2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема автомобильного зарядного устройства

Схема автомобильного зарядного устройства

Как правило, во всех зарядных устройствах, регулировка тока зарядки осуществляется мощным тиристором или транзистором которые установлены на большом радиаторе и занимающие много места и не малые по весу. Соответственно из-за больших нагревов регулирующих элементов уменьшается коэффициент полезного действия и надежность всего узла. В автомобильном зарядном устройстве, которое предлагается в этой статье, эти недостатки устранены.

Схема автомобильного зарядного устройства работающего по принципу импульсного регулятора тока представлена на рисунке ниже.

Схема автомобильного зарядного устройства

Генератор импульсов, собранный на двух логических элемента 2И-НЕ (DD1.1 и DD1.2), является собственно блоком управления нашего зарядного. Резистором R3 регулируется скважность импульсов вырабатываемых данным блоком.

Элементы DD1.3 и DD1.4, включенные параллельно, выступают в роли буферного усилителя и инвертора выходного сигнала генератора. А полевой транзистор VT1 это регулятор тока.

При параметрах деталей, которые указаны на схеме, частота вырабатываемых импульсов будет составлять около 13 килогерц.

Принцип регулировки тока зарядки основан на изменении частоты генератора. При увеличении частоты скважность импульсов будет уменьшаться, соответственно будет уменьшаться и ток, протекающий через транзистор и аккумулятор, так как транзистор, будет меньше времени находится в открытом состоянии за период. При уменьшении частоты все наоборот.

В открытом состоянии сопротивление транзистора составляет примерно 0,017 Ом. Но так как он работает в режиме ключа на частоте около 13 килогерц, то при токе зарядки аккумулятора 5 ампер нагрев практически отсутствует. И тепловая мощность, рассеиваемая им в атмосферу, будет всего около 0.55 ватта. Соответственно площадь радиатора будет совсем небольшой, или же вообще можно обойтись без радиатора.

Для надежной работы зарядного устройства трансформатор Т1 должен быть мощностью ни менее 150 ватт, с вторичной обмоткой которая обеспечит 16-17 вольт на сглаживающем конденсаторе С1, и током ни менее 6 ампер. Но еще лучше будет, если использовать так называемый «электронный трансформатор», который применяется с галогенными лампами на 12 вольт. Это транзисторный преобразователь с трансформаторным выходом. Его преимуществом является малый размер и меньшее потребление энергии. Можно использовать широко распространенный трансформатор выпускаемый фирмой «Taschibra», мощностью 150 ватт и напряжением 12 вольт. Но для этого его необходимо немного переделать. Нужно домотать вторичную обмотку. Она у него состоит из 4-х параллельных проводов (жгута), каждый 1 мм, 9 витков. Дополняем вторичку еще тремя витками такого же жгута. Это можно сделать не разбирая ферритовый магнитопровод. После такой доработки, напряжение на конденсаторе C1 повысится до необходимых нам 17 вольт, при нагрузке 5,5 ампер.

Далее после трансформатора стоит диодный мост, собранный из диодов Шоттки. При этом VD1 это два диода в одном корпусе (можно и раздельно), VD2-VD3 дискретные. Все диоды устанавливаются на радиаторе через изолирующую прокладку с теплопроводной пастой.

Транзистор то же устанавливается на радиаторе из меди или алюминия размером 50х50х1 мм.

Амперметр взят от бытового магнитофона советского производства М476/2. Можно установить и любой другой, подобрав при этом шунт.

Конденсатор C1 желательно установить как можно большей емкости на напряжение не ниже 25 вольт. C2 примерно 10МкФ 16 вольт.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить импортным аналогом, а транзистор на IRFZ44N.

Данное устройство можно использовать не только как зарядное, но и как регулятор мощности различных нагревательных и осветительных приборов или регулировки частоты вращения коллекторных двигателей. При этом выходное напряжение и ток зависят только от номиналов деталей схемы.

Еще одной особенностью этой схемы является возможность регулировать ток от нуля до максимального, в отличие от многих других схем.

Внимательно вчитавшись в название "Калгон",
я подумал, что оно идеально бы подошло для слабительного.

Делаем самостоятельно зарядные устройства для автомобильного аккумулятора

Сейчас нет смысла собирать самостоятельно зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов: в магазинах огромный выбор готовых устройств, цены на них приемлемы. Однако не будем забывать о том, что приятно что-то сделать полезное своими руками, тем более что простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора вполне можно собрать из подручных деталей, и цена его будет копеечной.

зарядное устройство сделанное своими руками

Единственное, о чем сразу стоит предупредить: схемы без точной регулировки тока и напряжения на выходе, которые не имеют отсечки тока по окончании заряда, пригодны для зарядки только свинцово-кислотных аккумуляторов. Для AGM и гелевых аккумуляторов использование подобных зарядок приводит к повреждению аккумуляторной батареи!

Как сделать простейшее трансформаторное устройство

Схема этого зарядного устройства из трансформатора примитивна, но работоспособна и собирается из доступных деталей – таким же образом сконструированы и заводские зарядные устройства простейшего типа.

схема простейшего зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

По своей сути – это двухполупериодный выпрямитель, отсюда и требования к трансформатору: так как на выходе таких выпрямителей напряжение равно номинальному напряжению переменного тока, помноженному на корень из двух, то при 10В на обмотке трансформатора мы получим 14,1 В на выходе зарядного устройства. Диодный мост берётся любой с прямым током более 5 ампер или собрать его из четырех отдельных диодов, с теми же требованиями к току подбирается и измерительный амперметр. Главное – разместить его на радиаторе, который в простейшем случае представляет собой алюминиевую пластину не менее 25 см2 площадью.

Читайте так же:
Мопед альфа как отрегулировать холостой ход

Примитивность такого устройства – не только минус: за счет того, что у него нет ни регулировки, ни автоматического отключения, оно может использоваться для «реанимации» сульфатированных аккумуляторов. Но не нужно забывать и об отсутствии защиты от переполюсовки в этой схеме.

Главная проблема – где найти трансформатор подходящей мощности (не менее 60 Вт) и с заданным напряжением. Можно использовать, если подвернется советский накальный трансформатор. Однако его выходные обмотки имеют напряжение 6,3В, поэтому придется соединять две последовательно, одну из них отмотав так, чтобы в сумме на выходе получить 10В. Подойдет недорогой трансформатор ТП207-3, у которого вторичные обмотки соединяются следующим образом:

схема трансформатора для зарядного устройства

Отматываем при этом обмотку между клеммами 7-8.

Простое зарядное устройство с электронной регулировкой

Однако можно обойтись и без отмотки, дополнив схему электронным стабилизатором напряжения на выходе. К тому же такая схема будет удобнее в гаражном применении, так как позволит скорректировать ток заряда при просадках напряжения питания, ее используют и для автомобильных аккумуляторов небольшой емкости при необходимости.

схема электронного стабилизатора

Роль регулятора здесь выполняет составной транзистор КТ837-КТ814, переменный резистор регулирует ток на выходе устройства. При сборке зарядки стабилитрон 1N754A можно заменить советским Д814А.

Схема регулируемого зарядного устройства проста для повторения, и легко собирается навесным монтажом без необходимости в травлении печатной платы. Однако учтите, что полевые транзисторы размещаются на радиаторе, нагрев которого будет ощутим. Удобнее воспользоваться старым компьютерным кулером, подключив его вентилятор к выходам зарядного устройства. Резистор R1 должен иметь мощность не менее 5 Вт, его проще намотать из нихрома или фехраля самостоятельно или соединить параллельно 10 одноваттных резисторов по 10 ом. Его можно и не ставить, но нельзя забывать, что он защищает транзисторы в случае замыкания выводов.

При выборе трансформатора ориентируйтесь на выходное напряжение 12,6-16В, берите либо накальный трансформатор, соединив последовательно две обмотки, либо подбирайте готовую модель с нужным напряжением.

Видео: Самое простое зарядное устройство для АКБ

Переделка зарядного устройства от ноутбука

Однако можно обойтись и без поисков трансформатора, если под руками есть ненужное зарядное устройство от ноутбука – при простой переделке мы получим компактный и легкий импульсный блок питания, способный заряжать автомобильные аккумуляторы. Поскольку нам потребуется получить напряжение на выходе 14,1-14,3 В, ни один готовый блок питания не подойдет, однако переделка проста.
Посмотрим на участок типовой схемы, по которой собраны устройства такого рода:

схема блока питания для зарядного

В них поддержание стабилизированного напряжения осуществляет цепь из микросхемы TL431, управляющей оптопарой (на схеме не показана): как только напряжение на выходе превышает значение, которое задают резисторы R13 и R12, микросхема зажигает светодиод оптопары, сообщает ШИМ-контроллеру преобразователя сигнал на снижение скважности подаваемых на трансформатор импульсов. Сложно? На самом деле все просто смастерить своими руками.

Вскрыв зарядное устройство, находим недалеко от выходного разъема TL431 и два резистора, связанные с ножкой Ref. Удобнее настраивать верхнее плечо делителя (на схеме – резистор R13): уменьшая сопротивление, мы уменьшаем и напряжение на выходе зарядного устройства, увеличивая – поднимаем его. Если у нас ЗУ на 12 В, нам понадобится резистор с большим сопротивлением, если зарядное на 19 В – то с меньшим.

Видео: Зарядка для аккумуляторов авто. Защита от короткого замыкания и переполюсовки. Своими руками

Выпаиваем резистор и вместо него устанавливаем подстроечный, заранее настроенный по мультиметру на то же сопротивление. Затем, подключив к выходу зарядного устройства нагрузку (лампочку из фары), включаем в сеть и плавно вращаем движок подстроечника, одновременно контролируя напряжение. Как только мы получим напряжение в пределах 14,1-14,3 В, отключаем ЗУ из сети, фиксируем движок подстроечного резистора лаком (хотя бы для ногтей) и собираем корпус обратно. Это займет не больше времени, чем Вы потратили на чтение этой статьи.

Есть и более сложные схемы стабилизации, причем их уже можно встретить и в китайских блоках. Например, здесь оптопарой управляет микросхема TEA1761:

схема стабилизации

Однако принцип настройки тот же: меняется сопротивление резистора, впаянного между плюсовым выходом блока питания и 6 ножкой микросхемы. На приведенной схеме для этого использованы два запараллеленных резистора (таким образом получено сопротивление, выходящее из стандартного ряда). Нам нужно так же впаять вместо них подстроечник и настроить выход на нужное напряжение. Вот пример одной из таких плат:

Читайте так же:
Отрегулировать положение заслонки карбюратора

плата для транзистора R-32

Путем прозвонки можно понять, что нас интересует на этой плате одиночный резистор R32 (обведен красным) – его нам и надо выпаивать.

В Интернете часто встречаются похожие рекомендации, как сделать самодельное зарядное устройство из компьютерного блока питания. Но учитывайте, что все они по сути – перепечатки старых статей начала двухтысячных, и подобные рекомендации к более-менее современным блокам питания неприменимы. В них уже нельзя просто поднять напряжение 12 В до нужной величины, так как контролируются и другие напряжения на выходе, а они неизбежно «уплывут» при такой настройке, и сработает защита блока питания. Можно использовать зарядные устройства ноутбуков, выдающие единственное напряжение на выходе, они гораздо удобнее для переделки.

Схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов

Автомобильная зарядка

Бывают случаи, особенно зимой, когда владельцы автомобилей нуждаются в подзарядке автомобильного аккумулятора от внешнего источника питания. Безусловно, людям, не имеющим хороших навыков работы с электротехникой, желательно купить заводское устройство зарядки аккумуляторной батареи, ещё лучше приобрести пуско-зарядное устройство для запуска двигателя с разряженным аккумулятором без потерь времени на внешнюю подзарядку.

Но если есть небольшие знания в области электроники, можно собрать простое зарядное устройство своими руками.

Общая характеристика

Надежное зарядное устройство

Для правильного обслуживания аккумулятора и продления срока его службы подзарядка требуется при падении напряжения на клеммах ниже 11,2 В. При таком напряжении двигатель, скорее всего, запустится, но при долгой стоянке зимой это приведёт к сульфатации пластин и, как следствие, к снижению ёмкости батареи. При длительной стоянке зимой необходимо регулярно следить за вольтажом на клеммах АКБ. Оно должно составлять 12 В. Лучше всего снять батарею и занести её в тёплое место, не забывая при этом следить за уровнем заряда.

Зарядка АКБ производится постоянным или импульсным током. При использовании блока питания постоянного напряжения ток для правильной зарядки должен составлять одну десятую часть от ёмкости батареи. Если ёмкость АКБ составляет 50 А-ч, то для зарядки необходим ток 5 ампер.

Аккумуляторное зарядное устройство

Для продления срока службы АКБ применяют методики десульфатации аккумуляторных пластин. Батарею разряжают до напряжения менее пяти вольт многократным потреблением большого тока краткой длительности. Пример такого потребления — запуск стартера. После этого производят медленную полную зарядку маленьким током в пределах одного ампера. Повторяют процесс 8—9 раз. Метод десульфатации является долгим по времени, но согласно всем исследованиям даёт хороший результат.

Нужно помнить, что при зарядке важно не допускать перезаряда АКБ. Заряд производится до напряжения 12,7—13,3 вольт и зависит от модели батареи. Максимальный заряд указывается в документации к аккумулятору, которую всегда можно найти в интернете.

Перезаряд вызывает закипание, увеличивает плотность электролита и, как следствие, разрушение пластин. Заводские устройства зарядки имеют системы контроля заряда и последующего отключения. Собрать самостоятельно такие системы, не обладая достаточными знаниями в электронике, достаточно сложно.

Схемы для сборки своими руками

Стоит рассказать о простых устройствах зарядки, которые можно собрать, обладая минимальными знаниями в электронике, а ёмкость заряда отследить путём подключения вольтметра или обыкновенного тестера.

Схема зарядки для экстренных случаев

Бывают случаи, когда автомобиль, простоявший ночь возле дома, утром невозможно завести из-за разряженного аккумулятора. Причин возникновения этого неприятного обстоятельства может быть много.

Если аккумулятор был в хорошем состоянии и немного разрядился, решить проблему помогут:

Зарядное устройство из блока питания ноута

  1. Источник постоянного напряжения 12—25 вольт.
  2. Сопротивление ограничения тока.

В качестве источника питания отлично подойдёт зарядное устройство от ноутбука. Оно обладает выходным напряжением в 19 вольт и током в пределах двух ампер, чего вполне достаточно для выполнения поставленной задачи. На выходном разъёме, как правило, внутренний вход — плюс, внешний контур штекера — минус.

В качестве ограничительного сопротивления, которое является обязательным, можно применить салонную лампочку. Можно использовать и более мощные лампы, например, от габаритов, но это создаст лишнюю нагрузку на блок питания, что очень нежелательно.

Собирается элементарная схема: минус блока питания подключается к лампочке, лампочка к минусу АКБ. Плюс идёт напрямую от батареи к блоку питания. В течение двух часов аккумулятор получит заряд для запуска двигателя.

Из блока питания от стационарного компьютера

Блок питания компа

Такое устройство более сложно в изготовлении, но его можно собрать с минимальными познаниями в электронике. Основой послужит ненужный блок от системного блока компьютера. Выходные напряжения таких блоков +5 и +12 вольт с выходным током около двух ампер. Эти параметры позволяют собрать немощное зарядное устройство, которое при правильной сборке долго и надёжно послужит хозяину. Полная зарядка аккумулятора займёт длительное время и будет зависеть от ёмкости батареи, но не будет создаваться эффекта десульфатации пластин. Итак, пошаговая сборка прибора:

  1. Разобрать блок питания и выпаять все провода кроме зелёного. Запомнить или отметить места входа чёрного (GND) и жёлтого +12 В.
  2. Зелёный провод припаять к месту, где находился чёрный (это необходимо для старта блока без системной платы ПК). На место чёрного провода припаять отвод, который будет минусовым для зарядки АКБ. На место жёлтого провода припаять плюсовой отвод зарядки аккумулятора.
  3. Необходимо найти микросхему TL 494 или её аналог. Список аналогов легко найти в интернете, один из них обязательно будет найден в схеме. При всём многообразии блоков без этих микросхем их не производят.
  4. От первой ноги этой микросхемы — она левая нижняя, найти резистор, который идёт на выход +12 вольт (жёлтый провод). Это можно сделать визуально по дорожкам на схеме, можно при помощи тестера, подключив питание и замерив напряжение на входе резисторов, идущих к первой ноге. Не стоит забывать, что на первичную обмотку трансформатора идёт напряжение 220 вольт, поэтому нужно соблюдать меры безопасности при запуске блока без корпуса.
  5. Выпаять найденный резистор, замерить его сопротивление тестером. Подобрать близкий по номиналу переменный резистор. Выставить его на номинал нужного сопротивления и запаять на место удалённого элемента схемы гибкими проводами.
  6. Запустив блок питания путём регулировки переменного резистора, получить напряжение 14 В, в идеале 14.3 В. Главное, не перестараться помня, что 15 В, как правило, предел для отработки защиты и, как следствие, отключения.
  7. Выпаять переменный резистор, не сбив его настройку, и замерить получившееся сопротивление. Необходимый или максимально близкий номинал сопротивления подобрать или набрать из нескольких резисторов и запаять в схему.
  8. Блок проверить, на выходе должно быть искомое напряжение. При желании к выходам на схеме плюса и минуса можно подключить вольтметр, поместив его на корпусе для наглядности. Последующая сборка происходит в обратном порядке. Прибор готов к использованию.
Читайте так же:
Кто регулирует оборот спирта

Блок прекрасно заменит недорогую заводскую зарядку и достаточно надёжен. Но ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно помнить, что устройство имеет защиту от перегрузки, но это не спасёт от ошибки в полярности. Проще говоря, если перепутать плюс и минус при подключении к АКБ, зарядное мгновенно выйдет из строя.

Схема зарядного устройства из старого трансформатора

Если под рукой нет старого блока питания от компьютера, и радиотехнический опыт позволяет самостоятельно монтировать несложные схемы, то можно воспользоваться следующей довольно интересной схемой зарядки АКБ с контролем и регулировкой подаваемого напряжения.

Трансформатор от телевизора

Для сборки устройства можно воспользоваться трансформаторами от старых блоков бесперебойного питания или телевизоров советского производства. Подойдёт любой мощный понижающий трансформатор с суммарным набором напряжений на вторичных обмотках примерно 25 вольт.

Диодный выпрямитель собран на двух диодах КД 213А (VD 1, VD 2), которые устанавливаются обязательно на радиатор и могут быть заменены любыми импортными аналогами. Аналогов много, и они легко подбираются по справочникам в интернете. Наверняка нужные диоды найдутся дома в старой ненужной аппаратуре.

Такой же метод можно применить для замены управляющего транзистора КТ 827А (VT 1) и стабилитрона Д 814 А (VD 3). Транзистор устанавливается на радиатор.

Регулировка подаваемого напряжения осуществляется переменным резистором R2. Схема простая и заведомо рабочая. Собрать её сможет человеку с минимальными познаниями в электронике.

Импульсная зарядка для АКБ

Импульсные блоки питания

Схема сложна в сборке, но это единственный недостаток. Найти простую схему импульсного блока зарядки вряд ли получится. Это компенсируется плюсами: такие блоки почти не греются, при этом имеют серьёзную мощность и большой КПД, отличаются компактным размером. Предложенная схема, в смонтированном на плате виде, уместиться в контейнер размером 160*50*40 мм. Для сборки прибора необходимо понимать принцип работы ШИМ (Широтно-импульсная модуляция) генератора. В предложенном варианте он реализован при помощи распространённого и недорогого контроллера IR 2153.

При применённых конденсаторах мощность прибора 190 Ватт. Этого хватит для зарядки любого аккумулятора лёгкого автомобиля ёмкостью до 100 А-ч. Установив конденсаторы по 470 мкФ, мощность возрастёт в два раза. Станет возможна зарядка АКБ ёмкостью до двухсот ампер/часов.

Полезный совет

При использовании устройств без автоматического контроля заряда АКБ можно применить простейшее сетевое, суточное реле китайского производства. Это избавит от необходимости следить за временем отключения блока от сети.

Читайте так же:
Когда регулировать новые клапана в двигателе

Стоимость такого прибора около 200 рублей. Зная примерное время зарядки своего аккумулятора, можно выставить нужное время отключения. Это гарантирует своевременное прекращение подачи электричества. Можно отвлечься на дела и забыть о АКБ, что может привести к закипанию, разрушению пластин и выходу аккумулятора из строя. Новый аккумулятор будет стоить гораздо дороже

Меры предосторожности

При использовании приборов, собранных своими руками, следует соблюдать следующие меры безопасности:

  1. Все приборы, включая АКБ, должны находиться на огнеупорной поверхности.
  2. При первичном применении изготовленного прибора необходимо обеспечить полный контроль всех параметров зарядки. Обязательно нужно контролировать температуру нагрева всех элементов зарядки и АКБ, нельзя допускать закипания электролита. Параметры напряжения и тока контролируют тестером. Первичный контроль поможет определить время полной зарядки аккумулятора, что пригодится в будущем.

Собрать зарядку для АКБ несложно даже для новичка. Главное, делать всё внимательно и соблюдать меры безопасности, т. к. придётся иметь дело с открытым напряжением в 220 вольт.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора на Attiny25. Схема и описание

Многие люди до сих пор заряжают 12 В кислотные аккумуляторы, в частности автомобильные аккумуляторы, с помощью несложных выпрямителей, которые содержат только трансформатор и диоды. Преимущество — простота, но при этом параметры зарядки далеки от оптимальных значений.

Старое проверенное правило гласит, что типичный автомобильный аккумулятор должен заряжаться током равным 1/10 его емкости. Зарядка с более низким током увеличит время зарядки, но не окажет отрицательного влияния на аккумулятор.

Неудобно и опасно заряжать током большим чем 1/10 емкости. Прежде всего, в этом случае трудно распознать момент окончания зарядки и легко перезарядить автомобильный аккумулятор. Кроме того, аккумулятор может нагреваться, а в худшем случае может быть поврежден. Аккумулятор после такой зарядки теряет емкость или вообще может выйти из строя, поэтому следует тщательно выбирать зарядное устройство.

Второе проверенное правило говорит о необходимости прекращения зарядки, когда напряжение на аккумуляторе достигнет 14,4 В. К сожалению, это значение трудно измерить во время процесса зарядки, поскольку подключенный выпрямитель вызывает повышение напряжения и пульсацию.

Для получения надежного измерения потребуется отключить выпрямитель. Вышеуказанные проблемы относятся к каждому классическому выпрямителю, конструкция которого основана только на трансформаторе и мостовом выпрямителе.

Данная схема представляет собой зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, которое может улучшить такой выпрямитель и устранить эти основные недостатки.

Основные параметры зарядного устройства:

  • регулировка тока зарядки до 10 А
  • автоматическое завершение процесса зарядки
  • индикация состояния зарядки с помощью светодиода
  • защита от короткого замыкания и обратной полярности
  • может работать как адаптер к выпрямителю
  • источник питания — трансформатор 100 … 200 Вт 16. ..20 В
  • подходит для зарядки аккумуляторов емкостью до 100 Ач

Работа зарядного устройства

Основной функцией, которую выполняет схема, является регулирование зарядного тока. Регулировка выполняется методом, аналогичным фазовому регулированию, применяемому при управлении тиристором или симистором, но слегка измененным — инвертированным.

В нашей схеме исполнительным элементом является мощный MOSFET-транзистор. Это решение обеспечивает гораздо меньшие потери мощности и более простое и гибкое управление, чем в случае симистора.

Двухполупериодный выпрямленный сигнал поступает к исполнительному транзистору. Транзистор начинает открываться, когда уровень напряжения стремиться к нулю, благодаря чему ток плавно увеличивается — вместе с синусоидальным сигналом.

Момент закрытия транзистора определяет величину тока, поступающего на аккумулятор. Чем позже закрывается транзистор, тем большая часть сигнала будет передана, и в результате мы получим больший ток и наоборот.

Данная схема не является стабилизатором тока, она не поддерживает постоянное значение тока. Однако схема позволяет ограничить начальное значение тока, которое на самом деле является максимальным значением, поскольку во время зарядки значение тока уменьшается с увеличением заряда аккумулятора.

На последнем этапе ток зарядки может быть намного ниже, чем в начале. Это увеличивает время, необходимое для полной зарядки, но позволяет более точно определить время окончания.

Вторая важная функция системы — контролировать значение напряжения аккумулятора. Чтобы получить наиболее точный результат, измерение производится при закрытом силовом транзисторе. Такой измерительный цикл запускается один раз каждые 200 полупериодов напряжения питания, то есть каждые 2 секунды, после которого ток зарядки не протекает (в течение примерно 10 мс).

Результат измерения не искажается зарядным током, импульсами напряжения или сопротивлением проводов. Если измеренное напряжение достигло 14,4 В, зарядка прекращается, а когда напряжение падает ниже этого уровня, процесс зарядки возобновляется.

В конце зарядки такой цикл будет повторяться многократно, так как даже полностью заряженный аккумулятор не держит на своих клеммах напряжение 14,4 В. Напряжение довольно быстро падает до значения ок. 13 В, а затем оно должно стабилизироваться в районе 12,6 В.

Читайте так же:
Как отрегулировать клапана на мотоблоке нева с двигателем субару

Текущий уровень заряда отображается светодиодом. Светодиод мигает с частотой примерно каждые 2 с, с заполнением в зависимости от уровня заряда аккумулятора. При напряжении примерно до 11 В светодиод мигает с 5% заполнением, чем выше напряжение, тем дольше светодиод будет гореть в каждом цикле вплоть до 14,4, когда он будет гореть постоянно.

На практике — даже после зарядки аккумулятора светодиод может время от времени мигать, поскольку напряжение на аккумуляторе снижается. Это так называемый режим поддержки заряда аккумулятора.

Дополнительной функцией данного зарядного устройства является защита от короткого замыкания. Работа этой функции основана на том факте, что пока на выходных клеммах зарядного устройства нет напряжения (аккумулятор не подключен), зарядка не будет включена.

Только появление напряжения минимум 9 В (от аккумулятора) приводит зарядку в действие. Состояние выходных клемм проверяется в каждом полупериоде, непосредственно перед включением транзистора, поэтому даже случайное отключение проводов от аккумулятора и их замыкание не повредят устройству (при условии, что от отключения до короткого замыкания прошло не менее 10 мс).

И последняя функция схемы — оповещение о неправильной полярности подключения аккумулятора. Если аккумулятор подключен к выходным клеммам в обратном направлении, немедленно прозвучит звуковой сигнал.

Испытания подтвердили, что даже изменение полярности во время работы зарядного устройства не приведет к каким-либо повреждениям. Но для большей безопасности аккумулятор следует подключать при отключенном от сети зарядном устройстве, и при отсутствии звукового оповещения можно подать напряжение питания.

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора вместе с элементами выпрямителя показана на рисунке ниже. Транзистор Т1 со смежными элементами представляет собой детектор перехода напряжения через ноль. Однако в нашем случае мы имеем дело с двухполупериодным сигналом, то есть пульсирующим сигналом.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора на Attiny25

Кроме того, когда аккумулятор подключен через диод, содержащийся в структуре MOSFET транзистора T3, на пульсирующую форму сигнала также накладывается постоянное напряжение от аккумулятора.

По сути, транзистор T1 является детектором момента, когда напряжение пульсирующей формы выходит за пределы значения напряжения аккумулятора. Именно с этого момента ток может течь в сторону аккумулятора — заряжая его.

Транзистор T2 с обвеской работает как драйвер силового транзистора T3. Положительные импульсы с напряжением 5 В с выхода микроконтроллера открывают исполнительный транзистор Т3, а резистор R10 закрывает его после импульса.

Слишком высокая амплитуда управляющего сигнала может привести к повреждению схемы затвора MOSFET транзистора, поэтому в схему добавлен стабилитрон D1.

Управляющие импульсы синхронизируются с сигналом от нашего детектора импульсов. Чем дольше длится импульс, тем большая часть сигнала пройдет, и в результате будет течь больший ток.

Другими элементами устройства являются:

  • Блок питания, построенный на основе стабилизатора напряжения IC2 (78L05);
  • Микроконтроллер IC1 (Attiny25) с управляющей программой;
  • Схема сигнализации обратной полярности аккумулятора — элементы R15, BUZZ и D3 (1N4007);
  • Потенциометр на 50 кОм для регулировки тока;
  • Сигнальный светодиод ;
  • Блок измерения напряжения — регулируемый делитель напряжения на резисторах R12 и R13.

Сборка и запуск зарядного устройства

Схема собрана ​​на односторонней печатной плате размером 71 x 60 мм. Исполнительный транзистор T3 должен быть установлен радиатор.

плате размером 71 x 60 мм

После сборки и проверки схемы установите запрограммированный микроконтроллер в панельку. Теперь вы можете подключить трансформатор и, если все сделано правильно, светодиод будет циклически мигать, указывая на работу устройства.

Фьюзы

При программировании микроконтроллера необходимо выставить следующие фьюзы:

  • 0xE2 LOW
  • 0xDD HIGH
  • 0xFF EXTENDED

В PonyProg фьюзы будут выглядеть так:

В Uniprof фьюзы будут выглядеть так:

Примечание. Светодиод не будет мигать, если на схему подается постоянное напряжение, например, только от аккумулятора. Также стоит проверить, есть ли напряжение на выходе зарядного устройства. Если мультиметр показал значительное напряжение, это указывает на неисправность в цепи управления исполнительного транзистора.

Вся схема требует простой регулировки – установка напряжения окончания зарядки. Для этого необходимо отключить управление исполнительным транзистором — самый простой способ сделать это — вынуть микроконтроллер из гнезда и отогнуть вывод 5 микроконтроллера, чтобы после вставки микроконтроллера в панельку вывод 5 висел в воздухе.

Теперь подключите источник питания от трансформатора или выпрямителя, и подключите к клеммам регулируемый источник питания с заданным напряжением 14,4 В.

Регулировка заключается в настройке (резистор R13) такого состояния, чтобы светодиод светился непрерывным светом, но в то же время находился на границе мигания. После регулировки все отсоедините и правильно установите микроконтроллер (вывод 5).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector