění na radiátor s rozptylovou plochou nejméně 300 metrů čtverečních. cm.
Kondenzátory C2-C5 musí být nepolární papírové s provozním napětím minimálně 300 V. Vhodné jsou například MBCHG, KBG-MN, MBGO, MBGP, MBM, MBGCH. Podobné kondenzátory ve tvaru krychle byly široce používány jako měniče fáze pro elektromotory v domácích spotřebičích. Jako PU1 byl použit stejnosměrný voltmetr typu M5-2 s limitem měření 30 V. PA1 je ampérmetr stejného typu s limitem měření 30 A.
V tomto obvodu je dosaženo vysokého indikátoru účinnosti díky použití kondenzátorů jako prvků pro nastavení proudu, které, jak víte, mají reaktivní vodivost a nevyzařují tepelnou energii.
Další budou pulzní (klíčové) nabíječky postavené na jiném principu, ale také charakteristické nízkou vlastní spotřebou energie.
Jedním z prvních impulzních paměťových zařízení, které se objevilo na trhu, byly tyristorová zařízení.
Obecně platí, že tyristor je poněkud rozmarné zařízení a vyžaduje dodržování určitého souboru podmínek pro spolehlivý provoz. Proto – většina nejjednodušších schémat uváděných v různých zdrojích trpí nepříliš stabilním provozem a nutností výběru prvků.
Z úspěšných jednoduchých vývojů lze uvést obvod tyristorového nabíječe z knihy respektovaného T. Chodaseviče „Nabíječky“, opakovaně opakovaný mnoha amatérskými radioamatéry a znázorněný na obr.3.
Zde je to, co autor píše:
Nabíječka umožňuje nabíjet autobaterie proudem 0 až 10 A, dále může sloužit jako regulovatelný zdroj energie pro výkonnou nízkonapěťovou páječku, vulkanizér, přenosnou svítilnu.
Nabíjecí proud se blíží pulsnímu tvaru, o kterém se předpokládá, že pomáhá prodloužit životnost baterie.
Zařízení je provozuschopné při okolní teplotě od -35 °С do + 35 °С.
Nabíječ je tyristorový regulátor výkonu s pulzním fázovým řízením, napájený z vinutí II snižovacího transformátoru T1 přes diodový můstek VDI. VD4.
Tyristorová řídicí jednotka je vyrobena na analogu jednosměrného tranzistoru VTI, VT2. Dobu, po kterou se nabíjí kondenzátor C2 před přepnutím unijunkčního tranzistoru, lze nastavit proměnným rezistorem R1. Při krajně pravé poloze jeho motoru podle schématu bude nabíjecí proud maximální a naopak.
Dioda VD5 chrání řídicí obvod tyristoru VS1 před zpětným napětím, ke kterému dochází při zapnutí tyristoru.
Kondenzátor C2 – K73-11, s kapacitou 0,47 až 1 μF, nebo K73-16, K73-17, K42U-2, MBGP.
Nahradíme tranzistor KT361A za KT361B – KT361Yo, KT3107L, KT502V, KT502G, KT501Zh – KT50IK a KT315L – za KT315B + KT315D KT312B, KT3102, KT503 KT503 KT307. Místo KD105B jsou vhodné diody KD105V, KD105G nebo D226 s libovolným písmenným indexem.
Variabilní rezistor R1 – SP-1, SPZ-30a nebo SPO-1.
Ampérmetr RA1 – libovolný stejnosměrný proud se stupnicí 10 A. Lze jej vyrobit nezávisle na jakémkoli miliampérmetru výběrem bočníku podle standardního ampérmetru.
Pojistka F1 je tavná, ale pro stejný proud je vhodné použít i 10A výkonový jistič nebo automobilový bimetalový. Diody VD1. VP4 může být libovolný pro propustný proud 10 A a zpětné napětí minimálně 50 V (řada D242, D243, D245, KD203, KD210, KD213).
Usměrňovací diody a tyristor jsou namontovány na chladičích, každý s užitnou plochou asi 100 cm *. Pro zlepšení tepelného kontaktu zařízení s chladiči je žádoucí používat teplovodivé pasty.
Místo tyristoru KU202V postačí KU202G – KU202E. V praxi bylo ověřeno, že zařízení běžně pracuje s výkonnějšími tyristory T-160, T-250.
V zařízení lze použít již hotový síťový snižovací transformátor požadovaného výkonu s napětím sekundárního vinutí 18 až 22 V.
Pokud má transformátor napětí na sekundárním vinutí větší než 18 V, je třeba vyměnit rezistor R5 za jiný s vyšším odporem (např. při 24 V by měl být odpor rezistoru zvýšen na 26 Ohmů).
Navzdory popularitě a účinnosti výše uvedeného obvodu si mnozí během provozu zařízení všimnou netypického bzučení transformátoru při frekvencích jiných než 100 Hz. To je způsobeno absencí jasných a rychlých front/pádů signálů přicházejících na řídicí vstup tyristoru při jeho zapnutí/vypnutí, což zase vytváří podmínky pro to, aby v zátěži probíhaly generační procesy.
Poněkud lépe a spolehlivěji fungují pulzní nabíječky, u kterých je spínací prvek vyroben na symetrickém (bipolárním) analogu tyristoru – triaku.
Obrázek 4 ukazuje schéma podobného zařízení z výše uvedené knihy T. Chodaseviče.
Níže popsaná jednoduchá nabíječka má široký rozsah regulace nabíjecího proudu – prakticky od 0 do 10A a lze s ní nabíjet různé baterie o napětí 12V.
Zařízení je založeno na triakovém regulátoru s nízkopříkonovým diodovým můstkem VD1-VD4 a rezistory R3 a R5. Po připojení zařízení k síti se svým kladným půlcyklem začne nabíjet kondenzátor C2 přes odpor R3, diodu VD1 a sériově zapojené odpory R1 a R2. Se záporným polovičním cyklem – přes stejné R1 a R2, diodu VD2 a rezistor R5. V obou případech se kondenzátor nabíjí na stejné napětí, mění se pouze polarita jeho nabíjení. Jakmile napětí na kondenzátoru dosáhne prahu zapálení neonové lampy HL1, rozsvítí se a kondenzátor se rychle vybije přes lampu a řídicí elektrodu triaku VS1.Současně se triak otevře. Na konci půlcyklu se triak uzavře. popsaný proces se opakuje v každém půlcyklu sítě.
Je dobře známo, že řízení triaku pomocí krátkého impulsu má nevýhodu v tom, že při indukční nebo vysokoodporové aktivní zátěži nemusí anodový proud zařízení během řídicího impulsu stihnout přidržovací proud.
Jedním z opatření k odstranění tohoto nedostatku je zahrnutí rezistoru paralelně se zátěží. U popsané nabíječky jsou takovými odpory odpory R3 a R5, které jsou v závislosti na polaritě půlcyklu síťového napětí zapojeny postupně paralelně s primárním vinutím transformátoru.
Stejnému účelu slouží výkonný odpor R6, který je zátěží usměrňovače VD5, VD6. Stejný rezistor generuje pulzy vybíjecího proudu, které prodlužují životnost baterie.
Místo rezistoru R6 můžete nainstalovat žárovku pro napětí 12V s výkonem 10W.
Při výrobě transformátoru se nastavují tyto parametry: napětí na sekundárním vinutí 20V při proudu 10A.
Výše popsané zařízení si můžete poněkud zjednodušit použitím dinistoru v jeho vysokonapěťové části (obr. 5).
Toto schéma s diagramy jsme podrobně prozkoumali na stránce odkazu na stránku. Proto se nebudu opakovat, pouze řeknu, že přítomnost odlehčovacího obvodu, znázorněného na schématu modře, je nutností. Primární vinutí síťového transformátoru působí jako zátěž.
V moderních nabíječkách se výkonné tranzistory s efektem pole téměř univerzálně používají jako spínací (regulační) prvek. Jedno z těchto zařízení bylo podrobně popsáno v časopise Radio č. 5 2011 na straně 44.
Řídicí jednotka nabíječe je pulzní generátor sestavený na prvcích DD1.1 a DD1.2 (viz schéma na obr. 6) a umožňuje upravit pracovní cyklus pulzů, vyrovnávací zesilovač je invertor na prvcích DD1.3 .1.4 a DD1 a spínací regulační prvek – tranzistor VTXNUMX.
Při hodnotách prvků uvedených na diagramu je frekvence generátoru asi 13 kHz. Protože odpor otevřeného kanálu tranzistoru VT1 je velmi malý (0,017 0m) a pracuje ve spínacím režimu, s nabíjecím proudem až 5 A, tranzistor se prakticky nezahřívá – rozptýlený tepelný výkon nepřesahuje 0,55 W.
Jako step-down byl použit síťový transformátor o celkovém výkonu 150 W se sekundárním vinutím zajišťujícím konstantní napětí 16 V na kondenzátoru C17 a nabíjecím proudem až 1 A.
Usměrňovací můstek je namontován na Schottkyho diodách, VD1 je duální SBL4045PT a VD2 a VD3 jsou jednoduché 10TQ045.
Pokud je sekundární vinutí síťového transformátoru navinuto odbočkou od středu, lze počet diod v usměrňovači a odvod tepla z nich snížit na polovinu.
Nákres desky je na obr.7.
Popsanou řídicí jednotku lze také použít v osvětlovacích a topných zařízeních pro změnu rychlosti otáčení kolektorových motorů. Napájecí napětí zařízení lze v tomto případě měnit v širokém rozsahu, určeném maximálními povolenými parametry pro spínací tranzistor a samozřejmě usměrňovač. Konkrétně tranzistor IRFZ46N použitý v uzlu má maximální ztrátový výkon 107 W, maximální proud kanálem 53 A, maximální napětí drain-source 55 V. Může být nahrazen tranzistorem IRFZ44N.
Navržené zařízení umožňuje nastavit výkon od nuly po maximální hodnotu a řídicí tranzistor nepotřebuje účinný odvod tepla, když se zátěžový proud zvýší na 5 A.
V důsledku dlouhodobého nebo nesprávného používání autobaterií může dojít k sulfataci jejich desek, což vede k jejich znehodnocení a následnému selhání. Existuje známý způsob obnovy takových baterií jejich nabíjením „asymetrickým“ proudem. V tomto případě je poměr nabíjecího a vybíjecího proudu zvolen 10:1 (optimální režim). Tento režim umožňuje nejen obnovit sulfatované baterie, ale také provádět preventivní ošetření provozuschopných baterií.
Obrázek 8 ukazuje jednoduchou nabíječku navrženou pro použití výše uvedené metody. Obvod poskytuje pulzní nabíjecí proud až 10 A (používá se pro zrychlené nabíjení). Pro obnovu a trénování baterií je lepší nastavit pulzní nabíjecí proud 5 A. V tomto případě bude vybíjecí proud 0,5 A. Vybíjecí proud je určen hodnotou odporu R4.
Zapojení je navrženo tak, že se baterie nabíjí proudovými impulsy po dobu jedné poloviny periody síťového napětí, kdy napětí na výstupu obvodu převyšuje napětí na baterii. Během druhého půlcyklu jsou diody VD1, VD2 sepnuté a baterie se vybíjí přes zatěžovací odpor R4.
Hodnota nabíjecího proudu se nastavuje regulátorem R2 na ampérmetru. Vzhledem k tomu, že při nabíjení baterie protéká část proudu také rezistorem R4 (10%), pak by hodnoty ampérmetru PA1 měly odpovídat 1,8 A (pro pulzní nabíjecí proud 5 A), protože ampérmetr ukazuje průměrnou hodnotu proudu za určité časové období a náboj vyrobený během poloviny tohoto období.
Obvod zajišťuje ochranu baterie před nekontrolovaným vybitím v případě náhodného výpadku napájení. V tomto případě relé K1 svými kontakty otevře obvod připojení baterie. Relé K1 je použito typu RPU-0 s provozním napětím vinutí 24 V nebo nižším, ale do série s vinutím je zapojen omezovací rezistor.
Pro zařízení lze použít transformátor o výkonu minimálně 150W s napětím v sekundárním vinutí 22V.
Měřicí přístroj PA1 je vhodný se stupnicí 0 A (5 A), například M0. Tranzistor VT3 je instalován na radiátoru o ploše nejméně 42100 metrů čtverečních. cm, což je výhodné použít kovové pouzdro konstrukce nabíječky.
DIY nabíječka autobaterií: jednoduchá schémata a projekty! 115 fotek, jak si postavit domácí nabíječku
Z hodin fyziky víme, že pro každé vozidlo, tak či onak, je potřeba energie, díky které se bude pohybovat.
V dnešním světě musíte být připraveni na všechno. Dnešní výrobci strojů již nedokážou zaručit kvalitu svých výrobků jako dříve.
- Výměna kola.
- Oprava motoru.
- Nabíjení autobaterie.
Dnes si s vámi chceme popovídat o obvodech nabíječky autobaterií, které si udělejte sami a jak je správně nabíjet.
Princip činnosti autobaterie
Autobaterie napájí elektroniku, díky čemuž během jízdy dochází k automatizovaným procesům.
Standardní baterie je vybavena šesti články, každý o jmenovité hodnotě 2,2 V. Prvky jdou postupně jeden po druhém a představují souvislou vazbu.
Na jejich práci se podílí speciální roztok elektrolytu. Je odolný vůči nízkým i vysokým teplotám.
Při provozu na baterie dochází ke složitým chemickým a fyzikálním reakcím, které pohánějí veškerou mechaniku v autě.
Schéma udělej si sám
Nejjednodušší nabíječku lze postavit pomocí čipu LM317. Je skvělý pro ostatní integrované obvody, poskytuje spolehlivý a silný signál.
Jeho náplň má ochranu proti zkratu, takže se jich nebudete bát. Podrobné schéma lze studovat na fotografii.
Napětí je na desku přiváděno přes speciální svorky, které jsou napájeny samostatnou jednotkou. Hledáte podrobná schémata analýzy na tematických webech a automobilových blozích.
hodnocení nabíječky
Vaše pozornost je věnována hodnocení nabíječek pro autobaterie.
Aurora Sprint 6
Aurora Sprint 6 je poměrně známá značka německé výroby. Výrobce ujišťuje, že se jedná o kvalitní výrobek. Má mikroprocesorové řízení, které zabraňuje náhlým rázům energie a také poskytuje spolehlivý kontakt s elektrickými vodiči.
Na čerpací stanici je diagnostika takové nabíječky rychlá a v případě poruchy nebudete muset platit spoustu peněz za opravy.
FUBAG MICRO 80/12
FUBAG MICRO 80/12 je oblíbená švédská značka mezi automobilovými nadšenci. Ve své zemi je považována za nejlepší nabíječku autobaterie. Rozsah kapacity je od 3 do 75 Ah.
Zařízení se extrémně snadno ovládá jediným tlačítkem MODE. Nabíječka se pohodlně používá a jistě se stane nepostradatelnou věcí na dlouhé cesty.
CTEK MXS 3.8
CTEK MXS 3.8 – jeho hlavní vlastností je ochrana proti vlhkosti a také pevné pouzdro, které odolá silným nárazům a zatížení.
Nutno podotknout, že se jedná o nízkokapacitní baterii a tudíž na malou dobu vystačí. Ale jak ukazuje praxe, ani taková maličkost nijak neovlivňuje jeho práci a popularitu.
Startovací nabíječka
V obchodech u nás je mnoho kvalitních startovacích nabíječek pro autobaterie. Jedním z nich je speciální upzu-10000.
Zařízení není drahé a velmi kvalitní. S ním nastartujete během chvilky motor malého auta nebo velké motorky.
Zařízení se vyznačuje spolehlivostí i v těch nejnáročnějších povětrnostních podmínkách. Má vestavěné podsvícení, které usnadňuje použití.
Baterie je dimenzována až na 5-6 hodin nepřetržitého provozu. Podle výrobce nabíječky může její teplota dosáhnout až -1, respektive +50 stupňů.
Na jeho oficiálních stránkách si můžete prohlédnout spoustu fotografií nabíječky autobaterií od tuzemského výrobce.
Závěr
Na závěr chceme říci, že nabíječka autobaterií je věc, se kterou je třeba pracovat co nejpečlivěji.
Porušení základních bezpečnostních opatření může vést k úrazu elektrickým proudem vysokým napětím, těžkým popáleninám a dalším nepříjemným následkům. Buďte maximálně opatrní a sledujte stav svého vozu.
DIY foto nabíječky autobaterií
