Od čega možete napraviti punjač za automobilski akumulator? Šema strujnog kruga punjača za automobilsku bateriju - od jednostavnog do složenog

Kada se dugo parkira, akumulator automobila se vremenom prazni. Električna oprema u vozilu stalno troši malu struju, a baterija prolazi kroz proces samopražnjenja. Ali čak i redovna upotreba mašine ne obezbeđuje uvek dovoljno punjenje.

To je posebno vidljivo zimi na kratkim putovanjima. U takvim uvjetima, generator nema vremena da obnovi napunjenost potrošenu na starteru. Ovdje će pomoći samo punjač. auto akumulator koje možete sami da uradite.

Zašto trebate puniti bateriju?

Moderni automobili koriste olovne baterije. Njihova posebnost je da sa konstantnim slabim nabojem, proces sulfacije ploča. Kao rezultat toga, baterija gubi kapacitet i ne može se nositi s pokretanjem motora. Ovo možete izbjeći redovnim punjenjem baterije iz mreže. Uz njegovu pomoć možete napuniti bateriju i spriječiti, au nekim slučajevima čak i obrnuti proces sulfatiranja.

Punjač(UZ) za akumulatore, koje ste sami izradili, nezaobilazan je u slučajevima kada automobil ostavljate u garaži na zimu. Zbog samopražnjenja baterija se gubi 15-30% kapaciteta mjesečno. Stoga neće biti moguće pokrenuti automobil na početku sezone bez prethodnog punjenja.

Zahtjevi punjača za automobilske akumulatore

Dostupnost automatizacije. Baterija se puni uglavnom noću. Stoga, punjač ne bi trebao zahtijevati kontrolu struje i napona od strane vlasnika automobila.
Dovoljna napetost. Napajanje (PS) mora osigurati 14,5 V. Ako napon padne na punjaču, potrebno je odabrati napajanje višeg napona.
Zaštitni sistem. Ako je struja punjenja prekoračena, automatika mora nepovratno isključiti bateriju. U suprotnom, uređaj može pokvariti, pa čak i zapaliti. Sistem treba vratiti u prvobitno stanje tek nakon ljudske intervencije.
Zaštita od obrnutog polariteta. Ako su terminali baterije pogrešno spojeni na punjač, krug bi se trebao odmah isključiti. Gore opisani sistem se nosi sa ovim zadatkom.

Uobičajene greške u dizajnu kućnih memorijskih uređaja

Spajanje baterije na kućnu električnu mrežu preko diodnog mosta i balasta u obliku kondenzatora s otporom. Papirno-uljni kondenzator velikog kapaciteta koji je potreban u ovom slučaju koštat će više od kupljenog "punjača". Ova shema povezivanja stvara veliko reaktivno opterećenje, što može "zbuniti" savremeni zaštitni uređaji i brojila električne energije.
Kreiranje memorije na osnovu moćan transformator sa uključenim primarnim namotajem 220V i sekundarno na 15V. Neće biti problema s radom takve opreme, a na njenoj pouzdanosti će zavidjeti svemirska tehnologija. Ali izrada takvog punjača baterija vlastitim rukama poslužit će kao jasna ilustracija izraza "pucaj vrapce iz topa". A težak, glomazan dizajn nije ergonomski i jednostavan za korištenje.

Zaštitni krug

Vjerojatnost da će prije ili kasnije doći do kratkog spoja na izlazu punjača baterije 100% . Uzrok može biti obrnuti polaritet, labav terminal ili neka druga greška operatera. Stoga morate započeti s projektiranjem zaštitnog uređaja (PD). Trebalo bi brzo i jasno reagirati kada je preopterećen i prekinuti izlazni krug.

Postoje dva dizajna ultrazvuka:

Vanjski, dizajniran kao poseban modul. Mogu se spojiti na bilo koji izvor od 14 volti.
Unutrašnji, integrisan u telo specifičnog „punjača“.

Klasično kolo Schottky diode pomaže samo ako je baterija pogrešno spojena. Ali diode će jednostavno izgorjeti od preopterećenja kada su spojene na ispražnjenu bateriju ili kratki spoj na izlazu punjača

Bolje je koristiti univerzalnu shemu prikazanu na slici. Koristi histerezu releja i sporu reakciju kiselinske baterije na prenapone.

Kada dođe do skoka opterećenja u krugu, napon na zavojnici releja pada i on se isključuje, sprječavajući preopterećenje. Problem je u tome ovu šemu ne štiti od promjene polariteta. Takođe, sistem se ne gasi trajno kada je struja prekoračena, a ne zbog kratkog spoja. Kada su preopterećeni, kontakti će početi kontinuirano "pljeskati" i ovaj proces se neće zaustaviti dok ne izgore. Stoga se drugi krug baziran na paru tranzistora i releju smatra boljim.

Namotaj releja ovdje je povezan diodama u logičkom krugu "ili" na samoblokirajući krug i upravljačke module. Prije rada s punjačem, morate ga konfigurirati tako da na njega povežete balastno opterećenje.

Koji izvor struje koristiti

DIY punjač zahtijeva izvor napajanja. Potrebni parametri za bateriju 14,5-15 V/ 2-5 A (amper sati). Takve karakteristike imaju prekidačka napajanja (UPS) i jedinice zasnovane na transformatorima.

Prednost UPS-a je što je možda već dostupan. Ali intenzitet rada stvaranja punjača za bateriju na bazi toga je mnogo veći. Stoga kupujte pulsni blok Napajanje za korištenje u auto punjaču se ne isplati. Tada je bolje napraviti jednostavniji i jeftiniji izvor napajanja od transformatora i ispravljača.

Šema punjača baterija:

Napajanje za “punjenje” iz UPS-a

Prednost napajanja iz računara je što već ima ugrađeno zaštitno kolo. Međutim, morat ćete se potruditi da malo prepravite dizajn. Da biste to uradili potrebno je da uradite sledeće:

uklonite sve izlazne žice osim žutih (+12V), crna (uzemljenje) i zelena (žica za uključivanje računara).
kratko spojite zelenu i crnu žicu;
instalirajte prekidač za napajanje (ako ne postoji standardni);
pronađite povratni otpornik u kolu +12V;
zamijenite promjenjivim otpornikom 10 kOhm;
uključite napajanje;
rotirajući varijabilni otpornik, postavite ga na izlaz 14,4 V;
izmjeriti strujni otpor promjenjivog otpornika;
zamijenite promjenjivi otpornik sa konstantnim otpornikom iste vrijednosti (2% tolerancije);
spojite voltmetar na izlaz napajanja za praćenje procesa punjenja (opcionalno);
spojite žutu i crnu žicu u dva snopa;
spojite žice sa stezaljkama na njih za spajanje na terminale.

Savjet: umjesto voltmetra možete koristiti univerzalni multimetar. Za napajanje trebate ostaviti jednu crvenu žicu (+5 V).

DIY punjač baterija je spreman. Ostaje samo spojiti uređaj na električnu mrežu i napuniti bateriju.

Punjač na transformatoru

Prednost izvora napajanja transformatora je u tome što je njegova električna inercija veća od inercije baterije. Ovo poboljšava sigurnost i pouzdanost kola.

Za razliku od UPS-a, nema ugrađene zaštite. Stoga morate voditi računa da spriječite preopterećenje punjača koji ste sami napravili. Ovo je takođe izuzetno važno za automobilske akumulatore. U suprotnom, kod prekostrujnih i naponskih preopterećenja mogući su bilo kakvi problemi: od pregorevanja namotaja do prskanja kiseline, pa čak i eksplozije baterije.

Punjač iz elektronskog transformatora (Video)

Ovaj video govori o podesivom napajanju, koje se zasniva na konvertovanom elektronskom transformatoru od 12V snage 105W. U kombinaciji sa modulom za stabilizaciju impulsa dobija se pouzdan i kompaktan punjač za sve vrste baterija. 1.4-26V 0-3A.

Domaće napajanje sastoji se od dva bloka: transformatora i ispravljača.

Možete pronaći gotov dio sa odgovarajućim namotajima ili ga sami namotati. Druga opcija je poželjnija, jer možete pronaći transformator s izlazom 14,3-14,5 volti malo je vjerovatno da ćete uspjeti. Morat će koristiti gotova rješenja, izdavanje 12,6 V. Napon možete povećati za oko 0,6 V sastavljanjem ispravljača sa srednjom tačkom pomoću Schottky dioda.

Snaga namotaja mora biti najmanje 120 vati, parametri diode - 30 amp/ 35 volti. Ovo je dovoljno za normalno punjenje baterije.

Možete koristiti tiristorski ispravljač. Za dobijanje 14 V na izlazu, ulazni AC napon na ispravljač bi trebao biti oko 24 volta. Neće biti teško pronaći transformator s takvim parametrima.

Najlakši način- kupite podesivi ispravljač za 18 ili 24 volta i podesite ga tako da proizvodi 14,4 V

Za one koji nemaju vremena da se "muče" sa svim nijansama punjenja akumulatora, praćenjem struje punjenja, gašenjem na vrijeme kako se ne bi prepunili itd., možemo preporučiti jednostavnu shemu punjenja akumulatora sa automatskim isključivanjem kada je baterija potpuno napunjena. Ova šema koristi jednu tranzistor snage za određivanje napona na bateriji.

Shema jednostavnog automatskog punjača auto akumulatora

Spisak potrebnih delova:

R1 = 4,7 kOhm;
P1 = 10K trimer;
T1 = BC547B, KT815, KT817;
Relej = 12V, 400 Ohm, (može biti automobilski, na primjer: 90.3747);
TR1 = napon sekundarnog namotaja 13,5-14,5 V, struja 1/10 kapaciteta baterije (na primjer: baterija 60A/h - struja 6A);
Diodni most D1-D4 = za struju jednaku nazivnoj struji transformatora = najmanje 6A (na primjer D242, KD213, KD2997, KD2999...), ugrađen na radijator;
Diode D1 (paralelno sa relejem), D5.6 = 1N4007, KD105, KD522...;
C1 = 100uF/25V.
R2, R3 - 3 kOhm
HL1 - AL307G
HL2 - AL307B

Kolo nema indikator punjenja, kontrolu struje (ampermetar) i ograničenje struje punjenja. Ako želite, možete staviti ampermetar na izlaz na prekidu bilo koje žice. LED diode (HL1 i HL2) sa graničnim otporima (R2 i R3 - 1 kOhm) ili sijalice paralelno sa C1 “mrežom”, i slobodnim kontaktom RL1 “kraj punjenja”.

Promijenjena shema

Struja jednaka 1/10 kapaciteta baterije odabire se brojem zavoja sekundarnog namota transformatora. Prilikom namotavanja sekundarnog transformatora potrebno je napraviti nekoliko slavina za odabir optimalne opcije struje punjenja.

Punjenje akumulatora automobila (12 volti) smatra se završenim kada napon na njegovim terminalima dostigne 14,4 volta.

Prag isključivanja (14,4 volta) se postavlja podrezujućim otpornikom P1 kada je baterija povezana i potpuno napunjena.

Prilikom punjenja ispražnjene baterije, napon na njoj će biti oko 13V; tokom punjenja struja će opasti i napon će se povećati. Kada napon na bateriji dostigne 14,4 volta, tranzistor T1 isključuje relej RL1, krug punjenja će se prekinuti i baterija će se isključiti iz napona punjenja sa dioda D1-4.

Kada napon padne na 11,4 volta, punjenje se ponovo nastavlja; ovu histerezu osiguravaju diode D5-6 u emiteru tranzistora. Prag odziva kola postaje 10 + 1,4 = 11,4 volti, što se može smatrati automatskim ponovnim pokretanjem procesa punjenja.

Ovaj domaći, jednostavan automatski punjač za auto pomoći će vam da kontrolirate proces punjenja, ne pratite kraj punjenja i ne prepunite bateriju!

Korišteni materijali web stranice: homemade-circuits.com

Druga verzija kruga punjača za 12-voltni automobilski akumulator s automatskim isključivanjem na kraju punjenja

Shema je malo složenija od prethodne, ali s jasnijim radom.

Usklađenost sa režimom rada punjivih baterija, a posebno sa režimom punjenja, garantuje njihov nesmetan rad tokom celog radnog veka. Baterije se pune strujom, čija se vrijednost može odrediti formulom

gdje je I prosječna struja punjenja, A., a Q je električni kapacitet baterije, Ah.

Klasični punjač za automobilski akumulator sastoji se od opadajućeg transformatora, ispravljača i regulatora struje punjenja. Kao regulatori struje koriste se žičani reostati (vidi sliku 1) i tranzistorski stabilizatori struje.

U oba slučaja, ovi elementi stvaraju značajnu toplinsku snagu, što smanjuje efikasnost punjača i povećava vjerovatnoću njegovog kvara.

Da biste regulirali struju punjenja, možete koristiti skladište kondenzatora spojenih u seriju s primarnim (mrežnim) namotom transformatora i koji djeluju kao reaktanse koje prigušuju višak mrežnog napona. Pojednostavljena verzija takvog uređaja prikazana je na Sl. 2.

U ovom krugu toplinska (aktivna) snaga se oslobađa samo na diodama VD1-VD4 ispravljačkog mosta i transformatora, tako da je zagrijavanje uređaja neznatno.

Nedostatak na sl. 2 je potreba da se na sekundarnom namotu transformatora obezbedi napon jedan i po puta veći od nazivnog napona opterećenja (~ 18÷20V).

Krug punjača, koji omogućava punjenje 12-voltnih baterija sa strujom do 15 A, a struja punjenja može se mijenjati od 1 do 15 A u koracima od 1 A, prikazan je na Sl. 3.

Moguće je automatski isključiti uređaj kada je baterija potpuno napunjena. Ne boji se kratkotrajnih kratkih spojeva u krugu opterećenja i prekida u njemu.

Prekidači Q1 - Q4 se mogu koristiti za spajanje različitih kombinacija kondenzatora i time regulaciju struje punjenja.

Varijabilni otpornik R4 postavlja prag odziva K2, koji bi trebao raditi kada je napon na terminalima baterije jednak naponu potpuno napunjene baterije.

Na sl. Slika 4 prikazuje još jedan punjač u kojem se struja punjenja glatko reguliše od nule do maksimalne vrijednosti.

Promjena struje u opterećenju postiže se podešavanjem ugla otvaranja tiristora VS1. Upravljačka jedinica je napravljena na jednospojnom tranzistoru VT1. Vrijednost ove struje određena je položajem promjenjivog otpornika R5. Maksimalna struja punjenja baterije je 10A, podešena ampermetrom. Uređaj je na strani napajanja i opterećenja opremljen osiguračima F1 i F2.

Verzija štampane ploče punjača (vidi sliku 4), veličine 60x75 mm, prikazana je na sljedećoj slici:

U dijagramu na sl. 4, sekundarni namotaj transformatora mora biti dizajniran za struju tri puta veću od struje punjenja, te prema tome, snaga transformatora također mora biti tri puta veća od snage koju troši baterija.

Ova okolnost je značajan nedostatak punjača sa tiristorom regulatora struje (tiristor).

Bilješka:

Diode ispravljačkog mosta VD1-VD4 i tiristor VS1 moraju se ugraditi na radijatore.

Moguće je značajno smanjiti gubitke snage u SCR-u, a samim tim i povećati efikasnost punjača, premještanjem upravljačkog elementa iz kruga sekundarnog namota transformatora u krug primarnog namotaja. takav uređaj je prikazan na sl. 5.

U dijagramu na sl. 5 upravljačka jedinica je slična onoj korištenoj u prethodnoj verziji uređaja. SCR VS1 je uključen u dijagonalu ispravljačkog mosta VD1 - VD4. Budući da je struja primarnog namota transformatora približno 10 puta manja od struje punjenja, na diodama VD1-VD4 i tiristoru VS1 oslobađa se relativno mala toplinska snaga i ne zahtijevaju ugradnju na radijatore. Osim toga, korištenje SCR-a u krugu primarnog namota transformatora omogućilo je malo poboljšati oblik krivulje struje punjenja i smanjiti vrijednost koeficijenta oblika krivulje struje (što također dovodi do povećanja efikasnosti punjač). Nedostatak ovog punjača je galvanska veza s mrežom elemenata upravljačke jedinice, što se mora uzeti u obzir pri izradi dizajna (na primjer, koristiti promjenjivi otpornik s plastičnom osi).

Verzija štampane ploče punjača na slici 5, dimenzija 60x75 mm, prikazana je na donjoj slici:

Bilješka:

Diode ispravljačkog mosta VD5-VD8 moraju se ugraditi na radijatore.

U punjaču na slici 5 nalazi se diodni most VD1-VD4 tip KTs402 ili KTs405 sa slovima A, B, C. Zener dioda VD3 tip KS518, KS522, KS524 ili sastavljena od dvije identične zener diode sa ukupnim naponom stabilizacije od 16÷24 volti (KS482, D808, KS510, itd.). Tranzistor VT1 je jednospojni, tip KT117A, B, V, G. Diodni most VD5-VD8 je sastavljen od dioda, sa radnim struja ne manja od 10 ampera(D242÷D247, itd.). Diode se postavljaju na radijatore površine od najmanje 200 m2, a radijatori će se jako zagrijati, a u kućište punjača se može ugraditi ventilator za ventilaciju.

Na fotografiji je domaći automatski punjač za punjenje automobilskih baterija od 12 V sa strujom do 8 A, sastavljen u kućištu od milivoltmetra B3-38.

Zašto morate puniti akumulator automobila?
punjač

Baterija u automobilu se puni pomoću električnog generatora. Za zaštitu električne opreme i uređaja od povećanog napona koji generiše automobilski generator, iza njega je ugrađen relej-regulator, koji ograničava napon u mreži automobila na 14,1 ± 0,2 V. Za potpuno punjenje baterije, napon od najmanje 14,5 potrebno je IN.

Dakle, nemoguće je potpuno napuniti bateriju iz generatora i prije početka hladnog vremena potrebno je napuniti bateriju iz punjača.

Analiza kola punjača

Šema za izradu punjača iz računarskog napajanja izgleda atraktivno. Strukturni dijagrami računarskih napajanja su isti, ali električni su različiti, a modifikacija zahtijeva visoku radiotehničku kvalifikaciju.

Zanimalo me je kondenzatorsko kolo punjača, efikasnost je visoka, ne stvara toplinu, pruža stabilnu struju punjenja bez obzira na stanje napunjenosti baterije i fluktuacije u mreži napajanja i ne boji se izlaza kratki spojevi. Ali ima i nedostatak. Ako se tokom punjenja izgubi kontakt sa baterijom, napon na kondenzatorima se povećava nekoliko puta (kondenzatori i transformator formiraju rezonantni oscilirajući krug sa frekvencijom mreže) i oni se probijaju. Trebalo je otkloniti samo ovaj jedan nedostatak, što sam i uspio.

Rezultat je bio krug punjača bez gore navedenih nedostataka. Sa njim već više od 16 godina punim sve kisele baterije od 12 V. Uređaj radi besprijekorno.

Šematski dijagram auto punjača

Unatoč prividnoj složenosti, krug domaćeg punjača je jednostavan i sastoji se od samo nekoliko kompletnih funkcionalnih jedinica.

Ako vam se sklop za ponavljanje čini kompliciranim, onda možete sastaviti još jedan koji radi na istom principu, ali bez funkcije automatskog isključivanja kada je baterija potpuno napunjena.

Krug ograničavača struje na balastnim kondenzatorima

U kondenzatorskom punjaču za automobile, regulacija veličine i stabilizacija struje punjenja baterije osigurava se povezivanjem balastnih kondenzatora C4-C9 u seriju s primarnim namotom energetskog transformatora T1. Što je kapacitet kondenzatora veći, to je veća struja punjenja baterije.

U praksi, ovo je kompletna verzija punjača; možete spojiti bateriju nakon diodnog mosta i napuniti je, ali je pouzdanost takvog kruga niska. Ako je kontakt sa terminalima baterije prekinut, kondenzatori mogu pokvariti.

Kapacitet kondenzatora, koji ovisi o veličini struje i napona na sekundarnom namotu transformatora, može se približno odrediti formulom, ali je lakše navigirati pomoću podataka u tablici.

Za regulaciju struje kako bi se smanjio broj kondenzatora, oni se mogu povezati paralelno u grupe. Moje prebacivanje se vrši pomoću prekidača s dvije trake, ali možete instalirati nekoliko prekidača.

Zaštitni krug
od nepravilnog povezivanja polova baterije

Zaštitni krug od preokretanja polariteta punjača u slučaju nepravilnog spajanja baterije na terminale se izvodi pomoću releja P3. Ako je baterija pogrešno spojena, dioda VD13 ne propušta struju, relej je bez napona, kontakti releja K3.1 su otvoreni i struja ne teče do terminala baterije. Kada je ispravno spojen, relej se aktivira, kontakti K3.1 su zatvoreni, a baterija je spojena na krug za punjenje. Ovaj zaštitni krug od obrnutog polariteta može se koristiti sa bilo kojim punjačem, i tranzistorskim i tiristorskim. Dovoljno je spojiti ga na prekid u žicama kojima je baterija spojena na punjač.

Krug za mjerenje struje i napona punjenja baterije

Zahvaljujući prisutnosti prekidača S3 na dijagramu iznad, prilikom punjenja baterije moguće je kontrolisati ne samo količinu struje punjenja, već i napon. U gornjem položaju S3 se mjeri struja, u donjem položaju napon. Ako punjač nije priključen na električnu mrežu, voltmetar će pokazati napon baterije, a kada se baterija puni, napon punjenja. Kao glava se koristi mikroampermetar M24 sa elektromagnetnim sistemom. R17 zaobilazi glavu u režimu mjerenja struje, a R18 služi kao razdjelnik pri mjerenju napona.

Krug za automatsko isključivanje punjača
kada je baterija potpuno napunjena

Za napajanje operativnog pojačala i stvaranje referentnog napona koristi se stabilizatorski čip DA1 tipa 142EN8G 9V. Ovo mikrokolo nije slučajno izabrano. Kada se temperatura tijela mikrokola promijeni za 10º, izlazni napon se mijenja za najviše stoti dio volta.

Sistem za automatsko isključivanje punjenja kada napon dostigne 15,6 V napravljen je na polovini A1.1 čipa. Pin 4 mikrokola spojen je na djelitelj napona R7, R8 iz kojeg se na njega dovodi referentni napon od 4,5 V. Pin 4 mikrokola je povezan na drugi razdjelnik pomoću otpornika R4-R6, otpornik R5 je podešavajući otpornik za podesite radni prag mašine. Vrijednost otpornika R9 postavlja prag za uključivanje punjača na 12,54 V. Zahvaljujući upotrebi diode VD7 i otpornika R9, osigurava se potrebna histereza između napona uključivanja i isključivanja punjenja baterije.

Shema funkcionira na sljedeći način. Prilikom spajanja automobilske baterije na punjač, čiji je napon na terminalima manji od 16,5 V, na pin 2 mikrokruga A1.1 uspostavlja se napon dovoljan za otvaranje tranzistora VT1, tranzistor se otvara i relej P1 se aktivira, povezujući kontakti K1.1 s mrežom kroz blok kondenzatora počinje primarni namotaj transformatora i punjenje baterije.

Čim napon punjenja dostigne 16,5 V, napon na izlazu A1.1 će se smanjiti na vrijednost nedovoljnu za održavanje tranzistora VT1 u otvorenom stanju. Relej će se isključiti, a kontakti K1.1 će spojiti transformator kroz kondenzator u stanju pripravnosti C4, pri čemu će struja punjenja biti jednaka 0,5 A. Krug punjača će biti u ovom stanju dok se napon na bateriji ne smanji na 12,54 V. Čim se napon postavi na 12,54 V, relej će se ponovo uključiti i punjenje će se nastaviti na navedenoj struji. Moguće je, ako je potrebno, isključiti sistem automatskog upravljanja pomoću prekidača S2.

Tako će sistem automatskog praćenja punjenja baterije eliminisati mogućnost prepunjavanja baterije. Bateriju možete ostaviti priključenu na priloženi punjač najmanje godinu dana. Ovaj način rada je relevantan za vozače koji voze samo ljeti. Nakon završetka trkačke sezone, bateriju možete spojiti na punjač i isključiti je tek na proljeće. Čak i ako dođe do nestanka struje, kada se vrati, punjač će nastaviti puniti bateriju kao i obično.

Princip rada sklopa za automatsko isključivanje punjača u slučaju viška napona zbog nedostatka opterećenja prikupljenog na drugoj polovini operativnog pojačala A1.2 je isti. Samo je prag za potpuno isključivanje punjača iz mreže napajanja postavljen na 19 V. Ako je napon punjenja manji od 19 V, napon na izlazu 8 A1.2 čipa je dovoljan da zadrži tranzistor VT2 u otvorenom stanju , u kojem se napon primjenjuje na relej P2. Čim napon punjenja pređe 19 V, tranzistor će se zatvoriti, relej će otpustiti kontakte K2.1 i dovod napona na punjač će se potpuno zaustaviti. Čim se baterija priključi, ona će napajati krug automatizacije, a punjač će se odmah vratiti u radno stanje.

Dizajn automatskog punjača

Svi dijelovi punjača smješteni su u kućište miliampermetra V3-38, iz kojeg je uklonjen sav njegov sadržaj, osim pokazivača. Ugradnja elemenata, osim kruga automatizacije, izvodi se pomoću zglobne metode.

Dizajn kućišta miliampermetra sastoji se od dva pravougaona okvira povezana sa četiri ugla. U uglovima su napravljene rupe sa jednakim razmakom, na koje je prikladno pričvrstiti dijelove.

Energetski transformator TN61-220 pričvršćen je sa četiri M4 vijka na aluminijskoj ploči debljine 2 mm, a ploča je zauzvrat pričvršćena vijcima M3 na donje uglove kućišta. Energetski transformator TN61-220 pričvršćen je sa četiri M4 vijka na aluminijskoj ploči debljine 2 mm, a ploča je zauzvrat pričvršćena vijcima M3 na donje uglove kućišta. C1 je takođe instaliran na ovoj ploči. Fotografija prikazuje pogled na punjač odozdo.

Na gornje uglove kućišta je također pričvršćena ploča od stakloplastike debljine 2 mm, a na nju su pričvršćeni kondenzatori C4-C9 i releji P1 i P2. Na ove uglove je također pričvršćena štampana ploča na koju je zalemljen kontrolni krug za automatsko punjenje baterije. U stvarnosti, broj kondenzatora nije šest, kao na dijagramu, već 14, jer da bi se dobio kondenzator tražene vrijednosti bilo je potrebno povezati ih paralelno. Kondenzatori i releji su povezani sa ostatkom strujnog kruga punjača preko konektora (plava na gornjoj fotografiji), što je olakšalo pristup ostalim elementima tokom instalacije.

Aluminijski radijator s rebrima je ugrađen na vanjskoj strani stražnjeg zida za hlađenje energetskih dioda VD2-VD5. Tu je i osigurač 1 A Pr1 i utikač (preuzet iz napajanja računara) za napajanje.

Diode za napajanje punjača su pričvršćene pomoću dvije stezne šipke za radijator unutar kućišta. Da biste ovo uradili u zadnji zid Tijelo ima pravokutnu rupu. Ovo tehničko rješenje dozvoljeno da se smanji količina toplote koja se stvara unutar kućišta i uštedi prostor. Vodovi diode i žice za napajanje su zalemljene na labavu traku od stakloplastike.

Na fotografiji je pogled na domaći punjač sa desna strana. Instalacija električni dijagram izrađene od obojenih žica, naizmjeničnog napona - smeđe, pozitivne - crvene, negativne - žice plave boje. Poprečni presjek žica koje dolaze od sekundarnog namota transformatora do priključaka za spajanje baterije mora biti najmanje 1 mm 2.

Ampermetarski šant je komad konstantanske žice visokog otpora dužine oko centimetar, čiji su krajevi zapečaćeni u bakrene trake. Dužina šant žice se bira prilikom kalibracije ampermetra. Uzeo sam žicu sa šanta izgorelog pokazivača. Jedan kraj bakrenih traka je zalemljen direktno na pozitivni izlazni terminal, a debeli provodnik koji dolazi iz kontakata releja P3 je zalemljen na drugu traku. Žuta i crvena žica idu do pokazivača sa šanta.

Štampana ploča jedinice za automatizaciju punjača

Kolo za automatsku regulaciju i zaštitu od nepravilnog povezivanja baterije na punjač zalemljeno je na štampanu ploču od folijske stakloplastike.

Prikazano na fotografiji izgled sklopljeno kolo. Dizajn štampane ploče za kola automatske kontrole i zaštite je jednostavan, rupe su napravljene sa nagibom od 2,5 mm.

Gornja fotografija prikazuje pogled na štampanu ploču sa strane ugradnje sa dijelovima označenim crvenom bojom. Ovaj crtež je prikladan za sastavljanje štampane ploče.

Gornji crtež štampane ploče biće koristan kada se proizvodi pomoću tehnologije laserskog štampača.

I ovaj crtež štampane ploče će biti koristan kada se ručno nanose strujne staze štampane ploče.

Skala pokazivača milivoltmetra V3-38 nije odgovarala potrebnim mjerama, pa sam morao na kompjuteru nacrtati svoju verziju, odštampati je na debelom bijelom papiru i zalijepiti trenutak na vrh standardne skale ljepilom.

Zahvaljujući većoj veličini skale i kalibraciji uređaja u području mjerenja, tačnost očitavanja napona bila je 0,2 V.

Žice za spajanje punjača na bateriju i mrežne terminale

Žice za spajanje akumulatora na punjač opremljene su aligator kopčama s jedne strane i razdvojenim krajevima s druge strane. Crvena žica je odabrana za povezivanje pozitivnog terminala baterije, a plava žica je odabrana za povezivanje negativnog terminala. Presjek žica za spajanje na baterijski uređaj mora biti najmanje 1 mm 2.

Punjač se povezuje na električnu mrežu pomoću univerzalnog kabla sa utikačem i utičnicom, kao što se koristi za povezivanje računara, kancelarijske opreme i drugih električnih uređaja.

O dijelovima punjača

Koristi se energetski transformator T1 tipa TN61-220, čiji su sekundarni namotaji spojeni serijski, kao što je prikazano na dijagramu. Budući da je efikasnost punjača najmanje 0,8, a struja punjenja obično ne prelazi 6 A, odgovarat će bilo koji transformator snage 150 vati. Sekundarni namotaj transformatora trebao bi osigurati napon od 18-20 V pri struji opterećenja do 8 A. Ako nema gotovog transformatora, možete uzeti bilo koju prikladnu snagu i premotati sekundarni namotaj. Možete izračunati broj zavoja sekundarnog namota transformatora pomoću posebnog kalkulatora.

Kondenzatori C4-C9 tipa MBGCh za napon od najmanje 350 V. Možete koristiti kondenzatore bilo koje vrste dizajnirane za rad u krugovima naizmjenične struje.

Diode VD2-VD5 su pogodne za bilo koji tip, nominalne za struju od 10 A. VD7, VD11 - bilo koje impulsne silikonske. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 i VD13 su svi koji mogu izdržati struju od 1 A. LED VD1 je bilo koji, VD9 sam koristio tip KIPD29. Posebnost ove LED diode je da mijenja boju kada se promijeni polaritet veze. Za prebacivanje se koriste kontakti K1.2 releja P1. Prilikom punjenja glavnom strujom LED dioda svijetli žuto, a pri prelasku na način punjenja baterije svijetli zeleno. Umjesto binarne LED diode, možete instalirati bilo koje dvije jednobojne LED diode tako što ćete ih povezati prema dijagramu ispod.

Izabrano operacijsko pojačalo je KR1005UD1, analog stranog AN6551. Takva su pojačala korištena u zvučnoj i video jedinici video rekordera VM-12. Dobra stvar kod pojačala je to što ne zahtijeva bipolarno napajanje ili korekciona kola i ostaje u funkciji na naponu napajanja od 5 do 12 V. Može se zamijeniti gotovo svim sličnim. Na primjer, LM358, LM258, LM158 su dobri za zamjenu mikro krugova, ali njihov broj pinova je drugačiji i morat ćete unijeti promjene u dizajn tiskane ploče.

Releji P1 i P2 su bilo koji za napon od 9-12 V i kontakti dizajnirani za struju prebacivanja od 1 A. P3 za napon od 9-12 V i struju prebacivanja od 10 A, na primjer RP-21-003. Ako u releju postoji nekoliko grupa kontakata, preporučljivo je da ih lemite paralelno.

Prekidač S1 bilo kojeg tipa, dizajniran da radi na naponu od 250 V i ima dovoljan broj uklopnih kontakata. Ako vam nije potreban korak regulacije struje od 1 A, onda možete ugraditi nekoliko prekidača i podesiti struju punjenja, recimo, 5 A i 8 A. Ako punite samo automobilske akumulatore, onda je ovo rješenje potpuno opravdano. Prekidač S2 se koristi za onemogućavanje sistema kontrole nivoa napunjenosti. Ako se baterija puni velikom strujom, sistem može raditi prije nego što se baterija potpuno napuni. U tom slučaju možete isključiti sistem i nastaviti ručno punjenje.

Prikladna je bilo koja elektromagnetna glava za mjerač struje i napona, sa ukupnom strujom odstupanja od 100 μA, na primjer tip M24. Ako nema potrebe za mjerenjem napona, već samo struje, tada možete ugraditi gotov ampermetar dizajniran za maksimalnu konstantnu mjernu struju od 10 A, te pratiti napon eksternim testerom ili multimetrom tako što ćete ih priključiti na bateriju kontakti.

Podešavanje jedinice za automatsko podešavanje i zaštitu automatske kontrolne jedinice

Ako je ploča pravilno sastavljena i svi radio elementi su u dobrom stanju, kolo će odmah proraditi. Ostaje samo podesiti prag napona otpornikom R5, po dolasku do kojeg će se punjenje baterije prebaciti u način punjenja niske struje.

Podešavanje se može izvršiti direktno tokom punjenja baterije. Ali ipak, bolje je igrati na sigurno i provjeriti i konfigurirati automatski upravljački i zaštitni krug automatske kontrolne jedinice prije nego što je instalirate u kućište. Za ovo će vam trebati napajanje. jednosmerna struja, koji ima mogućnost regulacije izlaznog napona u rasponu od 10 do 20 V, dizajniran za izlaznu struju od 0,5-1 A. Što se tiče mjernih instrumenata, trebat će vam bilo koji voltmetar, pokazivač tester ili multimetar dizajniran za mjerenje istosmjernog napona , sa granicom mjerenja od 0 do 20 V.

Provjera stabilizatora napona

Nakon ugradnje svih dijelova na tiskanu ploču, potrebno je primijeniti napon napajanja od 12-15 V iz napajanja na zajedničku žicu (minus) i pin 17 DA1 čipa (plus). Promjenom napona na izlazu napajanja sa 12 na 20 V, potrebno je pomoću voltmetra provjeriti da li je napon na izlazu 2 čipa stabilizatora napona DA1 9 V. Ako je napon drugačiji ili se mijenja, tada je DA1 neispravan.

Mikrokrugovi serije K142EN i analogni imaju zaštitu od kratkih spojeva na izlazu, a ako kratko spojite njegov izlaz na zajedničku žicu, mikrokolo će ući u zaštitni način i neće otkazati. Ako test pokaže da je napon na izlazu mikrokola 0, to ne znači uvijek da je neispravan. Sasvim je moguće da postoji kratki spoj između staza štampane ploče ili je neki od radio elemenata u ostatku kola neispravan. Da biste provjerili mikrosklop, dovoljno je odspojiti njegov pin 2 sa ploče i ako se na njemu pojavi 9 V, to znači da mikro krug radi, te je potrebno pronaći i ukloniti kratki spoj.

Provjera sistema zaštite od prenapona

Odlučio sam da počnem da opisujem princip rada kola sa jednostavnijim delom kola, koji ne podleže strogim standardima radnog napona.

Funkciju isključivanja punjača iz mreže u slučaju isključenja baterije obavlja dio strujnog kruga koji je montiran na operacijskom diferencijalnom pojačalu A1.2 (u daljem tekstu op-amp).

Princip rada operacionog diferencijalnog pojačala

Bez poznavanja principa rada op-ampa, teško je razumjeti rad kruga, pa ću dati Kratki opis. Op-amp ima dva ulaza i jedan izlaz. Jedan od ulaza, koji je na dijagramu označen znakom „+“, naziva se neinvertujući, a drugi ulaz, koji je označen znakom „–“ ili krugom, naziva se invertujući. Riječ diferencijalno op-amp znači da napon na izlazu pojačala ovisi o razlici u naponu na njegovim ulazima. U ovom kolu, operaciono pojačalo se uključuje bez povratne sprege, u komparatorskom režimu – upoređujući ulazne napone.

Dakle, ako napon na jednom od ulaza ostane nepromijenjen, a na drugom se promijeni, tada će se u trenutku prolaska kroz tačku jednakosti napona na ulazima napon na izlazu pojačala naglo promijeniti.

Testiranje kruga za zaštitu od prenapona

Vratimo se dijagramu. Neinvertujući ulaz pojačala A1.2 (pin 6) povezan je na djelitelj napona koji je montiran preko otpornika R13 i R14. Ovaj razdjelnik je spojen na stabilizirani napon od 9 V i stoga se napon na mjestu spajanja otpornika nikada ne mijenja i iznosi 6,75 V. Drugi ulaz op-pojačala (pin 7) je spojen na drugi djelitelj napona, sastavljen na otpornicima R11 i R12. Ovaj djelitelj napona spojen je na magistralu kroz koju teče struja punjenja, a napon na njoj se mijenja ovisno o količini struje i stanju napunjenosti baterije. Stoga će se vrijednost napona na pinu 7 također promijeniti u skladu s tim. Otpori djelitelja su odabrani na način da kada se napon punjenja baterije promijeni sa 9 na 19 V, napon na pin 7 će biti manji nego na pinu 6, a napon na izlazu op-amp (pin 8) biti veći od 0,8 V i blizu napona napajanja op-amp. Tranzistor će biti otvoren, napon će se dovoditi u namotaj releja P2 i zatvoriti kontakte K2.1. Izlazni napon će također zatvoriti diodu VD11, a otpornik R15 neće sudjelovati u radu kola.

Čim napon punjenja pređe 19 V (ovo se može dogoditi samo ako se baterija odvoji od izlaza punjača), napon na pin 7 će postati veći nego na pin 6. U tom slučaju napon na op. izlaz amp će se naglo smanjiti na nulu. Tranzistor će se zatvoriti, relej će se isključiti i kontakti K2.1 će se otvoriti. Napon napajanja RAM-a će biti prekinut. U trenutku kada napon na izlazu op-pojačala postane nula, otvara se dioda VD11 i na taj način je R15 spojen paralelno na R14 razdjelnika. Napon na pin 6 će se trenutno smanjiti, što će eliminirati lažne pozitivne rezultate kada su naponi na ulazima op-ampa jednaki zbog talasanja i smetnji. Promjenom vrijednosti R15 možete promijeniti histerezu komparatora, odnosno napon pri kojem će se krug vratiti u prvobitno stanje.

Kada se baterija spoji na RAM, napon na pinu 6 ponovo će biti postavljen na 6,75 V, a na pinu 7 će biti manji i krug će početi normalno raditi.

Da biste provjerili rad kruga, dovoljno je promijeniti napon na napajanju sa 12 na 20 V i spojiti voltmetar umjesto releja P2 kako biste promatrali njegova očitanja. Kada je napon manji od 19 V, voltmetar bi trebao pokazati napon od 17-18 V (dio napona će pasti na tranzistoru), a ako je veći, nula. I dalje je preporučljivo spojiti namot releja na krug, tada će se provjeriti ne samo rad kruga, već i njegova funkcionalnost, a klikovima releja moći će se kontrolirati rad automatike bez voltmetar.

Ako krug ne radi, tada morate provjeriti napone na ulazima 6 i 7, izlazu op-amp. Ako se naponi razlikuju od gore navedenih, potrebno je provjeriti vrijednosti otpornika odgovarajućih razdjelnika. Ako razdjelni otpornici i dioda VD11 rade, onda je op-amp neispravan.

Da biste provjerili krug R15, D11, dovoljno je odspojiti jedan od terminala ovih elemenata; krug će raditi, samo bez histereze, odnosno uključuje se i isključuje na istom naponu koji se isporučuje iz napajanja. Tranzistor VT12 se može lako provjeriti isključivanjem jednog od pinova R16 i praćenjem napona na izlazu op-pojačala. Ako se napon na izlazu op-ampa mijenja ispravno, a relej je uvijek uključen, to znači da je došlo do kvara između kolektora i emitera tranzistora.

Provjera kruga isključivanja baterije kada je potpuno napunjena

Princip rada operativnog pojačala A1.1 se ne razlikuje od rada A1.2, s izuzetkom mogućnosti promjene praga isključenja napona pomoću rezistora R5.

Da bi se provjerio rad A1.1, napon napajanja koji se napaja iz napajanja glatko se povećava i smanjuje unutar 12-18 V. Kada napon dostigne 15,6 V, relej P1 bi se trebao isključiti, a kontakti K1.1 prebaciti punjač na nisku struju način punjenja preko kondenzatora C4. Kada nivo napona padne ispod 12,54 V, relej bi se trebao uključiti i prebaciti punjač u režim punjenja sa strujom zadate vrijednosti.

Preklopni prag napona od 12,54 V može se podesiti promjenom vrijednosti otpornika R9, ali to nije neophodno.

Pomoću prekidača S2 moguće je isključiti automatski režim rada direktnim uključivanjem releja P1.

Krug punjača kondenzatora
bez automatskog isključivanja

Za one koji nemaju dovoljno iskustva u sklapanju elektroničkih sklopova ili ne moraju automatski isključiti punjač nakon punjenja baterije, nudim pojednostavljenu verziju dijagrama strujnog kruga za punjenje kiselinsko-kiselinskih akumulatora. Posebnost sklopa je lakoća ponavljanja, pouzdanost, visoka efikasnost i stabilna struja punjenja, zaštita od pogrešnog povezivanja baterije i automatski nastavak punjenja u slučaju gubitka napona napajanja.

Princip stabilizacije struje punjenja ostaje nepromijenjen i osigurava se povezivanjem bloka kondenzatora C1-C6 u seriju s mrežnim transformatorom. Za zaštitu od prenapona na ulaznom namotu i kondenzatorima koristi se jedan od parova normalno otvorenih kontakata releja P1.

Kada baterija nije priključena, kontakti releja P1 K1.1 i K1.2 su otvoreni i čak i ako je punjač priključen na napajanje, struja ne teče u kolo. Ista stvar se dešava ako bateriju spojite pogrešno prema polaritetu. Kada je baterija ispravno priključena, struja iz nje teče kroz diodu VD8 do namotaja releja P1, relej se aktivira i njegovi kontakti K1.1 i K1.2 su zatvoreni. Kroz zatvorene kontakte K1.1, mrežni napon se dovodi do punjača, a preko K1.2 struja punjenja se dovodi do baterije.

Na prvi pogled se čini da kontakti releja K1.2 nisu potrebni, ali ako ih nema, onda ako je baterija pogrešno spojena, struja će teći iz pozitivnog terminala baterije kroz negativni terminal punjača, a zatim preko diodnog mosta pa direktno do negativnog terminala baterije i dioda most punjača će otkazati.

Predloženo jednostavno kolo za punjenje baterija, lako se može prilagoditi za punjenje baterija na naponu od 6 V ili 24 V. Dovoljno je zamijeniti relej P1 odgovarajućim naponom. Za punjenje baterija od 24 volta potrebno je osigurati izlazni napon iz sekundarnog namota transformatora T1 od najmanje 36 V.

Po želji, krug jednostavnog punjača može se dopuniti uređajem za indikaciju struje i napona punjenja, uključujući ga kao u krugu automatskog punjača.

Kako napuniti akumulator automobila
automatska domaća memorija

Prije punjenja, akumulator izvađen iz automobila mora se očistiti od prljavštine i njegove površine obrisati vodenim rastvorom sode kako bi se uklonili ostaci kiseline. Ako na površini postoji kiselina, tada se pjeni vodena otopina sode.

Ako baterija ima čepove za punjenje kiseline, onda se svi čepovi moraju odvrnuti kako bi plinovi koji nastaju u bateriji tijekom punjenja mogli slobodno izlaziti. Obavezno je provjeriti nivo elektrolita, a ako je manji od potrebnog, dodati destilovanu vodu.

Zatim trebate podesiti struju punjenja pomoću prekidača S1 na punjaču i spojiti bateriju, poštujući polaritet (pozitivni terminal baterije mora biti spojen na pozitivni terminal punjača) na njegove terminale. Ako je prekidač S3 u donjem položaju, strelica na punjaču će odmah pokazati napon koji proizvodi baterija. Sve što treba da uradite je da uključite kabl za napajanje u utičnicu i proces punjenja baterije će početi. Voltmetar će već početi pokazivati napon punjenja.

Na fotografiji je domaći automatski punjač za punjenje automobilskih baterija od 12 V sa strujom do 8 A, sastavljen u kućištu od milivoltmetra B3-38.

Zašto morate puniti akumulator automobila?
punjač

Dakle, nemoguće je potpuno napuniti bateriju iz generatora i prije početka hladnog vremena potrebno je napuniti bateriju iz punjača.

Analiza kola punjača

Rezultat je bio krug punjača bez gore navedenih nedostataka. Sa njim već više od 16 godina punim sve kisele baterije od 12 V. Uređaj radi besprijekorno.

Šematski dijagram auto punjača

Unatoč prividnoj složenosti, krug domaćeg punjača je jednostavan i sastoji se od samo nekoliko kompletnih funkcionalnih jedinica.

Ako vam se sklop za ponavljanje čini kompliciranim, onda možete sastaviti još jedan koji radi na istom principu, ali bez funkcije automatskog isključivanja kada je baterija potpuno napunjena.

Krug ograničavača struje na balastnim kondenzatorima

Kapacitet kondenzatora, koji ovisi o veličini struje i napona na sekundarnom namotu transformatora, može se približno odrediti formulom, ali je lakše navigirati pomoću podataka u tablici.

Zaštitni krug
od nepravilnog povezivanja polova baterije

Krug za mjerenje struje i napona punjenja baterije

Krug za automatsko isključivanje punjača
kada je baterija potpuno napunjena

Dizajn automatskog punjača

Dizajn kućišta miliampermetra sastoji se od dva pravougaona okvira povezana sa četiri ugla. U uglovima su napravljene rupe sa jednakim razmakom, na koje je prikladno pričvrstiti dijelove.

Diode za napajanje punjača su pričvršćene pomoću dvije stezne šipke za radijator unutar kućišta. U tu svrhu napravljena je pravokutna rupa u stražnjem zidu kućišta. Ovo tehničko rješenje omogućilo nam je da smanjimo količinu topline koja se stvara unutar kućišta i uštedi prostor. Vodovi diode i žice za napajanje su zalemljene na labavu traku od stakloplastike.

Fotografija prikazuje pogled na domaći punjač sa desne strane. Instalacija električnog kola vrši se obojenim žicama, naizmjeničnog napona - smeđe, pozitivne - crvene, negativne - plave žice. Poprečni presjek žica koje dolaze od sekundarnog namota transformatora do priključaka za spajanje baterije mora biti najmanje 1 mm 2.

Štampana ploča jedinice za automatizaciju punjača

Kolo za automatsku regulaciju i zaštitu od nepravilnog povezivanja baterije na punjač zalemljeno je na štampanu ploču od folijske stakloplastike.

Fotografija prikazuje izgled sklopljenog kola. Dizajn štampane ploče za kola automatske kontrole i zaštite je jednostavan, rupe su napravljene sa nagibom od 2,5 mm.

Gornja fotografija prikazuje pogled na štampanu ploču sa strane ugradnje sa dijelovima označenim crvenom bojom. Ovaj crtež je prikladan za sastavljanje štampane ploče.

Gornji crtež štampane ploče biće koristan kada se proizvodi pomoću tehnologije laserskog štampača.

I ovaj crtež štampane ploče će biti koristan kada se ručno nanose strujne staze štampane ploče.

Zahvaljujući većoj veličini skale i kalibraciji uređaja u području mjerenja, tačnost očitavanja napona bila je 0,2 V.

Žice za spajanje punjača na bateriju i mrežne terminale

Punjač se povezuje na električnu mrežu pomoću univerzalnog kabla sa utikačem i utičnicom, kao što se koristi za povezivanje računara, kancelarijske opreme i drugih električnih uređaja.

O dijelovima punjača

Kondenzatori C4-C9 tipa MBGCh za napon od najmanje 350 V. Možete koristiti kondenzatore bilo koje vrste dizajnirane za rad u krugovima naizmjenične struje.

Podešavanje jedinice za automatsko podešavanje i zaštitu automatske kontrolne jedinice

Podešavanje se može izvršiti direktno tokom punjenja baterije. Ali ipak, bolje je igrati na sigurno i provjeriti i konfigurirati automatski upravljački i zaštitni krug automatske kontrolne jedinice prije nego što je instalirate u kućište. Da biste to učinili, trebat će vam DC napajanje, koje ima mogućnost regulacije izlaznog napona u rasponu od 10 do 20 V, dizajnirano za izlaznu struju od 0,5-1 A. Što se tiče mjernih instrumenata, trebat će vam bilo koji voltmetar, pokazivač ili multimetar dizajniran za mjerenje istosmjernog napona, sa granicom mjerenja od 0 do 20 V.