No Image

Зарядно восстановительное устройство для автомобильного аккумулятора

213 просмотров
15 ноября 2019

Всем привет, в этой статье поговорим о том, как собрать устройство для зарядки автомобильного аккумулятора реверсивным, ассиметричным током на полевых транзисторах.

Что такое зарядка АКБ реверсивным током, подробно останавливаться не буду, так как этой информации полно в инете. Для данного устройства было перепробовано много различных схем, большинство из них или не работало вообще, или работа остальных, тем или иным способом не устраивала по параметрам.

Поэтому пришлось начинать с нуля и сделать надёжную, работающую схему, что в конце концов и получилось. Вот так выглядит схема для зарядки аккумуляторов реверсивным током.Данная схема очень элементарна, очень надёжна и очень проста в повторении. Что мы видим на этой схеме, два 555-ых таймера включенных здесь в качестве генераторов импульсов. Каждая микросхема управляет своим полевым ключом.

Соответственно один мосфет отвечает за зарядку аккумулятора, второй мосфет за разрядку. Сначала давайте рассмотрим узел, который отвечает у нас за разрядку аккумулятора.555-ый таймер (№2) здесь настроен на частоту около 1Кгц с коэффициентом заполнения около 85%. Питание данной схемы осуществляется непосредственно от самого аккумулятора, именно поэтому в данной схеме очень важно использовать полевые транзисторы. Потому что в них присутствует, так называемый обратный диод, благодаря этому диоду и возможна работа данной схемы.

Вторая микросхема (№1) отвечает за зарядку аккумулятора, соответственно от того, как вы подберёте частота-задающую обвязку данной микросхемы и будет, в конечном итоге, зависеть время заряда и время разряда вашего аккумулятора.

Значит как же эта схема работает в целом…

Как только на выход нашего устройства мы подключаем какой-либо АКБ, соответственно у нас запускается микросхема №2 и начинает на своём выходе генерировать прямоугольные импульсы, в следствии чего у нас открывается транзистор VT2, который в свою очередь разряжает наш аккумулятор на какую-либо нагрузку, в моём случаи это автомобильная лампа на 21 ватт.

Микросхема под №1 у нас не запускается, так как на выходе нашего устройства стоит диод VD1 (сдвоенный диод-шоттки). На вход нашего устройства мы подключаем какой-либо источник питания, будь то зарядное устройство или какой-нибудь блок питания, соответственно у нас запускается микросхема под №1 и начинает также на своём выходе вырабатывать прямоугольные импульсы с той частотой с которой вы ей задали с помощью частота-задающей обвязки.И как только на выходе №1 микросхемы появляется высокий уровень у нас открываются транзисторы VT1 и VT3. Ну и как видно из схемы транзистор VT1 у нас закорачивает 5 вывод микросхемы №2 на землю, тем самым останавливая генерацию прямоугольных импульсов и запирая транзистор VT2, тем самым прекращая разрядку нашего аккумулятора.

Читайте также:  Схема подключения пуэ 10

И в то же время открытый транзистор VT3 соединяет наш аккумулятор с нашим источником питания, тем самым обеспечивая его зарядку.

Ну и соответственно, как только с выхода микросхемы №1 высокий уровень исчезает два транзистора VT1 и VT3 закрываются, тем самым разъединяя наше зарядное устройство от нашего аккумулятора и в то же время рассоединяя 5 вывод микросхемы №2 с землёй, тем самым восстанавливая генерацию прямоугольных импульсов на выходе.

По деталям…

Обе микросхемы питаются через 12-ти вольтовые стабилизаторы 7812.

Время заряда и время разряда АКБ можно регулировать изменяя номиналы резисторов R2,R3,R4 и частота-задающего конденсатора С3.

Плата получилась довольно компактная, мосфеты и диод установил на небольшой радиатор.

Хотя они работают в ключевом режиме и нагрев минимальный.

Клемники поставил для подключения разрядной лампы и аккумулятора.Вот подключил, загорелась лампочка, то есть пошла разрядка аккумулятора.Цикл разряда и цикл зарядаПоворачивая бегунок подстроечного резистора можно менять скорость заряда и разряда данной схемы.Данную платку можно разместить непосредственно в корпусе зарядного устройства, тем самым добавив ему очень полезную функцию десульфатации.

Печатку в формате .lay можно скачать здесь.

На рис. 1 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.

Рис. 1 Электрическая схема зарядного устройства.

Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.

Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.

В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

Читайте также:  Пайка твердосплавных пластин на резцы

Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22. 25 В.

Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0. 5 А (0. 3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления (1000. 18000), который можно заменить на КТ825 при изменении полярности включения диодов и стабилитрона, так как он другой проводимости. Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.

Рис. 2 Электрическая схема пускового устройства.

Для защиты схемы от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.

Резисторы применены такие R1 типа С2-23, R2 – ППБЕ-15, R3 – С5-16MB, R4 – ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В.

Приведенные схемы пускового (рис.2) и зарядного устройств (рис. 1) можно легко объединить (при этом не потребуется изолировать корпус транзистора VT1 от корпуса конструкции), для чего на пусковом трансформаторе достаточно намотать еще одну обмотку примерно 25. 30 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 1,8. 2,0 мм.

Эта обмотка используется для питания схемы зарядного устройства.

Также есть быстрый способ восстановления автомобильного аккумулятора с помощью химических средств, Об этом читайте в этой статьеА

В ходе небрежной эксплуатации данных приборов, у них начинают сульфатироваться пластины, и, спустя некоторое время, попросту рассыпаются. Имеется способ восстановления аккумулятора путем его зарядки “ассимметричным” током. Аккумуляторы заряжаются током, по величине, равной десятой части его емкости в ампер часах.

Соотношение токов разрядного и зарядного выбирается в оптимальном режиме – 1:10. Такой режим подходит для восстановления засульфатированных батарей, а так же позволяет делать профилактику на исправных приборах.

Схема. Первый вариант. Принцип ее работы.

Рис.1. Электрическая схема зарядного устройства

Электросхема зарядного устройства, рассчитана на реализацию способа, описанного выше. Данная схема создана для обеспечения зарядного тока до десяти Ампер, и разряда до одного ампера. Для среднестатистического аккумулятора с номинальной емкостью от сорока до шестидесяти ампер часов, зарядный ток надо устанавливать около пяти ампер.

, разрядный ток при этом будет составлять около половины ампера. Величина разрядного тока определяется резистором R4. Возникает вопрос – каким образом можно его определить?

Читайте также:  Оборудование для литья в домашних условиях

Стрелочный индикатор показывает средний зарядный тока аккумулятора, который устанавливается пользователем с помощью потенциометра R2. В положительный полупериод через диоды VD1, VD2 проходит зарядный ток на аккумулятор, в отрицательный полупериод диоды закрыты, транзистор VT1 закрыт, аккумулятор разряжается на сопротивление R4 – нагрузочное сопротивление. Весь процесс происходит пятьдесят раз в секунду, с частотой переменного тока бытовой электросети.

По амперметру устанавливается значение зарядного тока, с помощью регулятора R2. Показания этого прибора РА1 обязаны соответствовать 1,8 Ампер. При этом обязательно учитывается, что часть тока во время зарядки протекает через резистор R4 (10%), поскольку прибор за период времени показывает значение тока с показателями средних величин, а заряд производится во время половины периода.

Принцип защиты схемы

При пропадании сетевого напряжения, в схеме предусматривается защита аккумулятора от возможного разряда через нагрузочное сопротивление: цепь подключения аккумулятора размыкается контактами реле К1, в качестве которого используется реле марки РПУ-0. Рабочее напряжение обмотки составляет 24 В. Можно применить и на меньшее напряжение, но для этого надо включить в цепь ограничительный резистор последовательно с обмоткой реле.

В качестве источника питания устройства используется трансформатор мощностью не менее 150 Вт. При этом напряжение во вторичной обмотке должно составлять 22…25 В. Измерительный прибор РА1 нужно применить с пределом измерения не менее пяти ампер. Можно использовать М42100. В связи с тем, что через эмиттерный переход транзистора VT1 проходят значительные токи, он устанавливается на радиатор площадью от 200 кв. см.

В качестве теплоотводящего радиатора можно применить стальной каркас зарядного устройства. Из линейки существующих транзисторов, подбирается трехэлектродный полупроводник с наибольшим коэффициентом усиления. Как вариант – при изменении полярности включения стабилизирующего элемента и полупроводниковых вентилей (диодов), его можно заменить на КТ825, поскольку он имеет другую проводимость. В обозначении транзистора последняя буква – это коэффициент усиления.

Второй вариант схемы

Рис.2. Электрическая схема зарядного устройства (второй вариант)

В электрической схеме должна быть предусмотрена защита от КЗ. Для этого в разрыв питания 220 в устанавливается плавкая вставка FU2. В схеме применен переменный резистор R2 — ППБЕ-15. Также в ней использован пассивный радиотехнический элементС2-23, и еще два вида сопротивления R3 — С5-16MB.

Номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. В качестве стабилизатора напряжения VD3 подойдет любой стабилитрон, с напряжением стабилизации 7,5 – 12 В.

Комментировать
213 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Инструменты
0 комментариев
No Image Инструменты
0 комментариев
No Image Инструменты
0 комментариев
Adblock detector