Самодельное импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

Друзья сайта

Осциллографы

Мультиметры

Купить паяльник

Статистика

Импульсное ЗУ для автомобильных аккумуляторов с током до 7 Ампер.

Импульсное зарядное устройство_схема_описание

Для радиолюбителей, отдающих предпочтение импульсной технике, предлагаем ознакомиться с принципиальной схемой малогабаритного зарядного устройства, способного заряжать аккумуляторы током до 7 Ампер, при этом ток потребления устройством от сети 220 Вольт не превышает 2 Ампер, и остается работоспособным при снижении питающего напряжения примерно до 170 Вольт.

Принципиальная схема зарядного устройства изображена на следующем рисунке:

Установив необходимый ток заряда, данным устройством можно заряжать не только автомобильные, но и другие аккумуляторы, например, блоков бесперебойного питания, аккумуляторы электроинструмента, и т.д. Зарядный ток контролируется с помощью встроенного амперметра, в роли которого можно использовать стрелочный индикатор от магнитофона с соответствующим шунтом, и шкалой, отградуированной в амперах.

Вернемся к принципиальной схеме. Входная часть – высоковольтная. На входе стоит выпрямитель D1, рассчитанный на ток до 10 Ампер, и пара сглаживающих емкостей С1 и С2. Выпрямленное напряжение получается порядка 290 Вольт. На транзисторах Т1 и Т2 собран блокинг-генератор, на выходе которого стоит импульсный трансформатор. Обмотка III является нагрузкой генератора, обмотки II и IV обеспечивают поочередное открывание транзисторов генератора, частота которого лежит в пределах 25…30 кГц. Диоды D2 и D3 обеспечивают защиту транзисторных ключей от пробоя обратным напряжением, это связано с индуктивными выбросами, которые могут возникать в импульсном трансформаторе. R2 и R3 стоят как ограничители тока, протекающего через ключи, а резисторы R4 и R5 — ограничители токов баз Т1 и Т2 соответственно.

Далее по схеме идет низковольтная часть. С обмоток импульсного трансформатора V и VI
Переменное напряжение поступает на выпрямитель D4, фильтруется емкостью С4 и поступает на ШИМ-регулятор (транзисторы Т3 и Т4). Переменный резистор изменяет скважность импульсов, которыми управляется полевой транзистор Т5. От номиналов емкостей С6 и С7 зависит частота генерации широтно-импульсного модулятора, она должна лежать в диапазоне 5…7 кГц.

Лампа HL1 – визуальный контроль работы зарядного устройства.
На низковольтном выпрямителе получается порядка 18 Вольт, поэтому последовательно с вентилятором, рассчитанным на напряжение 12 Вольт, включен резистор номиналом 10 Ом.

Чуть не забыли написать про кнопку S1. С ее помощью производится запуск генератора, и, соответственно пуск зарядного устройства в работу. Эта кнопка не фиксированная, запуск осуществляется коротким нажатием, то есть импульсом. Если на выходе будет короткое замыкание, генерация сорвется, и блокинг-генератор прекратит работу. После устранения КЗ пусковая кнопка нажимается заново.

Основой для намотки служит ферритовое кольцо, наружный диаметр которого 30 мм. Параметры намотки следующие:

● Обмотка III — 140 витков, провод ПЭЛ-0,31 мм, мотается первой, далее слой фторопластовой ленты.

● Обмотки I, II, IV — по 2 витка каждая, можно использовать жилы от телефонного кабеля.

● Обмотки V, VI — по 18 витков каждая, диаметр провода 3,6 мм. Для удобства в намотке скрутите жгут из 20-ти жил провода диаметром 0,18 мм, намотать будет гораздо легче. Для скручивания жгута используйте шуруповерт.

В результате должно получиться примерно так:

Импульсный трансформатор для зарядного устройства

Ключевые транзисторы Т1 и Т2 – биполярные, типа MJE13007, устанавливаются на небольшие радиаторы. Можно заменить на EN13007, EN13009.
Транзисторы Т3 и Т4 — биполярные, 2SC1815. Можно заменить на КТ315.
Транзистор T5 — полевой, типа N302AP, тоже можно установить на небольшой радиатор.
Диодный мост D1 — KBP208G, или аналогичный на ток 10 Ампер.
Диоды D2 и D3 — 1N4007, можно заменить на отечественные КД226Д.
Резисторы R1, R4, R5, R7, R8, R9, R10, R11, R12 — типа МЛТ-0,25.
Резисторы R2, R3, R6 — типа МЛТ-0,5.
Конденсаторы С1 и С2 — 33 мкФ, на напряжение не ниже 250 Вольт.
Конденсатор С3 — 2200 пФ на 400 Вольт.

Читайте также:  Самые вкусные травяные чаи

Ниже на снимках показан внешний вид печатной платы:

Печатная плата зарядного устройства

Печатная плата зарядного устройства_сторона элементов

. Печатную плату в формате LAY и принципиальную схему можно скачать одним файлом по прямой ссылке с нашего сайта. Размер файла архива — 0,045 Mb.

Далее на снимках показана собранная печатная плата (вид со стороны элементов, и вид со стороны дорожек):

Импульсное зарядное устройство в сборе

. Будьте аккуратны при отладке зарядного устройства, помните, что входные цепи находятся под напряжением питающей сети, ведь правила электробезопасности еще никто не отменял.

Категорически приветствую всех читателей!

Написать данную статью меня побудили несколько факторов: борьба с потенциальным алкоголизмом, желание несколько упорядочить «кашу» из накопившейся информации и, конечно, большое желание помочь единомышленникам.

В конечном итоге мы получим зарядное устройство с линейной характеристикой выходного тока. Это означает, что зарядка будет происходить в два этапа — постоянным заданным вручную током до набора заданного напряжения, затем постоянным заданным напряжением. При этом выходной ток будет плавно снижаться вплоть до нуля, когда заряд будет полностью окончен. Это самый правильный способ зарядки.

Также мы добавим режим десульфатации аккумуляторной батареи. Такой функцией обладают некоторые заводские зарядные устройства, например, Кедр-Авто 10. Такой зарядник у меня так же имеется, и его режим работы мне не очень нравится: во-первых, он не производит должным образом зарядку постоянным напряжением, а просто падает в дозарядку малым током. Окончания зарядки придется ждать очень долго; во-вторых, в интересующем нас режиме "Цикл" максимальное напряжение целенаправленно увеличено до 15,5 вольт, чтобы устройство не отключалось. Это в конечном итоге приведёт к перезаряду аккумулятора. Использованная у меня реализация лишена этих недостатков.

Ключевые моменты статьи для удобства восприятия и навигации я выделил полужирным шрифтом.

Лирика: данный текст ориентирован на начинающих радиолюбителей, подобных мне самому. Собственно, я сам почти год назад не держал в руках паяльник, пока не набрёл на статью Андрея Голубева про изготовление лабораторного блока питания из компьютерного БП. Не имея четкого представления, зачем он мне впоследствии пригодится, я поставил себе задачу во что бы то не стало разобраться и сделать себе такое устройство. И это мне удалось. Выражаю огромную человеческую благодарность Андрею и Юрию Вячеславовичу за посильную помощь в моих начинаниях. Много крови я у них выпил. Я не повторяю статью Андрея, но постараюсь ключевые моменты переделки раскрыть более подробно, останавливаясь на моментах, которые вызывали у меня много вопросов. Прошу воспринимать данный материал как отчет о проделанной работе. Чтобы понимать, о чем я вообще говорю, вам необходимо изучить вышеупомянутые статьи.

Многие здесь и сейчас присутствующие знают, что я человек расчетливый, и не ищущий легких путей. И недавно, промывая подкапотку любимого авто от месячной пыли, обнаружил недобро косящийся на меня красный глаз индикатора плотности в банке аккумуляторной батареи. В связи с никак не радующими глаз ценами на аккумуляторы, да и что угодно в наше время, в принципе, решил, что не стоит оставлять без внимания такой важный элемент автомобиля, как аккумуляторная батарея, пробуждающая 6 цилиндров в сибирские морозы. Готовь сани летом, как говорится. А с другой стороны, не кошерно таскать в гараж лабораторный блок питания, в который вложил душу.

А что нам стоит дом построить?

За период создания вышеупомянутого лабораторника у меня скопилось достаточной количество барахла, которое можно превратить в объект обсуждения – аккумуляторное зарядное устройство.
По сути, это тот же лабораторный блок питания, но с некоторыми ограничениями – минимальное напряжение на выходе равно 14,4В, максимальное 16В, блок питания не стартует без подключенного к выходным клеммам аккумулятора и имеет защиту от переполюсовки. В штатном режиме регулятор напряжения всегда в крайнем левом положении, и напряжение на выходе равно 14,4В. Повышенное напряжение используется для "пинка" запущенным аккумуляторам.

Читайте также:  Самые тихие вентиляторы для ванной

Суть зарядного устройства: обеспечить стабилизированное напряжение 14,4 вольта и заданный ограниченный ток. Проще говоря, в начале процесса зарядки ток будет максимальным, заданным реостатом. По мере заряда батареи, собственное напряжение аккумулятора будет расти. В конце концов, когда напряжение аккумулятора станет 14,4 вольта, блок питания перейдет в режим стабилизации напряжения и станет постепенно снижать ток до нуля. В таком состоянии аккумулятор может находиться сколь угодно долго, и ничего плохого с ним не произойдет.

Мне по вышеупомянутой причине сия поделка обошлась в 0 рублей и 0 копеек, если же все комплектующие покупать поштучно, бюджет может подрасти до 1000 рублей, где большую часть занимают вольтамперметры. От момента задумки до реализации прошла неделя. Делал в основном вечерами, но пару дней посвятил процессу полностью.

На этом описательно-вступительную часть предлагаю считать оконченной и перейти к самому интересному.
Достался в виде трупа блок питания ATX:

Видно следы отвратительного ремонта: силовые ключи и диодные сборки вообще не прикручены к радиаторам. Схема очень схожа с этой:

На днях мне поступила просьба сделать для автомобильного аккумулятора компактное зарядное устройство. Заказчик отметил, что особенно важна для него именно компактность, так как намеревался эти зарядные устройства продавать. В случае если ему понравится ЗУ, он бы хотел сотрудничать и заказывать подобные не по одному, а партиями. Так как зарядки планировалось продавать, было принято решение изготавливать импульсные ЗУ с использованием компактных, а также электронных мощных трансформаторов, и оснастить их защитой.

Электронные трансформаторы дорабатывались следующим образом:

• Электронный трансформатор давал напряжение на выходе 10–12 Вольт, затем после выпрямителя шло снижение. В связи с этим необходимо произвести домотку выходной обмотки трансформатора, дабы зарядное напряжение приблизилось к 14 Вольтам;
• Затем идёт добавление сетевого фильтра (по усмотрению);
• Добавить систему включения ЭТ без нагрузки на выходе (если устройство будет применяться исключительно как зарядка для аккумулятора автомобиля, то пункт можно пропустить);
• Присоединить диодный выпрямитель:
• Продумать систему по защите от перегрузов, замыканий (в том числе коротких) и переплюсовки питания;
• Добавление индикаторов заряда аккумулятора.

Описанные выше шесть пунктов могут показаться поначалу трудными операциями, но по сути никакой сложности в них нет. За основу взят электронный китайский трансформатор мощностью 80 ватт.

Полумостовой стандартный инвертор (частота примерно 30 кГц) создаётся динистором серии DB3. В наличии пара трансформаторов, понижающий как основной и трансформатор ОС.

Трансформатор ОС состоит из трёх обмоток — обмотки ОС и базовых обмоткок ключей, ключи серии MJE 13005. С целью подзарядки аккумуляторов мощностью 12 Вольт с небольшой ёмкостью, а также для использования в виде блока питания, необходимо включить их без выходной нагрузки. Работа по переделке заключается в процессе, подробно описанном ниже.
Сначала выпаивается обмотка ОС и заменяется перемычкой.

Затем на основной трансформатор обматываются двумя витками провода толщиной 0,4–0,6 мм, и подключается обмотка.

В случае, когда устройство необходимо лишь с целью зарядки аккумулятора, описанные действия можно не выполнять. Понадобится резистор с мощностью 3–10 ватт. Работая, он всегда тёплый.

После проделанных действий данный блок питания получит защитную функцию от КЗ и систему включения, работающую без нагрузки. Чтобы КЗ ключи не запирались и не перегревались, не вышли из строя, поскольку схема не будет отключаться, требуется дополнительная защита. Иначе возможен выход их при КЗ на 5–10 секунд, что вовсе ни к чему.

Защита от коротких замыканий, а также переплюсовки полярности и перегруза выполняется на другой плате. Используется силовой транзистор серии IRFZ44, в случае необходимости его можно поменять на наиболее мощный IRF3205. Это может быть и другой силовой ключ, имеющий похожие характеристики. Здесь подойдут ключи из линейки IRFZ24, IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48 и остальные с напряжением не менее 20 Ампер. Так как полевой транзистор совсем не нагревается, то теплоотвод не нужен.

Читайте также:  Пылесос бош gs 10 bgs1u1805 отзывы

Ещё один транзистор также не особо нужен. В данном случае был взят биполярный транзистор высокой мощности серии MJE13003, но можно взять и другой, выбор велик.

Ток защиты берётся с учётом сопротивления шунта. В этой ситуации защита подействует при 6 резисторов по 0,1Ом параллельно с уровнем нагрузки 6–7 Ампер. Чтобы ток начинал срабатывать примерно около 5 Ампер, необходимо вращать переменный резистор для настройки.

Так как блок питания выдаёт в принципе немаленькую мощность, величина выходного тока достигает до 6–7 Ампер, этого хватает для того, чтобы зарядить аккумулятор автомобиля. Резисторы шунта берутся мощностью 2-3 ватта, в моём случае — 5 ватт.

Далее увеличиваем напряжение блока питания на выходе с 10–12 до 14 Вольт. С этой целью необходимо продолжить вторичную обмотку дополнительными тремя витками, что увеличит напряжение на 3 Вольта. Так как витков немного, необязательно разбирать сердечник. Обмотка наматывается миллиметровым проводом по направлению заводской обмотки.
Затем необходимо последовательное подключение новой и промышленной обмотки.

Как только завершим намотку, переходим к выпрямителю. Чтобы не тратить время на поиски диодов, берём сборки ШОТТКИ из блоков питания компьютера. Для выпрямителя понадобятся 3 схожие сборки, или же параметры диодов должны быть аналогичны. Здесь необходимо непременно брать импульсные диоды (при наличии — ультрафасты) с током хотя бы 10 Ампер. Сгодятся в принципе и российские КД213.

За сборкой моста следует сборка всех блоков воедино. После этого схема подключается к сети 220 Вольт посредством последовательно соединённой лампы накаливания на 60–100 ватт, дабы избежать замыкания схемы. В случае если вы всё сделали правильно, блок тут же начнёт функционировать. Замыкаем выход, следом загорится светодиодный индикатор защиты, который должен гореть на протяжении времени, когда выходные провода находятся в режиме КЗ. Если все заработало как надо, мы действуем далее, собирая схему индикатора.

Схема скопирована с зарядника отвёртки аккумулятора. Красный индикатор есть прямой сигнал выходного напряжения на выходе БП. Зелёный индикатор указывает на процесс заряда. При таком раскладе компонентов будут происходить постепенное угасание зелёного индикатора. Напряжение аккумулятора составит 12,2–12,4 Вольт. При отключенном аккумуляторе индикатор загораться не должен.

Работа практически завершена, остаётся лишь сетевой фильтр. Фильтр содержит дроссель и два пленочных конденсатора. Один из них подключается перед дросселем, второй — после него. Сам дроссель взят готовый, от какого-то ИБП, но принципе можете намотать его сами. Мотать советую вам на кольце. Все будет две отдельных обмотки по 20 витков при толщине провода 0,5 мм. Плёночные конденсаторы 0,47 мкФ при работе с напряжением не менее 250 Вольт, советую брать на 400.

В принципе всё наше устройство сделано. Необходимо расположить детали в корпусе. В итоге имеем полноценное импульсное зарядное устройство, в случае необходимости можем даже регулятор мощности приспособить.


Практика использования показывает, что в принципе даже, если не выполнять задачу 1, то напряжение заряда составит где-то 14 Вольт. Но это в зависимости от определённого вида ЭТ. У отдельных производителей уровень выходного напряжения составляет 13 Вольт. После выпрямителя этот показатель падает на 1 Вольт. Но в паре с конденсатором напряжение составит примерно 14–15 Вольт.

Устройство пока находится в стадии разработки, но функционирует весьма неплохо. Может наблюдаться перегрев силовых транзисторов инвертора и диодного выпрямителя. Советую их укрепить на теплоотводы. В принципе могут применяться электронные трансформаторы и большей мощности, в которых будут дополняться те же системы.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector