Они создают специальные условия работы каждой модели. Зарядное устройство для автомобильного.

Зарядное устройство для шуруповерта Bosch схема

В нынешнее время производители электроники для питания чаще используют элементы питания, в основе которых лежат литиевые технологии: литий-полимер (Li-Po), литий-ион (Li-ion). Плюс таких аккумуляторов в том, что у них большая удельная емкость, низкий саморазряд, способность отдавать большие токи при разряде и такие аккумуляторы изготавливаются любых форм и размеров. Для заряда таких аккумуляторов нужны специальные зарядные устройства.

Отметим, что подобные зарядные устройства нередко используются для подзарядки различных электрических инструментов, использующихся сотрудниками ЖКХ. Товары для ЖКХ, кстати, по сравнительно низкой цене можно приобрести в компании ЖКХ-МАРКЕТ, которая вот уже на протяжении более 10 лет занимается снабжением жилищно-коммунальных хозяйств в Москве и Московской области.

Стандартные аккумуляторы

Потребители часто приобретают такие устройства, которые работают на стандартных аккумуляторах типа АА или ААА. Они могут быть заменены обычными батарейками и специального зарядного устройства не требуется. Все реже и реже появляются, раньше использовавшие аккумуляторы NiMH. Они имеют емкость на 40% больше чем NiCD аккумуляторы. NiMH аккумуляторы с каждым днем совершенствуются. К примеру, если раньше у них саморазряд был высоким, то теперь некоторые аккумуляторы имеют минимальный саморазряд.

Способы зарядки аккумулятора

Когда заряжается аккумулятор, в нем происходят химические преобразования. Та энергия, которая поступает при зарядке, часть нее тратиться на эти преобразования, а часть превращается в тепло. NiMH аккумуляторы при зарядке нагреваются сильнее чем Nicd потому что химические реакции, протекающие при его заряде, являются экзотермическими.

Скорость заряда аккумулятора зависит от величины зарядного тока. Ток зарядки измерят в единицах С – численное значение емкости аккумулятора. Есть несколько видов зарядки:

• капельная зарядка (trickle charge) – ток 0.1 С
• быстрая зарядка (quick charge) – ток 0.3 С
• ускоренная зарядка (fast charge) – ток 0.5-1.0 С

Капельная зарядка

При капельном заряде выбирают маленький ток, потому что зарядка продолжается, если даже аккумулятор заряжен. При таком малом токе аккумулятор не так сильно нагревается. Точно определить окончание процесса зарядки тут невозможно.

Быстрая зарядка аккумулятора

Такая зарядка с током 1С рекомендована не всем аккумуляторам, потому что может открыться вентиляционное отверстие аккумулятора, при высокой температуре окружающей среды (до +40). При быстрой зарядке нужно во время прекратить процесс заряда.

Алгоритм работы быстрого зарядного устройства состоит из нескольких фаз:

1. Определение наличия аккумулятора
2. Квалификация аккумулятора (Qualification)
3. Пред-зарядка (Pre-charge)
4. Переход к быстрой зарядке (Ramp)
5. Быстрая зарядка (Fast charge)
6. Дозарядка (Top-of Tcharge)
7. Поддерживающая зарядка (Maintenance charge)

Фаза определения наличия аккумулятора. Здесь проверяется напряжение на выводах аккумулятора при включенном генераторе зарядного тока примерно 0.1С. Если при этом напряжение будет 1.8 В, аккумулятор отсутствует или поврежден. При высоком напряжении зарядка не должна начинаться, как только будет обнаружено низкое напряжение, зарядка начнется. В остальных фазах должна проводиться проверка наличия аккумулятора, потому что на любой фазе аккумулятор может быть вынут и зарядное устройство должно возвращаться к первой фазе.

Фаза квалификации аккумулятора. С этой фазы начинается зарядка аккумулятора. Эта фаза нужна для оценки начального заряда аккумулятора. Судя по напряжению на аккумуляторе, нужно определить, нужна пред-зарядка или нет.

Фаза пред-зарядки. Эта фаза не должна длиться более 30 минут. Фаза пред-зарядки требуется для глубоко разряженных аккумуляторов. Для всех длительных фаз нужен контроль температуры, она не должна превышать 60 градусов во время зарядки.

Фаза перехода к быстрой зарядке. Не желательно сразу включать быстрый ток, лучше постепенно превышать в течение 2-х минут. Быструю зарядку можно начинать, если напряжение на аккумуляторе выше 0.8 В.

Фаза быстрой зарядки. Самое главное в этой фазе – вовремя прекратить заряд, иначе аккумулятор разрушиться. Чтобы вовремя остановить зарядку, можно использовать несколько методов определения заряда.

Для NiCd аккумуляторов применяется dV-метод – это самый быстрый метод определения заряда, к концу зарядки напряжения на аккумуляторе понижается.

Для NiMH аккумуляторов dV-метод работает не так хорошо. И используют dV=0 метод. Здесь детектируют постоянство напряжения на аккумуляторе. Если в течении 10 минут напряжение одно и то же, то пора отключать зарядку.

Также, окончание зарядки можно определить по температуре, так как к концу зарядки давление внутри аккумулятора растет и повышается температура. Некоторые зарядные устройства вместо постоянного тока используют импульсный. Импульсы тока длятся 1 сек. Плюсом такого метода является то, что он лучше выравнивает концентрацию активных веществ по всему объему, уменьшает вероятность образования крупных кристаллических образований на электродах и их пассивацию.

Фаза дозарядки. В этой фазе ток зарядки должен быть 0.1-0.3 С. Длительность дозарядки – 30 минут, далее уже будет перезарядка. После быстрого заряда лучше остудить аккумулятор и после начать процесс дозарядки.

Фаза поддерживающей зарядки. Постоянный ток для аккумулятора вреден, так как аккумулятор постоянно будет иметь высокую температуру. После окончания зарядки, аккумуляторы NiCd переходят в капельный режим, для поддержания заряда. А аккумуляторы NiMH не переносят перезаряд и поэтому поддержание заряда им пользу мало принесет. В принципе, можно обойтись и без этой фазы.

Сверхбыстрый заряд

Можно использовать ток до 3С. Когда аккумулятор заряжен на 70%, заряд нужно уменьшить и продолжать в обычном режиме. Если этого не сделать сверхвысокий нагрев аккумулятора разрушит его или даже взрыв.

«Умное» зарядное устройство

Аккумуляторы одного форм-фактора. К примеру, NiMH аккумуляторы размера АА имеют емкость 1900-2850 мА/ч, а аккумуляторы размера ААА – 750-1100 мА/ч. Ток зарядки должен быть пропорционален емкости аккумулятора. При зарядке большим током аккумулятора с маленькой емкостью, будет нагрев. При зарядке маленьким током, время зарядки будет длительным. В общем, зарядное устройство должно контролировать ток, то есть, использовать большой ток для аккумуляторов с большой емкостью и маленький ток для меньшей емкости. В этом заключается смысл «умного» зарядного устройства.

Проблема выключения питания зарядного устройства

Если при процессе зарядки питание зарядного устройства выключено, то при включении питания должен произойти переход на фазу определения наличия аккумулятора. При этом зарядка начинается сначала и дозарядка будет произведена полностью. Минус частой дозарядки в том, что оно может перерасти в перезарядку. «Умный» аккумулятор Li+ содержит контролер, измеряющий величину заряда.

Первичные источники тока

Первичные источники тока – это батарейки (щелочные и марганцево-цинковые). Отличие между первичными источниками и аккумуляторами является внутреннее сопротивление, которое у первичных источников выше. Если внутреннее сопротивление будет больше нормы, процесс зарядки прервется.

Эффект памяти и восстановления аккумуляторов

Проявляется эффект памяти в NiCd аккумуляторах. Смысл эффекта заключается в том, что на электродах образуются крупные кристаллические образования, в результате часть объема активного вещества аккумулятора перестает использоваться. Для устранения эффекта памяти рекомендуется полная разрядка. Такая полная разрядка рекомендуется проводить в аккумуляторах NiMH перед их зарядкой. Будет лучше, если иметь зарядное устройство с функцией разряда.

Взаимодействие аккумуляторов в сборке

Отдельные аккумуляторы в батареи могут иметь разные характеристики. Аккумуляторы, которые имеют меньшую емкость, будут разрушаться в процессе разрядки сборки. И каждый аккумулятор в батареи должен заряжаться отдельно, но в готовых сборках есть только два вывода и возможен только совместный заряд. В этом случае нужно выравнивание.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Схема зарядного устройства

Принцип работы зарядного устройства.. Классическое зарядное устройство состоит из трансформатора и выпрямителя.

Принцип работы зарядных устройств

В данной статье представлена схема зарядного устройства предназначеного для заряда любых типов аккумуляторов — кислотных и щелочных аккумуляторных батарей напряжением от 1,5 до 15 вольт, током заряда от 50 миллиампер до 10 ампер. Возможен заряд как маленьких пальчиковых, так и больших свинцовых автомобильных и других стартерных аккумуляторных батарей.

Устройство имеет схему стабилизации зарядного тока. По мере заряда аккумуляторной батареи, ток заряда не падает как у обычных зарядных устройств, а поддерживается на установленном уровне, что позволяет качественно заряжать аккумуляторную батарею.

Кроме того, устройство имеет схему разряда — «тренажа» аккумуляторной батареи, предназначенную для предотвращения процесса сульфатации (химического разложения) пластин аккумуляторной батареи. В отдельных случаях, возможно восстановление аккумуляторных батарей, которые уже подвержены сульфатации.

>Посмотреть в полный размер

Заряд аккумуляторной батареи производится прямоугольными импульсами частотой 50 Герц (положительной полуволной сетевого напряжения). В случае необходимости тренировки АКБ от сульфатации, включается схема «тренажа», которая используется во время действия отрицательной полуволны сетевого напряжения. Для кислотных аккумуляторных батарей ток разряда выбирается приблизительно в десять раз меньше тока заряда, ступенчато, с помощью тумблеров S2 (0,1А) и S3 (0,25А). При включении обоих тумблеров, ток разряда соответственно будет равен 0,35А. Таким образом, заряд кислотной аккумуляторной батареи с одновременным использованием схемы разряда должен производиться токами 1А, 2,5А и 3,5А соответственно. При выключенных переключателях схема разряда не действует.

Схема стабилизации тока заряда работает следующим образом: На резисторе R6, с помощью транзистора VT3 через делитель напряжения R3, R4 измеряется падение напряжения, которое прямо пропорционально протекающему через резистор току. Транзистор VT3 в свою очередь управляет силовыми транзисторами VT1 и VT2. При увеличении тока, протекающего через резистор R6, ток, протекающий по пути коллектор – эмиттер транзистора VT3 увеличивается, что приводит к уменьшению тока, протекающего по пути база VT2 – эмиттер VT1 и как следствие – к уменьшению тока коллектор – эмиттер транзисторов VT1 и VT2 – тока заряда АКБ. При уменьшении тока происходит противоположный процесс. Фактически схема, в любой момент времени стремится поддерживать на каждом из p-n переходов база — эмиттер транзисторов VT1 и VT2 разность потенциалов приблизительно равную 0,6 вольта. Это позволяет заряжать аккумуляторы не синусоидальным током, а импульсами прямоугольной формы.

Схема разряда — «тренажа» аккумуляторной батареи, предназначенная для предотвращения процесса сульфатации пластин аккумуляторной батареи собрана на транзисторе VT4. Принцип её работы следующий: Во время действия отрицательной полуволны сетевого напряжения, что соответствует отсутствию тока заряда, ток, протекающий по пути — верхний вывод вторичной обмотки трансформатора (11), стабилитроны VD2 и VD3, резистор R2, база-эмиттер транзистора VT4, открывает этот транзистор. Происходит разряд аккумуляторной батареи по пути: +АКБ, коллектор-эмиттер VT4, резисторы R10 и R11, -АКБ. Ток разряда, как было написано ранее определяется значением сопротивления резисторов R10 и R11. При изменении полуволны питающего напряжения, транзистор закрывается и происходит заряд аккумуляторной батареи от схемы заряда.
Стабилитроны VD2 и VD3 предназначены для предотвращения разряда АКБ по вышеописанной цепи в случае пропадания напряжения сети. Это связано с тем, что в таком случае транзистор может оказаться открытым током, проходящим от +АКБ, через вторичную обмотку трансформатора.

Следует учесть, что значения тока разряда через резисторы R10 и R11, соответствуют аккумуляторной батареи с напряжением 12 вольт (по закону Ома).

В качестве амперметра возможно применение любого микро-миллиамперметра со шкалой кратной десяти (максимальное показание будет равно – 10 ампер). На приведённой схеме используется прибор на 1 миллиампер. В связи с тем, что ток заряда импульсный, резистор R13 подбирается экспериментальным путём при помощи поверенного и откалиброванного осциллографа. Осциллографом измеряется амплитуда зарядных импульсов на резисторе R6. При амплитуде 0,5 вольт, прибор должен показывать зарядный ток в 5 ампер. Резистор R12 должен быть в 10 раз меньше резистора R13, и предназначен для увеличения чувствительности амперметра в 10 раз (при измерении малых токов заряда – до 1 ампер). Переключение на большую чувствительность производится с помощью кнопки Кн1.

В качестве вольтметра может использоваться любой вольтметр или микро-миллиамперметр со шкалой до 15 – 20 единиц. На приведённой схеме используется прибор на 200 микроампер. Резистор R14 подбирается в соответствии с выбранным прибором по принципу делителя напряжения (как расчитать делитель в статье — Делитель напряжения). В случае использования стандартного вольтметра на 15 – 20 вольт, резистор из схемы исключается.

В качестве трансформатора возможно применение любого силового трансформатора обеспечивающего ток нагрузки до 12 ампер, с выходным напряжением 20 – 25 вольт. Это может быть двухкатушечный силовой трансформатор мощностью не менее 180 ватт от старого черно-белого телевизора с перемотанной вторичной обмоткой (Как расчитать и перемотать трансформатор в статье — Силовой трансформатор, расчёт трансформатора). Диоды VD4 и VD5 – силовые, рассчитанные на прямой ток до 15 ампер, устанавливаются на радиатор (корпус устройства) с изоляцией от корпуса устройства. Лучший вариант – использовать силовой выпрямительный мост типа КЦ419 (импортный аналог – МВ5010) с соединёнными вместе нейтральными выводами, как результат – не нужна изоляция, компактность и запас по току до 25 ампер.

Схема разработана так, что силовые транзисторы VT1 и VT2 можно крепить непосредственно на металлический корпус зарядного устройства без использования радиаторов охлаждения и дополнительной изоляции коллекторов. В ходе эксплуатации выяснилось, что при токах более 5 Ампер, силовые транзисторы без радиаторов значительно греются. Для того, чтобы не нагромождать конструкцию радиаторами и повысить надёжность, вместо двух силовых транзисторов 2Т908А я использовал два составных транзистора КТ827А. Транзисторы VT3 и VT4 – типа КТ815 с любым буквенным индексом, крепятся на корпус устройства через слюдяную прокладку. Не плохо было бы для лучшего охлаждения силовых транзисторов использовать теплопроводную пасту (Что такое «Теплопроводная паста» в статье «Инструменты радиолюбителя»).

В качестве резистора R6 применяются десять параллельно соединённых резисторов типа ПЭВ-10 на 10 Ом. Возможны и другие варианты, например нихромовый провод, но этот вариант достаточно неудобный — необходима тепло и электроизоляция, подбор длины и диаметра таким, чтобы не было излишнего нагрева.

На зарядное устройство печатная плата не проектировалась потому, что основная часть элементов прикручивается к корпусу. Делать для него плату — бессмысленное занятие. Для нескольких резисторов типа МЛТ и стабилитронов я использовал две монтажные панельки. Все соединения выполняются многожильным монтажным проводом.

Устройство компактно монтируется в металлическом корпусе размером 130х150х210 мм от маломощного блока питания,можно и больших размеров,корпус может быть любой.

В случае отключения питания, или пропадания сети, заряжаемая аккумуляторная батарея напряжением 12 вольт разряжается через резистор R8 током 6 миллиампер, а батарея напряжением 1,5 вольта – током 500 микроампер. Это очень слабый ток для стартерных аккумуляторов, но для исключения нежелательного разряда, особенно для таких батарей, как батареи «пальчиковых» аккумуляторов, после зарядки необходимо отсоединить клеммы от аккумуляторов.

Многие «глупые» автолюбители проверяют зарядные устройства путем «добывания искры» замыкая между собой выходные клеммы, а это часто приводит к выходу зарядных устройств из строя. Данное зарядное устройство защищено от подобной глупости за счет схемы стабилизации зарядного тока. При замыкании клемм, искра появляется, но в доли микросекунд (определяется быстродействием P-N перехода транзисторов) схема ограничивает ток, протекающий через элементы схемы до значения, установленного регулятором. Фактически устройству без разницы, ток течёт через аккумулятор или через замкнутые клеммы, его значение будет одинаковым в обоих случаях. Но долго держать замкнутые клеммы не надо, силовые транзисторы будут сильно греться от падения почти всего отдаваемого трансформатором напряжения на их переходах.

И не забывайте правило опытных автолюбителей: «Чем меньше ток заряда, тем дольше, но главное — качественнее зарядится аккумулятор!».

Поделитесь статьей:

comments powered by HyperComments

Читайте также. Похожие записи.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Самое простое зарядное устройство для АКБ

Порядок работы автоматического зарядного устройства. Подсоедините к зарядному устройству блок питания для заряда от сети либо от.

Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Устройство в условиях хранения аккумулятора в зимнее время позволяет автоматически включать его на зарядку при снижении напряжения и также автоматически выключать зарядку при достижении напряжения, соответствующего полностью заряженному аккумулятору. Зарядное устройство обеспечивает два режима работы — ручной и автоматический.

В ручном режиме работы тумблер SA1 находится во включенном состоянии. После включения тумблера Q1 напряжение сети поступает на первичную обмотку трансформатора Т1 и загорается индикаторная лампочка HL1. Переключателем SA2 устанавливается необходимый ток зарядки, который контролируется амперметром РА1. Напряжение контролируется вольтметром PU1. Работа схемы автоматики на процесс зарядки в ручном режиме не влияет.

В автоматическом режиме тумблер SA1 разомкнут. Если напряжение аккумуляторной батареи меньше 14,5 В, напряжение на выводах стабилитрона VD5 получается меньше, чем необходимо для его отпирания, и транзисторы VT1, VT2 заперты. Реле К1 обесточено и его контакты К1.1 и К1.2 замкнуты. Первичная обмотка трансформатора Т1 подключена к сети через контакты реле К1.1. Контакты реле К1.2 замыкают переменный резистор R3. Происходит зарядка аккумуляторной батареи. При достижении напряжения на аккумуляторе 14,5 В стабилитрон VD5 начинает проводить ток, что приводит к отпиранию транзистора VT1, а следовательно, и транзистора VT2. Срабатывает реле и контактами К1.1 выключает питание выпрямителя. Благодаря размыканию контактов К1.2 в цепь делителя напряжения включается дополнительный резистор R3. Это приводит к увеличению напряжения на стабилитроне, который теперь остается в проводящем состоянии даже после того, как напряжение на аккумуляторной батарее окажется меньше 14,5 В. Зарядка аккумулятора прекращается и наступает режим хранения, в процессе которого происходит медленный саморазряд. В этом режиме схема автоматики получает питание от аккумуляторной батареи. Стабилитрон VD5 перестанет пропускать ток только после того, как напряжение аккумуляторной батареи понизится до 12,9 В. Тогда вновь запрутся транзисторы VT1 и VT2, реле обесточится и контактами К1.1 включит питание выпрямителя. Вновь начнется зарядка аккумулятора. Контакты К1.2 также замкнутся, напряжение на стабилитроне дополнительно понизится, и он начнет пропускать ток только после того, как напряжение на аккумуляторе увеличится до 14,5 В, то есть когда аккумулятор будет полностью заряжен.

Настройка узла автоматики зарядного устройства производится следующим образом. Соединитель ХР1 к сети не подключается. К соединителю ХР2 вместо аккумуляторной батареи присоединяется стабилизированный источник постоянного тока с регулируемым выходным напряжением, которое устанавливается по вольтметру, равным 14,5 В. Движок переменного резистора R3 устанавливается в нижнее по схеме положение, а движок переменного резистора R4 — верхнее по схеме положение. При этом транзисторы должны быть заперты, а реле обесточено. Медленно вращая ось переменного резистора R4, нужно добиться срабатывания реле. Затем на клеммах соединителя Х2 устанавливается напряжение 12,9 В и медленным вращением оси переменного резистора R3 нужно добиться отпускания реле. В связи с тем что при отпускании реле резистор R3 замыкается контактами К1.2, эти регулировки оказываются независимыми одна от другой. Сопротивления резисторов делителя напряжения R2—R5 рассчитаны таким образом, что срабатывание и отпускание реле должны происходить соответственно при напряжениях 14,5 и 12,9 В в средних положениях переменных резисторов R3 и R4. Если необходимы другие значения напряжений срабатывания и отпускания .реле, а пределов регулировки переменными резисторами окажется недостаточно, придется подобрать сопротивления постоянных резисторов R2 и R5.

Реле — любого типа с двумя группами размыкающих или переключающих контактов, надежно работающее при напряжении 12 В. Можно, например, использовать реле РСМ-3 паспорт РФ4.500.035П1 или РЭС6 паспорт РФО.452.125Д.

ВРЛ 108.

Список радиоэлементов

Скачать список элементов (PDF)

Теги:

ВознаградитьЯ собрал00

x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография

0

Средний балл статьи: 0Проголосовало: 0 чел.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Ремонт зарядного устройства Орион pw 325. Бредни электронщика.

Аккумуляторными – работа ведется по схеме накопления заряда и дальнейшей ее отдачи аккумуляторному устройству. Zariadnoe ustroistvo.