Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

Стартерные автомобильные аккумуляторы относятся к электрохимическим источникам тока, которые при зарядке аккумулируют электрическую энергию, а при разряде возвращают ее в нагрузку.

Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

Устройство, принцип действия

Аккумулятор состоит из двух свинцовых пластин, погруженных в раствор серной кислоты. Одна из них является анодом, другая – катодом. В результате взаимодействия свинца с серной кислотой на поверхности пластин образуется сульфат свинца PbSO4.

Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

Для заряда аккумулятора нужно приложить к аноду положительное напряжение, а к катоду – отрицательное, после чего на аноде начнет образовываться двуокись свинца PbO2, а на катоде – губчатый свинец Pb.

  • При разряде происходит обратное восстановление до сульфата свинца.
  • Напряжение полностью заряженного аккумулятора составляет около 2,12 В.
  • Стартерная аккумуляторная батарея с номинальным напряжением 12 В содержит шесть аккумуляторов, соединенных последовательно.
  • Следовательно, то, что в просторечье часто называют «аккумулятором», на самом деле является аккумуляторной батареей.
  • Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока
  • Заряжают АКБ с помощью специальных зарядных устройств ЗУ («зарядок»), которые можно приобрести в автомагазине, но можно изготовить и самостоятельно.
  • Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

Основные параметры

АКБ характеризуется различными параметрами, главными из которых являются:

  • Номинальный разрядный ток Iн – это ток, который АКБ может в течение 20 часов отдавать в нагрузку, и при этом напряжение на ее выводах не опускается ниже 10,5 В;
  • Номинальная емкость С20, измеряется в Ач. Это количество энергии, которое может отдать АКБ за 20 часов при разряде номинальным током. Величина Iн определяется как результат деления С20 на 20. Например, для емкости 60 Ач он равен 3 А;
  • Фактическая емкость Сф – используется для оценки батареи – чем Сф больше, тем батарея лучше;

Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой токаЗарядное устройство для аккумулятора с регулировкой токаЗарядное устройство для аккумулятора с регулировкой токаЗарядное устройство для аккумулятора с регулировкой токаЗарядное устройство для аккумулятора с регулировкой токаЗарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

Методы зарядки

АКБ считается полностью заряженной, если ее напряжение при разомкнутой цепи нагрузки (НРЦ) больше или равно 12,7 В, при этом плотность электролита при температуре 25°С должна быть равной 1,28 г/см³. При заряженности на 75% эти значения составляют 12,35 и 1,22, а при полностью разряженных аккумуляторах – 11,7 и 1,1 соответственно.

При остаточной емкости менее 75% батарею рекомендуется дозарядить.

Примечание: НРЦ измеряется не раньше, чем через час после окончания зарядки. За это время должна исчезнуть э.д.с поляризации, возникающая в результате образования ионов возле анода и катода.

Существует несколько методов зарядки, как правило, они изложены в руководстве по эксплуатации. Если руководство отсутствует, то следует использовать способы по ГОСТ Р 53165 или комбинированный.

Зарядка открытых батарей (с общей крышкой):

  • Стабилизированным током 2 Iн до стабилизации напряжения, измеренного три раза с интервалом 15 минут;
  • Постоянным напряжением до16 В с ограничением тока до 5 Iн в течение 20 часов, затем четырехчасовая зарядка стабилизированным током Iн.

Зарядка закрытых батарей (с предохранительным клапаном, с загущенным электролитом):

  • Стабилизированным током 2 Iн до 14,4В, затем 4 часа током Iн;
  • Постоянным напряжением до14,4 В с ограничением тока до 5 Iн в течение 20 часов, затем четырехчасовая зарядка стабилизированным током 0,5 Iн.

Зарядка комбинированным способом производится током 2 Iн до 14,4В, затем при стабилизированном напряжении 14,4 В до уменьшения зарядного тока до 0,1Iн.

Достоинства и недостатки различных способов

  • 1а и 2а обеспечивают 100% заряд за минимальное время.
  • 1б и 2б рекомендуется проводить при отсутствии данных о батарее, но это самый длительный способ.
  • алгоритм третьего способа заложен в большинство автоматизированных «зарядок» и тоже обеспечивает 100% заряд за короткое время.
  1. Общие недостатки – если ЗУ не обладает возможностью автоматически контролировать заданные параметры, то для предотвращения перезаряда требуется постоянный контроль оператора.

Нужно учитывать, что при превышении длительности заряда начинается электролиз воды с образованием газообразного водорода и кислорода.

При этом количество воды в электролите уменьшается безвозвратно, и, со временем, ее придется доливать.

Наличие водорода в воздухе при возникновении случайной искры может привести к взрыву, сопровождаемого разрушением аккумулятора и выбросом электролита в окружающую среду. Попадание кислоты на поверхностные ткани человека может привести к химическим ожогам.

Самостоятельное изготовление зарядного устройства

  • Если ЗУ изначально отсутствует, то перед автолюбителем возникает дилемма: сделать зарядку для аккумулятора своими руками или приобрести готовую.
  • Обычно самостоятельно изготавливают люди, имеющие определенные знания и опыт работы с устройствами электронной техники, располагающие различными электротехническими элементами и радиодеталями.

Начинать изготовление нужно с проработки схемы устройства.

Схему для зарядки можно разработать самостоятельно или позаимствовать из технических журналов, книг, интернета и т.д. Самых различных вариантов как сделать зарядку существует великое множество, поэтому ориентироваться в первую очередь нужно на свои возможности.

Ниже приведены примеры наиболее распространенных вариантов ЗУ.

Нерегулируемые ЗУ, гальванически связанные с сетью

Величина зарядного тока определяется сопротивлением лампы, выполняющей роль балластного сопротивления.

Выходной зарядный ток можно приблизительно рассчитать, как результат деления величины мощности лампы на напряжение сети, равное 220 В.

Например, для лампы 100 Вт: Iз = 100/220 = 0,45 А. При параллельном соединении двух и более ламп Iз увеличиться до 0,9 А, 1,35 А и т.д.

Схема с однополупериодным выпрямителем, изображенная справа, имеет вдвое меньший ток. Время заряда тоже увеличивается, т.к средняя величина тока в 2 раза меньше.

  1. Отсутствие гальванической развязки повышает опасность поражения током, что является очень большим недостатком, несмотря на простоту и дешевизну устройства.
  2. Примечание:
  • Зарядка токами, большими рекомендованных, требует контроля температуры электролита: при возрастании ее до 45°С нужно выключить ЗУ и дождаться снижения до 30 – 35°С.
  • Пульсации и форма зарядного тока не имеют значения, важна лишь его средняя величина.

Зу с понижающим трансформатором

Нерегулируемые устройства:

  • Защита первичных и вторичных цепей осуществляется предохранителями, для измерения зарядного тока и напряжения служат амперметр А и вольтметр V.
  • Напряжение вторичной обмотки трансформатора 14 – 16 В, номинальный ток предохранителя вторичной обмотки 10 – 30 А, в зависимости от емкости АКБ, ток сетевого предохранителя 3 – 5 А.

Достоинство схем – небольшое количество элементов. Существенным недостатком является зависимость величины зарядного тока от напряжения сети: при его увеличении на 10%, ток может увеличиться в несколько раз. Поэтому для ограничения тока желательно в зарядную цепь включить реостат.

Устройства с ручным регулированием

Регулировка производится подачей на базу эмиттерного повторителя VT2,VT1 управляющего напряжения, снимаемого с движка потенциометра R1.

  • Схема надежно работает, проста в изготовлении. б) на Рис. 5 изображена схема очень распространенного устройства, позволяющего потенциометром R5 плавно регулировать выходной ток или напряжение от нуля до максимума.
  • По мере спадания тока во время зарядки оператор может вручную корректировать его значение в желаемых пределах.
    Разновидностью этого технического решения являются схемы Рис.6,7, в которых в качестве компаратора используется аналог однопереходного транзистора.
  • Изготовление таких устройств не требует высокой квалификации, они надежно работают, рекомендуются к применению для широкого круга автовладельцев.
Читайте также:  Резьба дереву нихромовой струной

Подробное описание этих схем содержится в книге Т. Ходасевича «Зарядные и пуско-зарядные устройства».

Зу с дискретным регулированием

Регулировка тока и напряжения производится с помощью набора балластных конденсаторов С1 – С4 и тумблеров S1 – S4.

  • Включением тумблеров S1 – S4 в различных сочетаниях, можно ступенчато регулировать ток с дискретностью примерно в 1 А.
  • Всего существует 16 комбинаций положений тумблеров, т.е схема реализует 16 значения зарядного тока и напряжения, что вполне достаточно для качественной зарядки.
  • Схема надежная, хорошо себя зарекомендовала, но требует тщательного согласования величины емкостей С1 – С4 с напряжением вторичной обмотки.
  • После сборки нужно произвести предварительную проверку и настройку на активной нагрузке, например, на автомобильных лампах.

В этом устройстве на выводы батареи подаются прямоугольные импульсы выпрямленного напряжения с регулируемой скважностью (соотношение длительности импульсов и пауз между ними). От нее зависит величина среднего зарядного тока.

Регулировка производится потенциометром Р5, задающего скважность генератора, собранного на микросхеме DD. Более подробная информация об этой схеме содержится в №11 журнала «Радио» за 2011 г.

Требования к конструкции

Зарядное устройство должно быть смонтировано в закрытом корпусе.

  1. Если корпус металлический, то должна быть предусмотрена возможность его заземления.
  2. Все токоведущие части напряжением 220 или 380В должны быть недоступны прикосновению.
  3. Должна быть предусмотрена защита от коротких замыканий и сверхтоков предохранителями или автоматическими выключателями с электромагнитными расцепителями.
  4. Подсоединение ЗУ к выводам аккумулятора должно производиться гибкими медными проводами с зажимами типа «крокодил» или другими, обеспечивающими надежный электрический контакт.
  5. Рукоятки зажимов должны быть заизолированы трубками ПВХ или изоляционной лентой. Цвет изоляции положительного провода красный, отрицательного – синий или черный.
  6. Сечение проводов не ниже 2,5 мм².

Образцом подобного устройства может служить ЗУ, изготовленное на базе компьютерного блока питания, изображенное на фото 1. Элементы устройства должны быть надежно соединены между собой пайкой, скруткой или болтовым соединением.

Для снижения рабочей температуры выпрямительных диодов, тиристоров и силовых транзисторов их корпуса устанавливаются на радиаторы, как показано на Фото 2.

Если схема содержит большое количество радиоэлементов, то рекомендуется объединять их на печатных или макетных платах с помощью объемного монтажа. Фото 3 иллюстрирует внешний вид такой платы.

Для снижения затрат на изготовление зарядных устройств рекомендуется не приобретать в радиомагазинах комплектующие элементы, а использовать их от ненужной аппаратуры, иначе самодельные ЗУ могут оказаться дороже новых импортных китайских. Основное условие их применения – чтобы они были исправны и сохраняли свои характеристики.

Фото самодельного зарядного устройства для аккумулятора

    Простое зарядное устройство для аккумулятора своими руками

    Зарядное устройство неотъемлемый атрибут любого владельца авто. Аккумуляторная батарея (сокращенно АКБ) имеет тенденцию разряжаться с течением времени. После долгой стоянки автомобиля в гараже, особенно в зимнее время, ключом зажигания заставить машину работать бывает невозможно. Наличие зарядного устройства поможет решить проблему.

    Дорогие устройства с большим количеством дополнительных опций можно купить в магазине.

    Однако некоторые автолюбители, имеющие общие понятия в электротехнике и владеющие паяльником реализуют зарядное устройство своими руками.

    Самодельная конструкция отличается несложной схемой, и как раз в силу простоты обладает большей надежностью. Кроме этого экономия на финансовых затратах добавляет мотивации в получении результата.

    Схема простейшего зарядного устройства

    По принципу работы зарядники могут быть трансформаторными и импульсными (электронными).

    Если импульсные сложны для самостоятельной сборки, имеют дорогостоящие комплектующие, то другие устройства имеют в основе лишь два компонента — трансформатор и выпрямитель.

    Принцип работы этих зарядников состоит в преобразовании напряжения бытовой сети 220 В, в напряжение необходимое для зарядки, например, 12 вольтовых АКБ, установленных на легковом автомобиле.

    Простое трансформаторное зарядное устройство для аккумулятора изготовить своими руками можно по следующим вариантам.

    Схема с одним выпрямляющим диодом

    Диод устанавливается после трансформатора. Выпрямленный с его помощью переменный ток представляет пульсации с резким нарастанием до максимальной величины. Схема и график пульсирующего тока представлены на изображении:

    Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

    Схема с диодным мостом

    С помощью диодного моста выпрямленный ток будет оставаться пульсирующим, но резкого биения происходить не будет. Эта схема наиболее часто применяется для самодеятельного творчества. Ниже по тексту в качестве примера на ее основе приведен вариант практической реализации своими руками зарядного устройства.

    Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

    Схема с диодным мостом и сглаживающим конденсатором

    На выходе получается постоянный ток, что является лучшим вариантом для зарядки аккумуляторной батареи. Несмотря, что зарядка будет процессом достаточно долгим, эксплуатационный срок службы батареи останется достаточно большим.

    Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

    Как сделать своими руками

    Сделать зарядное устройство с диодным мостом самому по вышеприведенной схеме не составит особого труда. Достаточно руководствоваться следующими рекомендациями.

    Подготовить необходимые комплектующие и инструменты

    • Трансформатор. Если зарядник изготавливается для АКБ  легкового автомобиля «Жигули» емкостью 60 А×ч, то автомобильные характеристики трансформатора должны иметь следующие параметры:
      • мощность не менее 150 Вт, чтобы обеспечить зарядный ток величиной 6 А (оптимальная зарядка по времени с обеспечением стойкости пластин аккумулятора достигается на режиме 10 % от емкости АКБ);
      • напряжение на вторичной обмотке должно быть выше 12 Вольт для нормального прохождения тока через разряженную батарею — в районе 14.4 Вольт.

      Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока
      Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

    • Выпрямитель. Для диодного моста следует использовать достаточно мощные диоды, работающие на токе около 10 А. Такими параметрами обладают электронные элементы типа Д246. Возможно найти и другие подобные варианты. Наличие меток с указанием полярности диодов облегчает сборку моста. Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока
    • При работе мощные диоды выделяют большое количество тепла. Монтировать диодный мостик рекомендуется на радиаторе охлаждения, например, имеющихся в старых запасных частях от системного блока компьютера. Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой токаВ случае невозможности найти промышленный радиатор охлаждения можно воспользоваться алюминиевым профилем, как показано на изображении:Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока
    • Для подключения зарядника к бытовой сети необходима сетевая вилка.
    • Монтаж лучше производить на текстолитовой пластине, подходящей по габаритам.
    • Необходим кусок нихромовой проволоки.
    • Амперметр, вольтметр.
    • Диэлектрическая бумага, изолента.
    • Кроме слесарного, основным рабочим инструментом будет паяльник с материалами необходимыми в технологии пайки.

    Порядок выполнения работ

    1. Так как трансформатор для самодельного зарядника обычно берется с другого электротехнического устройства, то весьма редко напряжение и сила тока на вторичной обмотке соответствуют требованиям. Следует в таком случае полностью удалить вторичную обмотку, оставив первичную.

      Выполнить расчеты из школьного курса физики для определения количества витков и диаметра проволоки, подходящими для необходимого напряжения и силы тока. Аккуратно уложить проволоку виток к витку не составит труда. Не стоит забывать делать изоляцию (диэлектрической бумагой, изолентой) между слоями. Концы проволоки вывести и закрепить на корпусе.

      Для уменьшения вибраций следует пропитать обмотку парафином.

    2. На текстолитовой пластине разместить радиатор охлаждения с установленными на нем четырьмя диодами Д246. Собрать диодный мостик с выводами к клеммам аккумулятора. Зачистить концы выводов. Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока
    3. В разрыв между диодным мостом и аккумулятором подключается амперметр и устанавливается  кусок нихромовой проволоки. Один конец ее жестко закрепляется, а второй остается подвижным, чтобы была возможность менять длину нихромовой проволоки и варьировать величиной сопротивления. Такой самодельный переменный резистор позволит производить регулирование тока подаваемого на аккумулятор.
    4. Все соединения необходимо заизолировать изолентой. Готовое устройство для обеспечения электробезопасности следует поместить в подходящий корпус.
    5. Амперметр будет отслеживать процесс зарядки. Когда показания силы тока на нем будут в районе 1 А, можно сделать вывод, что аккумулятор зарядился.
    6. Контролировать зарядку можно и с помощью вольтметра, однако при подключенном зарядном устройстве его показания будут немного выше.

    Рекомендации по применению самодельного зарядника

    Простота конструкции требует определенных правил во время эксплуатации, чтобы не оказывать негативного влияния на функциональные качества самой батареи. Так, например, амперметр и вольтметр нужны для контроля процесса зарядки — автоматического выключения по окончании зарядки происходить не будет. Следует соблюдать и некоторые другие правила.

    • Отсутствие защиты от переполюсовки требует при подключении строго соблюдать полярность. Неправильно подсоединенные клеммы могут вывести АКБ из строя. Важно: плюс зарядника всегда соединять с плюсовым контактом батареи, минус — с отрицательным контактом.
    • Категорически запрещается проверять величину зарядки коротким замыканием плюсовой клеммы на минусовую, или как принято говорить в обиходе «на искру». Вывести из строя диодный мостик зарядного устройства таким способом достаточно легко.
    • Строго соблюдать правила электробезопасности при подключении зарядника к клеммам батареек: он не должен быть включен в сеть 220 В. Соответственно во время отсоединения зарядника от аккумулятора его предварительно следует отключить.
    • Самодельное зарядное устройство для АКБ не оборудовано устройствами защиты. Поэтому следует во время работы следить за ним, возможно возникновение самых неожиданных ситуаций. Правила выполнения процесса зарядки АКБ в вентилируемом помещении, вдали от горючих материалов должны неукоснительно соблюдаться. Пробки на аккумуляторе обязательно выкрутить, для предотвращения его взрыва от закипающего электролита.
    • Собирая зарядник следует помнить о наличии на входе 220 В и тщательно соблюдать схему сборки. Это сохранит здоровье и при включении не выведет из строя аккумуляторную батарею на вашем автомобиле.

    Видео по теме

    

    Как сделать зарядное устройство на тиристоре своими руками? | ????⚡Автомобильные аккумуляторы

    У любого опытного автовладельца почти наверняка в гараже или дома имеется зарядное устройство (ЗУ). Наиболее качественная их разновидность подразумевает плавное регулирование силы тока и выходного напряжения.

    Осуществить подобное ступенчатыми переключателями не получится, лучший вариант – применение электронной схемы, где главную роль играет тиристор – компонент, изменяющий U и I в нагрузке.

    Однако магазинные аппараты стоят довольно дорого, а при наличии навыков работы с паяльником и знаний в сфере радиотехники зарядное устройство на тиристоре можно сконструировать самостоятельно, что обойдётся на порядок дешевле.

    Принцип фазоимпульсного регулирования мощности с помощью тиристора

    Имеется в виду один из режимов работы электронного компонента. Фазоимпульсное функционирование подразумевает изменение выдаваемого напряжения из-за смены интервала проводимости в рамках сетевого U.

    Подобное регулирование обеспечивает открытие и закрытие тиристора каждую ½ периода – 100 циклов в секунду. Этот способ постоянно и точно меняет напряжение, что актуально для нагрузок с малой инерцией.

    Зарядное устройство на тиристоре своими руками

    Существует множество электронных схем, в том числе и непростых, с полным набором регулировок и защиты, солидным количеством деталей, зачастую недешёвых. Но большинство автолюбителей отдаёт предпочтение простым зарядным устройствам на тиристоре, из нескольких недорогих компонентов, которые зачастую можно извлечь из отработавшей своё аппаратуры, например компьютера.

    Выбор схемы и принцип её работы

    Сначала стоит отметить главное достоинство предлагаемой схемы тиристорного зарядного устройства: доступность и малые финансовые затраты. Есть и иные преимущества при использовании в качестве главного компонента недорогого тиристора КУ202:

    1. Хороший зарядный ток до 10 А.
    2. Выдаваемая энергия – импульсного типа, что продлевает эксплуатационный ресурс заряжаемой батареи.
    3. Для сборки понадобятся широко распространённые недорогие детали, найти которые не составит труда.
    4. Схему тиристорного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора просто повторить даже автолюбителю, малосведущему в радиотехнике, а опытному электронщику потребуется и вовсе не более часа, чтобы запустить устройство в эксплуатацию.

    По принципу действия это фазоимпульсный регулятор мощности, выполненный на тиристоре и позволяющий изменять силу тока. Управляющий электрод КУ202 питает транзисторная цепь.

    Чтобы защитить схему тиристорного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора от токовых скачков, используется диод VD2. Сопротивление R5 оказывает влияние на зарядный ток, значение которого, как известно, 1/1 от ёмкости АКБ.

    Для питания схемы понадобится трансформатор, уменьшающий сетевое U = 220 В до 18–22 В. Если в вашем распоряжении оказался трансформатор с большим напряжением на выходе, сопротивление R7 нужно увеличить ориентировочно до 2-х кОм (возможно, резистор придётся подбирать).

    Диоды выпрямительного моста и тиристор необходимо устанавливать на алюминиевые радиаторы, чтобы исключить перегрев деталей. При монтаже обычных элементов типа Д242–245 не забывайте под корпус подложить изоляционную шайбу.

    Принципиальная схема тиристорного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора выглядит следующим образом:

    Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

    Так как схема простая, в ней отсутствует электронная защита: её роль играет предохранитель, устанавливаемый на выходе. При зарядке батарей ёмкостью не более 60 А*ч хватит плавкой вставки номиналом 6,3 А. Установка последовательно подсоединяемого прибора – амперметра поможет контролировать процедуру зарядки. Ниже показана печатная плата, упрощающая сборку ЗУ:

    Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

    Перечень компонентов в схеме и подбор возможных аналогов

    В схеме использован электролитический конденсатор, выдерживающий напряжение не менее 63 В. Мощность резисторов R1-R6 – 0,25 Вт, R7 – 2 Вт. Диоды в выпрямительном мосту пропускают ток до10 А и держат обратное U от 50 В. Такое же напряжение должен выдерживать импульсный диод VD2. Транзисторы VT1 и VT2: КТ3107, КТ502, КТ361 и КТ503, КТ315, КТ3102 соответственно.

    Расчёт параметров трансформатора, тиристора и диодов

    Одна из отрицательных сторон зарядки на тиристоре – низкий КПД, отчасти обусловленный вторичной обмоткой трансформатора, которая должна свободно пропускать ток, в три раза больший, чем потребляемая АКБ мощность. Как это исправить? Для этого можно тиристор переставить из обмотки II трансформатора в обмотку I, как это показано на схеме тиристорного зарядного устройства для АКБ:

    Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

    Вся разница этого ЗУ на тиристоре для автомобильных аккумуляторов заключается в подключении диодного моста и регулирующего тиристора в первичную обмотку трансформатора. Так как ток обмотки II приблизительно меньше зарядного в 10 раз, то тепловой энергии на диодах и тиристоре выделяется совсем мало: можно даже не использовать охлаждающие радиаторы (но это не относится к VD5-VD8).

    Компоненты и их аналоги:

    • выпрямительный блок КЦ402,405 с любым индексом (А, Б, В);
    • стабилитрон типа КС524, КС518, КС522;
    • транзистор КТ117 с буквами от «Б» до «Г»;
    • диодный мост, стоящий на выходе, должен состоять из компонентов, рассчитанных на 10 А (Д242-247).

    Недостатки ЗУ на тиристорах

    У простой схемы есть существенный минус – отсутствие электронной защиты от переполюсовки, КЗ и перегрузок. Отчасти эту функцию выполняет плавкий предохранитель, что не очень удобно. При желании и достаточном опыте можно собрать дополнительную схему защиты и подключить её отдельно.

    Второй недостаток – гальваническая связь настроечного блока с сетью. Его можно устранить, если использовать регулировочное сопротивление с пластиковой осью.

    И ещё один минус – необходимость установки охлаждающих радиаторов (лучше использовать ребристые алюминиевые изделия). Частично проблема решается использованием схемы с включением регулирующего модуля в обмотку I питающего трансформатора.

    Подводя итог, скажем, что тиристорное зарядное устройство своими руками собрать не так сложно, как может показаться с первого взгляда. Упорство и затраченное время будут вознаграждены недорогим качественным ЗУ с плавной регулировкой силы тока, продлевающей жизнь аккумулятору.

    Стабилизатор тока для зарядки аккумулятора — простая схема

    Чтобы собрать даже самый простой стабилизатор напряжения к зарядному устройству необходимо обладать хоть маломальскими знаниями по физике. Иначе сложно будет понять зависимость физических величин, например, то, как по мере заряда сопротивление аккумулятора увеличивается, ток заряда падает и напряжение растет.

    Простое зарядное устройство стабилизатор тока из подручных материалов

    Существует огромное число готовых схем и конструкций, позволяющих заряжать автомобильный аккумулятор. Эта статья на тему переделки компьютерного блока питания под автоматическое зарядное устройство автомобильного аккумулятора. В ней рассказывается о том, как собрать автоматический стабилизатор тока с возможностью регулировки выходного тока.

    Схема стабилизатора, используемая в нашем собираемом зарядном устройстве, довольно проста и основана на базе операционного усилителя (ОУ) без обратной связи с большим коэффициентом усиления.

    Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

    В качестве такого операционного усилителя, или правильнее будет его назвать компаратором, используется микросхема LM358. На изображении видно, что она имеет:

    • два входа (инвертирующий и неинвертирующий);
    • один выход.

    Задача LM358 состоит в том, чтобы сбалансировать параметры на выходе путём увеличения или уменьшения напряжения на входах.

    Зарядное устройство или простой стабилизатор – это прибор, который:

    • сглаживает пульсации сети;
    • поддерживает прямую линию графика тока на одном уровне.

    Как это осуществляется? В нашем случае на один вход подаётся опорное напряжение, задаваемое с помощью стабилитрона. Второй вход подключен после шунта, предназначенного для роли датчика тока.

    Когда подключается к выходу разряженный аккумулятор, в цепи возрастает ток и соответственно возникает падение напряжения на низкоомном резисторе. На микросхеме LM358 появляется разность напряжений между двумя входами.

    Устройство стремится сбалансировать эту разность, тем самым увеличивая параметры на выходе.

    Глядя на схему мы видим, что на выход подключен полевой транзистор, который управляет нагрузкой. По мере заряда аккумулятора на клеммах устройства начинает повышаться напряжение, следовательно, начинает расти оно и на одном из входов ОУ. Возникает разность напряжений между входами, которую ОУ пытается выровнять путём уменьшения напряжения на выходе, тем самым уменьшая ток в основной цепи.

    В итоге, аккумулятор заряжается до нужного напряжения, то есть выставленного значения на клеммах зарядного устройства. Падение напряжения на резисторе R3 становится минимальным, либо его не будет вообще. При выравнивании напряжения на входах транзистор закрывается, тем самым отключая нагрузку от зарядного устройства.

    Особенностью данной схемы является то, что она позволяет ограничивать ток заряда. Делается это с помощью переменного резистора, который включён последовательно в делитель. И собственно поворачивая ручку этого резистора можно изменять параметры на одном из входов. Возникающую разность опять же выравнивают путём увеличения либо уменьшения параметров.

    Универсальных схем не бывает. Кого-то интересует вопрос увеличения тока нагрузки. Например, что нужно поменять в схеме для 15 А? Необходимо будет поставить переменник не 5, а 10 кОм. Так же сделав предварительный расчёт и заменив соответствующие элементы, можно запросто настроить схему под свои нужды.

    Сборка устройства

    Конечно, интересно посмотреть на готовое самодельное изделие, тогда приступим к сборке устройства. В интернет-магазинах существует много компактных плат под эту схему. Стоимость деталей для сборки данного стабилизатора напряжения обойдётся менее двухсот рублей. Если покупать готовый стабилизатор напряжения, придется заплатить в несколько раз больше.

    Все стандартные действия сборки не будем описывать, отметим лишь основные моменты. Транзистор надо размещать на теплоотвод. Почему? Потому что схема линейная и при больших токах транзистор будет сильно нагреваться.

    Из чего изготовить радиатор? Его можно сделать из обычного алюминиевого уголка и закрепить непосредственно на вентилятор блока питания.

    И, несмотря на то, что по размерам радиатор достаточно небольшой, благодаря интенсивному обдуву он прекрасно справится со своей задачей.

    К радиатору прикручивается через термопасту транзистор, в этой схеме он используется полевой, N-канальный IRFZ44 с максимальным током 49 А. Так как радиатор изолирован от основной платы и корпуса, то транзистор приворачивается напрямую без изоляционных прокладок.

    Плату стабилизатора через латунную стойку закрепляется на этот же алюминиевый уголок. Для регулировки выходного тока используется переменный резистор на 5 кОМ. Провода, чтобы не болтались, фиксируются пластиковыми стяжками.

    В результате, должна получиться следующая схема подключения данного стабилизатора для зарядного устройства.

    Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

    Блок питания может быть абсолютно любым, как компьютерным блоком питания, так и обычным трансформатором. Шнур для подключения в розетку используется обычный компьютерный.

    Зарядное устройство для аккумулятора с регулировкой тока

    Всё готово. Можно теперь использовать такой регулируемый стабилизатор напряжения для зарядного устройства. Надо отметить схема простая и недорогая: одновременно выполняет функции стабилизатора и зарядного устройства.

    Зарядка для аккумулятора. (часть2) Стабилизатор тока автоматический.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector