Меню

Зарядное устройство для герметичных свинцово кислотных схема



Зарядное устройство для герметичных свинцово кислотных схема

Зарядные устройства для герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов.

Автор/добавил(а): Energo

Дата добавления: 12-02-2009

В догонку к статье о велосвете хочу написать статью про зарядные устройства для герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов, применяемых для питания велофар. За основу взята схема на интегральных стабилизаторах напряжения КР142ЕН22 (нар. КРЕН 22), найденная на безкрайних просторах интернета.

В последнее время в продаже появились герметичные свинцовые кислотные аккумуляторы (SLA). Их используют в блоках резервного питания компьютеров (UPS), охранных и измерительных системах, фонарях и других приборах, требующих автономного питания. Из всего диапазона выпускаемых аккумуляторов в радиоэлектронных устройствах чаще всего используются аккумуляторы небольшой емкости 1,3—12 А-ч на напряжение 6 или 12 В. Устройства для их заряда, и предлагаются вашему вниманию.

По сравнению с никель-кадмиевыми SLA аккумуляторы (АК) имеют более низкую цену и в то же время более удобны в эксплуатации, особенно в тех случаях, когда нужна большая емкость. Подобные АК выпускают многие производители, и их параметры могут отличаться, поэтому перед использованием конкретного АК желательно изучить документацию на него.

Для устройств, предлагаемых в данной статье, все расчеты, выбор номинальных и максимальных зарядных токов производились на основе документации на АК широко известной фирмы CSB. Режимы заряда АК других фирм могут отличаться и, прежде всего, по максимально допустимому зарядному току. Но если принять за правило — заряжать АК зарядным током около 0,1 от их емкости, то можно с уверенностью сказать, что предлагаемыми зарядными устройствами можно заряжать SLA аккумуляторы любых производителей.

В импортной документации принято обозначать зарядные/разрядные токи выражением — 0,1 С; 0,2 С и т. п., при этом буква С обозначает емкость АК в А — ч. Это выглядит более удобным, чем писать “0,1 от емкости АК”, и в дальнейшем мы будем придерживаться этих обозначений.

Исходная схема зарядного устройства представлена на рис. 1.

Схема оригинального ЗУ

Рисунок 1

Данное устройство рассчитано на зарядку различных аккумуляторов и использует «заряд постоянным напряжением с ограничением тока”.

Суть метода заключается в том, что сначала на разряженный аккумулятор подается номинальный ток.
По мере зарядки напряжение на АК растет, а ток остается неизменным.
Затем, при достижении напряжением установленного порога, дальнейший его рост прекращается, а ток начинает снижаться.
К моменту окончания зарядки, зарядный ток равен току саморазряда, и в этом состоянии АК может находиться в зарядном устройстве сколь угодно долго без перезаряда. Самое интересное, что некоторые фирмы-изготовители аккумуляторов рекомендуют именно этот метод для заряда SLA.

Исходное зарядное устройство создано как универсальное, предназначенное для зарядки 6- и 12-вольтовых SLA аккумуляторов наиболее распространенных емкостей.

Для облегчения теплового режима устройства, работающего при высоких зарядных токах использовались современные интегральные стабилизаторы КР142ЕН22. Главное достоинство этих микросхем заключается в существенно низкой разности напряжений вход/выход, при которой они могут работать. Для КР142ЕН22 это напряжение равно 1,1 В.

Функционально устройство можно разделить на две части—узел ограничения максимального тока (DA1.R1—R6) и стабилизатор напряжения (DA2, R7—R9). Обе эти части выполнены по типовым схемам и в пояснении не нуждаются.

Переключателем SB3 выбирают максимальный зарядный ток, a SB2—конечное напряжение на АК. При этом секция SB2. 1 переключает вторичную обмотку трансформатора, снижая напряжение при зарядке 6-вольтовых АК.

При изготовлении этого устройства можно рекомендовать следующие типы деталей и их замены. Токозадающие резисторы R2— R6 применены типа С5-1 6В. С5-1 6МВ соответствующих мощностей. Как показала практика, на мощности лучше не экономить. Устройство рассчитано на длительную непрерывную работу, и все элементы желательно выбирать с запасом. Это, помимо увеличения надежности, позволит улучшить тепловой режим. При отсутствии указанных резисторов их можно изготовить самостоятельно из высокоомного провода. Точность изготовления здесь не играет большой роли, т. к. величина начального зарядного тока может быть до 0.25С (производители для некоторых типов АК допускают максимальный зарядный ток до 0,4С).

В качестве подстроенных резисторов желательно взять многооборотные СП5-2, СП5-3 или их импортный аналог — 3296W. При снижении точности установки выходного напряжения можно применить и более дешевые, однооборотные. Конденсатор С1 — К50-16, К50-35 или импортный аналог. В качестве конденсаторов С2, СЗ можно применить металлопленочные типа К73 или, при увеличении стоимости, керамические—К10-17. КМ-6. При наличии свободного места в корпусе импортные диоды типа 1N5400 (3А, 50 В) крайне желательно заменить на отечественные диоды в металлических корпусах типа Д231, Д242, КД203 и т. п. Эти диоды хорошо рассеивают тепло своими корпусами, и при работе в данном устройстве их нагрев практически незаметен (что не скажешь о примененных диодах в пластмассовом корпусе).

Понижающий трансформатор должен обеспечивать максимальный зарядный ток длительное время без перегрева. Напряжение на обмотке II составляет 12В (заряд 6-вольтовых АК). Напряжение на обмотке III, включаемой последовательно с обмоткой II при заряде 12-вольто-вых АК—8 В. Удобно применить для этих целей трансформаторы из серии ТН (трансформатор накальный). Они имеют несколько вторичных обмоток и при соответствующей коммутации позволяют получить необходимые напряжения.

При отсутствии микросхем КР142ЕН22 можно установить КР142ЕН12, но при этом надо учесть, что выходные напряжения на вторичных обмотках трансформатора придется увеличить на 5В. Кроме того, придется установить диоды, защищающие микросхемы от обратных токов.

Налаживание устройства следует начать с установки резисторами R7 и R8 необходимых напряжений на выходных клеммах устройства без подключения нагрузки. Резистором R7 устанавливается напряжение в пределах 14,5…14,9В для заряда 12-вольтовых батарей. и R8—7,25…7,45В для 6-вольтовых. Затем, подключив нагрузочный резистор сопротивлением 4,7 Ом и мощностью не менее 10 Вт в режиме заряда 6-вольтовых батарей, проверяют по амперметру выходной ток при всех положениях переключателя SB3.

Схема простого ЗУ

Рисунок 2

Второй вариант устройства (рис. 2) выполнен с небольшими доработками. Для упрощения схемы и реализации заряда АК определенной емкости и напряжения (в данном случае АК U=12 В и I=7,2 Ач) из схемы исключены ряд деталей (переключатели SB2, SB3, резисторы R2, R4-R6, R8) и применен простой двухобмоточный трансформатор без отводов.

Настройка этого устройства аналогична описанной выше. Сначала резистором R3 без подключения нагрузки устанавливают напряжение на выходе в пределах 14,5. 14,9В, а затем при подключенной нагрузке, подбором резистора R2, выставляют выходной ток, равный 0,7… 0,8 А. Для изготовления зарядного устройства для других типов аккумуляторов подбираются резисторы R2, R3 и трансформатор Т1 в соответствии с напряжением и емкостью заряжаемого аккумулятора. Параметры зарядки следует выбирать исходя из условия I = 0,1 С, где С – емкость аккумулятора, напряжение 7,25…7,45 (для 6-вольтовых АК) и 14,5…14,9 (для 12-вольтовых АК).

При работе с описанными устройствами сначала устанавливают необходимые величины зарядного тока и напряжения, затем подключают АК и устройство включают в сеть. Возможность выбора зарядного тока позволяет в некоторых случаях ускорить заряд АК, установив ток более 0.1 С. Так, к примеру АК емкостью 7,2 А ч можно заряжать током 1,5 А. не превышая при этом максимально допустимый зарядный ток 0,25С.

И как иногда бывает, обнаружив у себя отсутствие блока питания с регулировкой по напряжению, я решил переделать схему зарядного устройства в нечто универсальное и совместить ЗУ и БП в одно. Благо для этого были все предпосылки. После некоторых раздумий и умозаключений родилась вот такая схемка, которая представленна на рис. 3.

Схема совмещенного ЗУ и БП в одном

Рисунок 3

После добавления некоторых комутирующих элементов и переменного резистора получилась схема неплохого стабильного источника питания с плавной регулировкой по напряжению от 0 до 22 В. На схеме присутствует еще один стабилизатор двухполярного напряжения ±5В. Он служит источником питания для цифрового индикатора напряжения и тока, который я тоже планирую включить в свое универсальное устройство. Но это уже совсем другая история. Если не предполагается использование цифрового индикатора, то стабилизатор ±5В можно из схемы смело исключить.

Читайте также:  Как часто надо подзаряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством

Правильно собранное устройство в части БП в наладке не нуждается и начинает работать сразу, а в части ЗУ настраивается по описанной выше методике.

На все схемы имеются печатные платы в формате SL 5.0, но рекомендую разрабатывать их под конкретный корпус. Всем желающим охотно помогу с разработкой плат и наладкой готовых устройств. Заинтересовавшимся цифровым индикатором просьба обращаться через форму в контактах или по ICQ. Номер также имеется в контактах.

В заключение следует сказать несколько слов о конструкции предложенных устройств. Корпус желательно использовать металлический. Это повысит пожаробезопасность устройства, которое зачастую работает без присмотра. В данном случае использовался корпус от компьютерного БП. Если в качестве понижающего будет использоваться трансформатор серии ТН. то его лучше всего выбрать пропитанным компаундом. Радиаторы для микросхем специально не рассчитывались, а, как часто бывает в радиолюбительской практике, выбирались из того, что есть. Для микросхем DA1, DA2 (рис 1, 2) и DA1, DA4 (рис 3) используются ребристые радиаторы (по одному на каждую микросхему) размерами 50×50 мм с высотой ребер 10 мм. Для микросхем DA2, DA3 (рис 3) охлаждение не использовалось. О желательной замене диодов говорилось выше. Здесь же хочется отметить, что не стоит использовать вместо них доступные сейчас монолитные диодные мосты. Попытка поставить в одно из изготовленных устройств мост типа КВРС101 (3А, 100 В), и КВРС801 (8 А, 100 В) привело к необходимости установки на него радиатора.

Источник

Зарядные устройства для герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов

В последнее время в продаже появились герметичные свинцовые кислотные аккумуляторы (SLA). Их используют в блоках резервного питания компьютеров (UPS), охранных и измерительных системах, фонарях и других приборах, требующих автономного питания. Из всего диапазона выпускаемых аккумуляторов в радиоэлектронных устройствах чаще всего используются аккумуляторы небольшой емкости 1,3—12 А-ч на напряжение 6 или 12 В. Устройства для их заряда и предлагается вашему вниманию.

По сравнению с никель-кадмиевыми SLA аккумуляторы (АКБ) имеют более низкую цену и в то же время более удобны в эксплуатации, особенно в тех случаях, когда нужна большая емкость. Подобные АКБ выпускают многие производители, и их параметры могут отличаться, поэтому перед использованием конкретного АКБ желательно изучить документацию на него.

Для устройств, предлагаемых в данной статье, все расчеты, выбор номинальных и максимальных зарядных токов производились на основе документации на АКБ широко известной фирмы Panasonic. Режимы заряда АКБ других фирм могут отличаться, и прежде всего, по максимально допустимому зарядному току. Но если принять за правило — заряжать АКБ зарядным током около 0,1 от их емкости, то можно суверенностью сказать, что предлагаемыми зарядными устройствами можно заряжать SLА аккумуляторы любых производителей.

В импортной документации принято обозначать зарядные/разрядные токи выражением— 0,1С; 0,2С и т. п., при этом буква С обозначает емкость АКБ в А-ч. Это выглядит более удобным, чем писать «0,1 от емкости АКБ», и в дальнейшем мы будем придерживаться этих обозначений.

Первый вариант зарядного устройства представлен на рис. 1.

Исходное устройство было рассчитано на зарядку никель-кадмиевых аккумуляторов током до 350 мА и использовало «заряд постоянным напряжением с ограничением тока». Суть метода заключается в том, что сначала на разряженный аккумулятор подается номинальный ток. По мере зарядки напряжение на АКБ растет, а ток остается неизменным. Затем, при достижении напряжением установленного порога, дальнейший его рост прекращается, атак начинает снижаться. К моменту окончания зарядки, зарядный ток равен току саморазряда, и в этом состоянии АКБ может находиться в зарядном устройстве сколь угодно долго без перезаряда. Самое интересное, что некоторые фирмы-изготовители аккумуляторов рекомендуют именно этот метод для заряда SLA и не рекомендуют для Ni-Cd АКБ.

При переработке исходной схемы было принято решение создать универсальное зарядное устройство, предназначенное для зарядки 6- и 12-вольтовых SLA аккумуляторов наиболее распространенных емкостей. Для этого пришлось пересчитать токозадающие резисторы и изменить узел стабилизации напряжения. Использование всего двух зарядных напряжений позволило отказаться от делителя напряжения и заменить его на обычные подстроенные резисторы.

Кроме того, для облегчения теплового режима устройства, работающего при более высоких зарядных токах, и для повышения КПД микросхемы интегральных стабилизаторов КР142ЕН12 были заменены на более современные микросхемы КР142ЕН22. Главное отличие этих микросхем заключается в существенно более низкой разности напряжений вход/выход, при которой они могут работать. Для КР142ЕН12 это напряжение равно 3,5 В [4], а для КР142ЕН22—1,1В [5]. Это позволило снизить напряжение на вторичных обмотках трансформатора и уменьшить размеры радиаторов, на которые устанавливаются микросхемы.

Функционально устройство можно разделить на две части—узел ограничения максимального тока (DA1, R1 —R6) и стабилизатор напряжения (DA2, R7—R9). Обе эти части выполнены по типовым схемам и в пояснении не нуждаются.

Переключателем SB3 выбирают максимальный зарядный ток, a SB2—конечное напряжение на АКБ. При этом секция SB2.1 переключает вторичную обмотку трансформатора, снижая напряжение при зарядке 6-вольтовых АКБ.

При изготовлении этого устройства можно рекомендовать следующие типы деталей и их замены. Токозадающие резисторы R2—R6 применены типа С5-16В, С5-16МВ соответствующих мощностей. Как показала практика, на мощности лучше не экономить. Устройство рассчитано на длительную непрерывную работу, и все элементы желательно выбирать с запасом. Это, помимо увеличения надежности, позволит улучшить тепловой режим. При отсутствии указанных резисторов их можно изготовить самостоятельно из высокоомного провода. Точность изготовления здесь не играет большой роли, т. к. величина начального зарядного тока может быть до 0.25С (производители для некоторых типов АКБ допускают максимальный зарядный ток до 0,4С).

Для самостоятельного расчета токозадающих резисторов используется формула:R = Uоп./Iзар.max (1)где R — сопротивление резистора в омах, Uoп — внутреннее опорное напряжение микросхемы в вольтах (для КР142ЕН22 и КР142ЕН12 — 1,25 В), Iзар.max — максимальный ток заряда для данного типа АКБ (до 0.25С) в амперах.

В качестве подстроенных резисторов желательно взять многооборотные СП5-2, СП5-3 или их импортный аналог—3296W. При снижении точности установки выходного напряжения можно применить и более дешевые, однооборотные. Конденсатор С1 — К50-16, К50-35 или импортный аналог. В качестве конденсаторов С2, СЗ можно применить металлопленочные типа К73 или, при увеличении стоимости, керамические—К10-17, КМ-6.

При наличии свободного места в корпусе импортные диоды типа 1N5400 (3 А, 50 В) крайне желательно заменить на отечественные диоды в металлических корпусах типа Д231, Д242, КД203 и т. п. Эти диоды хорошо рассеивают тепло своими корпусами, и при работе в данном устройстве их нагрев практически незаметен (что не скажешь о примененных диодах в пластмассовом корпусе).

Понижающий трансформатор должен обеспечивать максимальный зарядный ток длительное время без перегрева. Напряжение на обмотке II составляет 12 В (заряд 6-вольтовых АКБ). Напряжение на обмотке III, включаемой последовательно с обмоткой II при заряде 12-вольтовых АКБ — 8 В. Удобно применить для этих целей трансформаторы из серии ТН (трансформатор накальный). Они имеют несколько вторичных обмоток и при соответствующей коммутации позволяют получить необходимые напряжения.

При отсутствии микросхем КР142ЕН22 можно установить КР142ЕН12, но при этом надо учесть, что выходные напряжения на вторичных обмотках трансформатора придется увеличить на 5 В. Кроме того, придется установить диоды, защищающие микросхемы от обратных токов.

Налаживание устройства следует начать с установки резисторами R8 и R9 необходимых напряжений на выходных клеммах устройства без подключения нагрузки. Резистором R8 устанавливается напряжение в пределах 14,5. 14,9 В для заряда 12-вольтовых батарей, и R9 — 7,25.. .7,45 В для 6-вольтовых. Затем, подключив нагрузочный резистор сопротивлением 4,7 Ом и мощностью не менее 10 Вт в режиме заряда 6-вольтовых батарей проверяют по амперметру выходной ток при всех положениях переключателя SB3.

Читайте также:  Nintendo switch характеристики зарядного устройства

Второй вариант устройства (рис. 2) выполнен на специализированной микросхеме фирмы SGS-Thompson. Эта микросхема имеет в своем составе стабилизатор напряжения и цепи ограничения тока. Наличие этих двух узлов в одном корпусе позволило создать более простое и экономичное зарядное устройство.

Опорное напряжение узла ограничения тока этой микросхемы существенно ниже, чем у каскада, выполненного на стабилизаторах КР142ЕН12, КР142ЕН22. Это, с одной стороны, заставляет применять еще более низкоомные, а значит и еще более дефицитные резисторы, но с другой стороны позволяет снизить их мощность. Формула для расчета токозадающих резисторов идентична приведенной выше формуле (1). При ее использовании для этой микросхемы следует в качестве Uоп использовать величину 0,45 В.

Микросхема стабилизатора включена по типовой схеме, рекомендуемой изготовителем. Резисторы R1—R5 задают максимальный зарядный ток, причем R5, задающий ток 150 мА, включен постоянно, и его параллельное подключение резисторам R1—R4 следует учитывать при расчетах. Диод VD5 защищает АКБ от разряда через цепи микросхемы. Резистор R6 в паре с R7 или R8 образует узел установки выходного напряжения, конденсатор С2 обеспечивает стабильность работы.

Настройка этого устройства аналогична описанной выше. Сначала соответствующими резисторами без подключения нагрузки устанавливают номинальные напряжения на выходе, а затем при подключенной нагрузке проверяют выходной ток. Следует отметить, что устройство, приведенное по схеме на рис. 2, более чувствительно к сопротивлению всей токозадающей цепи, что связано с более низким опорным напряжением. Поэтому в изготовленном устройстве сопротивление проводников печатной платы, соединительных проводов и контактов переключателя SB3, складываясь с сопротивлением токозадающих резисторов может привести к заметному снижению зарядного тока (чем больше зарядный ток, тем больше влияет сопротивление токозадающей цепи). Для компенсации этой погрешности в каждом конкретном устройстве может потребоваться уменьшение сопротивления резисторов R1—R5 относительно указанных на схеме величин.

При работе с описанными устройствами сначала устанавливают необходимые величины зарядного тока и напряжения, затем подключают АКБ и устройство включают в сеть. Возможность выбора зарядного тока позволяет в некоторых случаях ускорить заряд АКБ, установив ток более 0,1 С. Так, к примеру, АКБ емкостью 7,2 А-ч можно заряжать током 1,5 А, не превышая при этом максимально допустимый зарядный ток 0.25С.

В заключение следует сказать несколько слов о конструкции предложенных устройств. Корпус желательно использовать металлический. Это повысит пожаробезопасность устройства, которое зачастую работает без присмотра. Если в качестве понижающего будет использоваться трансформатор серии ТН, то его лучше всего выбрать пропитанным компаундом.

Радиаторы для микросхем специально не рассчитывались, а, как часто бывает в радиолюбительской практике, выбирались из того, что есть. Для микросхем DA1, DA2 (рис. 1) используются ребристые радиаторы (по одному на каждую микросхему) размерами 90×60 мм с высотой ребер 15 мм. Для второго варианта устройства используется один такой радиатор.

О желательной замене диодов говорилось выше. Здесь же хочется отметить, что не стоит использовать вместо них доступные сейчас монолитные диодные мосты. Попытка поставить в одно из изготовленных устройств мост типа КВРС101 (3 А, 100 В), и КВРС801 (8 А, 100 В) привело к необходимости установки на него радиатора.

Источник

Зарядное устройство для герметичных свинцово кислотных схема

Зарядное устройство для герметичных свинцовых (гелевых) аккумуляторов

Автор:
Опубликовано 01.01.1970

Здоровеньки булы, громодяне!

Эта история началась когда мы решили отправиться в лес в ночь с субботы на воскресение — у брата был день варенья, и мы его решили отметить на свежем воздухе под шашлычек и водочку. Стали собираться. Для освещения взяли пару фонарей, для наведения музыкального фона небольшую магнитолку-бумбокс. Разумеется, для всего этого купили батарейки, что обошлось нам в кругленькую сумму. С рожами счастливых идиотов мы вломились в лес и бойко приступили к сборке дров, трезво (пока еще) рассудив, что было бы неплохо наломать этих самых дров пока не стемнело. А дров надо было на два костра — для шашлыков и для обогрева — освещения места празднования. Ну что я вам хочу сказать. на следующий день мне с трудом удавалось разогнуться, поскольку для того, чтобы от костра света было достаточно туда надо постоянно подбрасывать дрова, которые надо рубить в лесу, в котором после захода солнца стало темно, как сами знаете где и батареи в фонарях приходилось экономить и освещать место пьянства костром, для которого надо рубить дрова. Я повторяюсь, да? Ну вот той ночью у меня таких повторений было очень много. В связи с чем на следующий день возникло два вопроса — «я отдыхал?» Или «где и как сделать, чтобы такого больше не случалось?»

Прежде всего батареи — ясно, что нужны аккумуляторы, но посмотрев на цены современных никель-кадмиевых аккумуляторов моя жаба категорически отказалась их покупать. Тут я вспомнил про УПС-ы — ну знаете, такие бандуры для того, чтобы ваш комп не вырубился в самый неподходящий момент, когда вы заканчиваете проходить сапера 100х100, а добрый сосед уже подключил самопальный сварочный агрегат в розетку и радостно ухмыльнувшись включил его, обесточивая, таким образом пол-дома.

Так вот, в этих бандурах применяются герметичные свинцовые аккумуляторы — их еще называют гелевыми. По стоимости они не сравнимы с Ni-Cd аккумуляторами — первые стоят значительно меньше последних. Поехал я в магазинчик и прикупил себе вполне даже средненький аккумулятор с напряжением 12 вольт и ёмкостью 7,2 ампер-часа.

Рис.1 Фото аккумулятораРис.1 Фото аккумулятора.
Как видите, он совсем даже небольшого размера, весит в районе 2,5 кило, так что даже если поехать в лес не на машине, а на свои двоих — руки оттягивает не сильно.

Далее все было просто — берем 10-ти ваттную автомобильную лампочку, вешаем её на длинном проводе на дерево и подключаем к сабжу — свет готов. А для подключение магнитолы ваяем простенький стабилизатор на КРЕН8А или её буржуйском аналоге LM7809, прикручиваем провода к клемам в батарейном отсеке — e voila — имеем свет и музыку. Должен вам сказать, что подобная схема уже испытывалась — хватает на всю ночь непрерывной работы и аккумулятор до конца не разряжается.

Но вы же понимаете, что все хорошо до конца не бывает — должна быть где то капелька отходов чловеческого метаболизма, которая должна отравить всю идиллию. В данном случае засада в том, что эти аккумуляторы нельзя заряжать обычными зарядными устройствами для автомобильных аккумуляторов. Обычные кислотно-свинцовые аккумуляторы заряжаются постоянным по величине током, при этом напряжение на клеммах все время растет и когда оно достигает определенной величины — электролит в аккумуляторе закипает, что свидетельствуе об окончании заряда. Давайте себе представим, что будет, когда закипит герметичный аккумулятор. Я так полагаю, что жертв и разрушений вряд ли удасться избежать. Посему эти ящики заряжают по-другому: ток заряда устанавливают равным 0,1С, где С — это ёмкость аккумулятора, причем, зарядный ток ограничивают, поскольку этот товарищ «неудовлетворенный желудочно» и готов сожрать все, что ему дают, напряжение стабилизируют и устанавливают в пределах 14-15 вольт. В процессе заряда напряжение остается практически неизменным, а ток будет уменьшаться от установленного, до 20-30мА в самом конце заряда. То есть, нужно было собрать зарядное устройство.

Возиться ужасно не хотелось, но тут выручили буржуи — ST Microelectronics — у них, оказывается есть почти готовое решение — микросхема L200C. Эта хреновина представляет собой стабилизатор напряжения с программируемым ограничителем выходного тока. Ессс, сказал я. Мяу, казал Кот — он был со мной полностью согласен.
Документация на эту микросхему лежит тут. www.st.com/stonline/products/literature/ds/1318.pdf Схема зарядного устроства на рисунке 2 — это практически типовая схема включения

Читайте также:  Переносное зарядное устройство для всех телефонов

Особо описывать в общем то и нечего, остановлюсь только на паре моментов. Прежде всего — токозадающие резисторы R2-R6. Их мощность должна быть не меньше указанной на схеме, а лучше больше. Ну если вы, конечно, не фанат дымовых спецэффектов и не тащитесь от вида почерневших резисторов.

Рис 3.1 Макетка с деталюхамиРис 3.1 Макетка с деталюхами

Микросхему, разумеется, надо установить на радиатор, причем, тоже не жадничать — все это хозяйство расчитано на долговременную работу, поэтому, чем легче будет тепловой режим элементов, тем лучше для них, а значит и для вас. Резистором R7 подстраивается выходное напряжение в пределах 14-15 вольт. Диоды лучше брать наши, отечественные в металлических корпусах, тогда их не надо устанавливать на радиаторы. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора 15-16 вольт. Лично я никакой платы не делал, не так уж много тут деталей — собрал все на макетке. Что получилось видно на фотке.

Рис 3.2 Все в сборе, ток без корпусаРис 3.2 Все в сборе, ток без корпуса

Источник

Основные правила и нюансы зарядки свинцового аккумулятора. Схемы доработки АКБ

Многие считают, что для того, чтобы зарядить кислотно-свинцовый аккумулятор, достаточно обратиться к заводским инструкциям. Но на самом деле ни один документ не сможет предложить достаточную и полную информацию для осуществления зарядки: условия, применяемые средства и время. Для того, чтобы решить этот вопрос, необходимо использовать дополнительные источники информации.

Тип и режим работы кислотной АКБ с напряжением 12 В

Для начала необходимо определить класс батареи, работа которой строится на реакции свинца и серной кислоты между собой. Это делается для того, чтобы выявить алгоритм зарядки для конкретной АКБ. По теории каждый свинцовый аккумулятор имеет два режима зарядки:

  • Буферный. Заряжается от сети, редко производит самостоятельную зарядку.
  • Циклический. Зарядка происходит сменой циклов, состоящих из разрядки-подзарядки.

К SLA-аккумуляторам преимущественно относятся автомобильные аккумуляторы классического типа. Среди АКБ, которые используются в велобайках и другом индивидуальном электротранспорте, числятся гелевые, буферные, герметичные и необслуживаемые свинцово-кислотные источники тока.

Как правильно заряжать свинцовую аккумуляторную батарею?

Для того, чтобы восстановить затраченную ёмкость, необходимо зарядить свинцовый аккумулятор. Заряженная свинцовая аккумуляторная батарея всегда будет исправно работать, если в автомобиле исправен генератор и машина постоянно используется, если же мощность для источника энергии потеряна, то ее можно вернуть, если воспользоваться специальным устройством для зарядки кислотной АКБ при номинальном напряжении в 12 В.

Правила зарядки аккумуляторной батареи автомобиля

Для того, чтобы зарядить АКБ, необходимо следовать простым правилам:

  • устройство должно быть установлено только на ровную поверхность;
  • без строгого соблюдения полярности зарядка производиться не будет, поэтому проверьте правильность подключения «крокодильчиков» к клеммам батареи;
  • зарядный ток необходимо выставить.

Постоянным током

Разновидность аккумуляторов определяет основные параметры зарядки:

  1. Если брать классическую АКБ, которая заполнена жидким электролитом, то величина заряда в этом случае не должна превышать показатель в 10% от ёмкости, указанной фирмой-производителем.
  2. Показатель в 10-30% характерен для AGM-аккумуляторов.
  3. Для АКБ с гелеобразным наполнителем эта цифра варьирует от 20 до 30%.

Постоянным напряжением

Для того, чтобы время зарядки кислотного аккумулятора не превышало допустимое, нельзя допускать полной потери емкости. Помните, что время зарядки напрямую зависит от количества остаточной ёмкости.

У аккумуляторной батареи, которая полностью разряжена, напряжение находится в пределах 12.7-13 В. Если включить мотор, то эти показатели увеличатся на 1.5 В. Стоит помнить, что оптимальная зарядка требует того, чтобы цифровые показатели напряжения не превышали 14,6 В. Если этот показатель превысить, то электронная жидкость закипит, произойдет перезарядка аккумулятора, а сам прибор придет в негодность.

Когда это нужно делать?

Необходимость в зарядке возникает тогда, когда:

  • у генератора и аккумуляторной батареи выявлена неисправность цепи;
  • при редком использовании автомобиля, либо при эксплуатации машины на небольшие расстояния;
  • если запустить мотор на морозе.

Как влияет температура на процесс?

  1. Если температура составляет ниже — 15 градусов, то не рекомендуют производить зарядку аккумулятора, т.к. низкая температура может спровоцировать остановку работы механизма рекомбинации газов в герметичной ёмкости свинцового аккумулятора, при этом потеряется вода в электролите. Чтобы исправить недозаряд, необходимо подключать температурную компенсацию, равную – 3мВ /° С.
  2. При температуре более 40 градусов напряжение заряда уменьшается и может произойти перезарядка.

Обязательно ли снимать АКБ с машины, прежде чем подключить к устройству?

Многие автомобилисты стараются не снимать аккумулятор с машины для зарядки, мотивируя это тем, что после полной зарядки и установки АКБ на прежнее место возникают проблемы с электроникой. Такие опасения имеют под собой почву, поэтому если вы все же решили заряжать аккумулятор на машине, то постарайтесь придерживаться следующих правил:

  1. верхнюю поверхность следует хорошо очистить и включить выводы, предварительно сняв защитную крышку и выкрутив металлические болты;
  2. уровень электролита должен быть достаточным, при нехватке долейте дистиллированную воду, иначе вы не получите 100%-го заряда АКБ;
  3. подключать устройство в сеть следует только после того, как будет соблюдена полярность.

Какие есть особенности у зарядного устройства?

От правильной зарядки аккумулятора зависит очень многое. В исправной машине АКБ служит 2-3 года при пробеге 70-100 тыс км. Если батарея будет в заряженном состоянии, то ее срок службы значительно повысится. Рекомендуют заряжать аккумулятор в том случае, когда он станет разряжен наполовину, но при этом не стоит делать это слишком часто.

Схема доработки

Для того, чтобы АКБ не выходила из строя и прослужила долгое время, необходимо ее доработать. Для тех, кто в этом разбирается, можно найти в интернете различные схемы и пошаговые инструкции, как это сделать с наименьшими затратами.

Выбор выходного напряжения

Чтобы стабилизировать выходное напряжение, необходимо использовать TL431. Для делителя R2 напряжение всегда выдает 2.5 между R1 и R2. Это значит, что с такими показателями аккумулятор должен быть разряжен. Чтобы увеличить напряжение до 14.2 В при блоке питания 12 В необходимо изменить показатели R1 и R2: первый увеличить, а второй уменьшить. При этом блок питания выдаст 14.1. Этого достаточно для того, чтобы больше не менять данные делителя.

Схема зарядного устройства для свинцового аккумулятора с использованием TL431:

Добавление светодиода зеленого цвета и резистора r4 параллельно оптрону

При низком напряжении TL431 закрывается, останавливая ток в оптроне. Чтобы получать информацию о заряде аккумулятора необходимо поставить зеленый светодиод.

Ток оптрона при нормальном функционировании аккумулятора равен 0.5 мА – получаем слабое свечение зеленого светодиода. Для большей яркости необходимо подсоединить резистор R4 с номиналом в 220 Ом параллельно оптрону. Ток в зеленом диоде при этом увеличится до 5 мА.

Схема зарядного устройства свинцово кислотных аккумуляторов с добавлением светодиода зеленого цвета и резистора r4 параллельно оптрону:

Добавление петли гистерезиса ограничения тока

При большой перегрузке, такой, например, как короткое замыкание, необходимо сделать так, чтобы контроллер смог запустить БП. Для этого понадобится резистор мощности R5 и R6, красный светодиод и транзистор Т1. Переключатель включается параллельно с резисторами, при этом ток получает постоянное значение в 3.5 А. Недостаток такого соединение – сильное нагревание резисторов. Заменить одиночный резистор можно токовым зеркалом или операционным усилителем.

Схема зарядного устройства свинцово кислотных аккумуляторов с ограничением тока:

Источник