Тиристорный регулятор зарядного тока. Простое тиристорное зарядное устройство

Известно, что в процессе эксплуатации аккумуляторов их пластины могут сульфатироваться, что приводит к выходу аккумулятора из строя. Если производить заряд импульсным ассиметричным током, то возможно восстановление таких батарей и продление срока их службы, при этом токи заряда и разряда должны быть установлены 10: 1. Мной изготовлено зарядное устройство, которое может работать в 2х режимах. Первый режим обеспечивает обычный заряд аккумуляторов постоянным током до 10 А. Величина зарядного тока устанавливается тиристорными регуляторами. Второй режим (Вк 1 выключен, Вк 2 включён) обеспечивает импульсный ток заряда 5А и ток разряда 0,5А.

Рассмотрим работу схемы (рис. 1) в первом режиме. Переменное напряжение 220 В поступает на понижающий трансформатор Тр1. Во вторичной обмотке образуются два напряжения по 24В относительно средней точки. Удалось найти трансформатор со средней точкой во вторичной обмотке, что даёт возможность сократить количество диодов в выпрямителях, создать запас по мощности и облегчить тепловой режим.

Переменное напряжение со вторичной обмотки трансформатора поступает на выпрямитель на диодах D6, D7. Плюс со средней точки трансформатора поступает на резистор R8, который ограничивает ток стабилитрона Д1. Стабилитрон Д1 определяет рабочее напряжение схемы. На транзисторах Т1 и Т2 собран генератор управления тиристорами. Конденсатор С1 заражается по цепи: плюс питания, переменный резистор R3, R1, С1, минус. Скорость заряда конденсатора С1 регулируется переменным резистором R3. Конденсатор С1 разряжается по цепи: эмиттер – коллектор Т1, база — эмиттер Т2, R4 мину конденсатора. Транзисторы Т1 и Т2 открываются и положительный импульс с эмиттера Т2 через ограничительный резистор R7 и диоды развязки D4 — D5 поступает на управляющие электроды тиристоров. При этом выключатель Вк 1 включён, Вк 2 выключен. Тиристоры в зависимости минусовой фазы переменного напряжения поочерёдно открываются, и минус каждого полупериода поступает на минус аккумулятора. Плюс со средней точки трансформатора через амперметра на плюс аккумулятора.

Резисторы R5 и R6 определяют режим работы транзисторов Т1-2. R4 является нагрузкой эмиттера Т2 на котором выделяется положительный импульс управления. R2 — для более стабильной работы схемы (в некоторых случаях можно пренебречь).

Работа схемы ЗУ во втором режиме (Вк1 – выключен; Вк2 – включен). Выключенный Вк1 обрывает цепь управления тиристора D3, при этом он остается постоянно закрыт. В работе остаётся один тиристор D2, который выпрямляет только один полупериод и выдает импульс заряда во время одного полупериода. Во время холостого второго полупериода происходит разряд аккумулятора через включённый Вк2. Нагрузкой служит лампочка накаливания 24В х 24 Вт или 26В х 24Вт (при напряжение на ней 12В она потребляет ток 0.5 А). Лампочка выведена наружу за корпус, чтобы не нагревать конструкцию. Значение зарядного тока устанавливается регулятором R3 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает через нагрузку Л1(10%). То показания амперметра должны соответствовать 1,8А (для импульсного зарядного тока 5А).

так как амперметр имеет инертность и показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.

Детали и конструкция ЗУ. Трансформатор подойдёт любой с мощностью не менее 150 Вт и напряжением во вторичной обмотке 22 – 25 В. Если использовать трансформатор без средней точки во вторичной обмотке, то тогда надо из схемы исключить все элементы второго полупериода. (Вк1, D5,D3). Схема будет полностью работоспособна в обоих режимах, только в первом будет работать на одном полупериоде. Тиристоры можно использовать КУ202 на напряжение не ниже 60В. Их можно установить на радиатор без изоляции друг от друга. Диоды Д4-7 любые на рабочее напряжение не менее 60В. Транзисторы можно заменить на германиевые низкочастотные с соответствующей проводимостью. работает на любых парах транзисторов: П40 – П9; МП39 – МП38; КТ814 – КТ815 и т.д. Стабилитрон Д1 любой на 12–14В. Можно соединить два последовательно для набора нужного напряжения.

В качестве амперметра мной использована головка милиамперметра на 10мА, 10 делений. Шунт подобран экспериментально, намотан проводом 1.2мм без каркаса на диаметр 8мм 36 витков.

Наладка зарядного устройства. Если собрано правильно, работает сразу. Иногда надо установить границы регулирования Мин – Макс. подбором С1, обычно в сторону увеличения. Если есть провалы регулирования подобрать R3. Обычно подключал в качестве нагрузки для регулировки мощную лампочку от диапроектора 24В х 300Вт. В разрыв цепи заряда аккумулятора желательно поставить предохранитель на 10А.

Обсудить статью ЗАРЯДНОЕ ДЛЯ АККУМУЛЯТОРА

Необходимость заряда машинного аккумулятора появляется у наших соотечественников регулярно. Кто-то делает это по причине разряда батареи, кто-то — в рамках технического обслуживания. В любом случае, наличие зарядного устройства (ЗУ) во многом облегчает эту задачу. Подробнее о том, что представляет собой тиристорное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора и как изготовить такой девайс по схеме — читайте ниже.

Описание тиристорного ЗУ

Тиристорное зарядное устройство являет собой девайс с электронным управлением зарядным током. Такие девайсы производятся на основе тиристорного регулятора мощности, который является фазоимпульсным. В устройстве ЗУ такого типа нет дефицитных компонентов, а если все его детали будут целыми, то его даже не придется настраивать после изготовления.

С помощью такого ЗУ можно заряжать аккумулятор транспортного средства током от нуля до десяти ампер. Помимо этого, оно может применяться в качестве регулируемого источника питания для тех или иных приборов, к примеру, паяльника, переносной лампы и т.д. По своей форме зарядный ток очень похож на импульсный, а последний, в свою очередь, позволяет продлить ресурс эксплуатации аккумулятора. Использование тиристорного ЗУ допускается в температурном диапазоне от -35 до +35 градусов.

Схема

Если вы решите соорудить тиристорное ЗУ своими руками, то можно применять множество различных схем. Рассмотрим описание на примере схемы 1. Тиристорное ЗУ в данном случае питается от обмотки 2 трансформаторного узла через диодный мост VDI+VD4. Элемент управления выполнен в виде аналога однопереходного транзистора. В данном случае, при помощи переменного резисторного элемента можно регулировать время, на протяжении которого будет осуществляться заряд конденсаторного компонента С2. Если положение этой детали будет крайним правым, то показатель зарядного тока будет наибольшим, и наоборот. Благодаря диоду VD5 осуществляется защита управляющей цепи тиристора VS1.

Плюсы и минусы

Основное преимущество такого прибора — это качественная зарядка током, которая позволит не разрушить, а увеличить ресурс эксплуатации аккумулятора в целом.

Если нужно, ЗУ может быть дополнено всевозможными автоматическими компонентами, предназначенными для таких опций:

• прибор сможет отключиться в автоматическом режиме, когда зарядка будет завершена;
• поддержание оптимального напряжения аккумулятора в случае его длительного хранения без эксплуатации;
• еще одна функция, которую можно расценивать как преимущество — тиристорное ЗУ может сообщать автовладельцу о том, правильно ли он подключил полярность АКБ, а это очень важно при зарядке;
• также в случае добавления дополнительных компонентов может быть реализовано еще одно преимущество — защита узла от замыканий выхода (автор видео — канал Blaze Electronics).

Что касается непосредственно недостатков, то к ним можно отнести колебания зарядного тока, если напряжение в бытовой сети будет нестабильно. Кроме того, как и другие тиристорные регуляторы, такое ЗУ может создавать определенные помехи для передачи сигнала. Чтобы не допустить этого, при изготовлении ЗУ необходимо дополнительно установить LC-фильтр. Такие фильтрующие элементы, например, используются в сетевых блоках питания.

Как сделать ЗУ самостоятельно?

Если говорить о производстве ЗУ своими руками, то этот процесс рассмотрим на примере схемы 2. В данном случае тиристорное управления осуществляется посредством сдвига фаз. Весь процесс мы описывать не будем, поскольку он индивидуален в каждом случае, в зависимости от добавления дополнительных компонентов в конструкцию. Ниже рассмотрим основные нюансы, которые следует учесть.

В нашем случае устройство собирается на обычном оргалите, в том числе и конденсатор:

1. Диодные элементы, отмеченные на схеме как VD1 и VD 2, а также тиристоры VS1 и VS2, следует установить на теплоотводе, монтаж последних допускается на общем теплоотводе.
2. Элементы сопротивления R2, а также R5, следует использовать не менее, чем по 2 ватта.
3. Что касается трансформатора, то его можно приобрести в магазине либо взять из паяльной станции (качественные трансформаторы можно найти в старых советских паяльниках). Можно перемотать вторичный провод на новый сечением около 1.8 мм на 14 вольт. В принципе, можно использовать и более тонкие провода, поскольку этой мощности будет достаточно.
4. Когда все элементы будут у вас на руках, всю конструкцию можно установить в один корпус. Например, для этого можно взять старый осциллограф. В этом случае мы не будем давать какие-либо рекомендации, поскольку корпус — это личное дело каждого.
5. После того, как зарядный прибор будет готов, необходимо проверить его работоспособность. Если у вас есть сомнения касательно качества сборки, то мы бы порекомендовали произвести диагностику прибора на более старой АКБ, которую в случае чего не жалко будет выбросить. Но если вы все сделали правильно, в соответствии со схемой, то проблем в плане эксплуатации возникнуть не должно. Учтите и то, что изготовленное ЗУ не нуждается в настройке, оно изначально должно работать правильно.

Видео «Простое тиристорное ЗУ своими руками»

Как сделать простое тиристорное ЗУ своими руками — смотрите на видео ниже (автор ролика — канал Blaze Electronics).

Устройство с электронным управлением зарядным током, выполненно на базе тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности.
Оно не содержит дефицитных деталей, при заведомо рабочих деталях не требует налаживания.
Зарядное устройство позволяет заряжать авто аккумуляторные батареи током от 0 до 10 А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы.
Зарядный ток по форме близок к импульсному, кой, как считается, содействует продлению срока службы батареи.
Устройство работоспособно при температуре окружающей среды от — 35 °С до + 35°С.
Схема прибора показана на рис. 2.60.
Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диодный moctVDI + VD4.
Узел управления тиристором исполнен на аналоге однопереходного транзистора VTI, VT2. Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать переменным резистором R1.При крайнем правом по схеме положении его движка зарядный ток станет максимальным, и наоборот.
Диод VD5 оберегает управляющую цепь тиристора VS1 от обратного напряжения, появляющегося при включении тиристора.

Зарядное приспособление в дальнейшем можно дополнить разными автоматическими узлами (отключение по завершении зарядки, поддержание нормального напряжения батареи при продолжительном ее хранении, сигнализации о верной полярности подключения батареи, защита от замыканий выхода и т. д.).
К недочетам прибора можно отнести — колебания зарядного тока при нестабильном напряжении электроосветительной сети.
Как и все подобные тиристорные фазоимпульсные регуляторы, устройство создает помехи радиоприему. Для борьбы с ними надлежит предусмотреть сетевой LC- фильтр, подобный использующемуся в импульсных сетевых блоках питания.

Конденсатор С2 — К73-11, емкостью от 0,47 до 1 мкФ, или К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП.
Транзистор КТ361А заменим на КТ361Б — КТ361Ё, КТ3107Л, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж — KT50IK, а КТ315Л — на КТ315Б + КТ315Д КТ312Б, КТ3102Л, КТ503В + КТ503Г, П307. Вместо КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105Г или Д226 с любым буквенным индексом.
Переменный резистор R1 — СП-1, СПЗ-30а или СПО-1.
Амперметр РА1 — любой постоянного тока со шкалой на 10 А. Его можно сделать самостоятельно из любого миллиамперметра, подобрав шунт по образцовому амперметру.
Предохраннтель F1 — плавкий, но удобно применять и сетевой автомат на 10 А либо автомобильный биметаллический на такой же ток.
Диоды VD1 + VP4 могут быть любыми на прямой ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии Д242, Д243, Д245, КД203, КД210, КД213).
Диоды выпрямителя и тиристор ставят на теплоотводы, каждый полезной площадью возле 100 см*. Для улучшения теплового контакта устройств с теплоотводами лучше применять теплопроводные пасты.
Заместо тиристора КУ202В подходят КУ202Г — КУ202Е; проверено на практике, что устройство нормально действует и с более мощными тиристорами Т-160, Т-250.
Надлежит заметить, что в качестве теплоотвода тиристора возможно применять непосредственно железную стенку кожуха. Тогда, правда, на корпусе будет минусовой вывод устройства, что в общем-то нежелательно из-за угрозы нечаянных замыканий выходного плюсового провода на корпус. Если укреплять тиристор через слюдяную прокладку, угрозы замыкания не будет, но ухудшится отдача тепла от него.
В приборе может быть применен готовый сетевой понижающий трансформатор нужной мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22 В.
Ежели у трансформатора напряжение на вторичной обмотке более 18 В, резистор R5 надлежит сменить другим, наибольшего сопротивления (к примеру, при 24 * 26 В сопротивление резистора надлежит увеличить до 200 Ом).
В случае, когда вторичная обмотка трансформатора имеет отвод от середины, или есть две однообразные обмотки и напряжение каждой находится в указанных пределах, то выпрямитель лучше исполнить по обычной двуполупериодной схеме на 2-ух диодах.
При напряжении вторичной обмотки 28 * 36 В можно вообще отказаться от выпрямителя — его роль станет одновременно играть тиристор VS1 (выпрямление -однополупериодное). Для такового варианта блока питания нужно между резистором R5 и плюсовым проводом подключить разделительный диод КД105Б либо Д226 с любым буквенным индексом (катодом к резистору R5). Выбор тиристора в таковой схеме станет ограничен — подходят только те, которые дозволяют работу под обратным напряжением (к примеру, КУ202Е).
Для описанного устройства подойдет унифицированный трансформатор ТН-61. 3 его вторичных обмотки необходимо соединить согласно последовательно, при этом они способны отдать ток до 8 А.
Все детали прибора, кроме трансформатора Т1, диодов VD1 + VD4 выпрямителя, переменного резистора R1, предохранителя FU1 и тиристора VS1, смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.
Чертеж платы представлен в журнале радио № 11 за 2001 год.

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов.

Ни для кого не ново, если скажу, что у любого автомобилиста в гараже должно быть зарядное устройство для аккумуляторной батареи. Конечно, его можно купить в магазине, но, столкнувшись с этим вопросом, пришел к выводу, заведомо не очень хорошее устройство по приемлемой цене брать не хочется. Встречаются такие, у которых ток заряда регулируется мощным переключателем, который добавляет или уменьшает количество витков во вторичной обмотке трансформатора, тем самым увеличивая или уменьшая зарядный ток, при этом прибор контроля тока в принципе отсутствует. Это наверно самый дешевый вариант зарядника заводского исполнения, ну а толковый девайс стоит не так уж и дешево, цена прямо-таки кусается, поэтому решил найти схему в интернете, и собрать ее самому. Критерии выбора были такие:

Простая схема, без лишних наворотов;
— доступность радиодеталей;
— плавная регулировка зарядного тока от 1 до 10 ампер;
— желательно чтобы это была схема зарядно-тренировочного устройства;
— не сложная наладка;
— стабильность работы (по отзывам тех, кто уже делал данную схему).

Поискав в интернете, наткнулся на промышленную схему зарядного устройства с регулирующими тиристорами.

Все типично: трансформатор, мост (VD8, VD9, VD13, VD14), генератор импульсов с регулируемой скважностью (VT1, VT2), тиристоры в качестве ключей (VD11, VD12), узел контроля заряда. Несколько упростив эту конструкцию, получим более простую схему:

На этой схеме нет узла контроля заряда, а остальное – почти то же самое: транс, мост, генератор, один тиристор, измерительные головки и предохранитель. Обратите внимание, что в схеме стоит тиристор КУ202, он немного слабоват, поэтому чтобы не допустить пробоя импульсами большого тока его необходимо установить на радиатор. Трансформатор — ватт на 150, а можно использовать ТС-180 от старого лампового телевизора.

Регулируемое зарядное устройство с током заряда 10А на тиристоре КУ202.

И еще одно устройство, не содержащее дефицитных деталей, с током заряда до 10 ампер. Оно представляет собой простой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением.

Узел управления тиристором собран на двух транзисторах. Время, за которое конденсатор С1 будет заряжаться до переключения транзистора, выставляется переменным резистором R7, которым, собственно, и выставляется величина зарядного тока аккумулятора. Диод VD1 служит для защиты управляющей цепи тиристора от обратного напряжения. Тиристор, также как и в предыдущих схемах, ставится на хороший радиатор, или на небольшой с охлаждающим вентилятором. Печатная плата узла управления выглядит следующим образом:

Схема не плохая, но в ней есть некоторые недостатки:
— колебания напряжения питания приводят к колебанию зарядного тока;
— нет защиты от короткого замыкания кроме предохранителя;
— устройство дает помехи в сеть (лечится с помощью LC-фильтра).

Зарядно-восстанавливающее устройство для аккумуляторных батарей.

Это импульсное устройство может заряжать и восстанавливать практически любые типы аккумуляторов. Время заряда зависит от состояния батареи и колеблется в пределах 4 — 6 часов. За счет импульсного зарядного тока происходит десульфатация пластин аккумулятора. Смотрим схему ниже.

В этой схеме генератор собран на микросхеме, что обеспечивает более стабильную его работу. Вместо NE555 можно использовать российский аналог — таймер 1006ВИ1 . Если кому не нравится КРЕН142 по питанию таймера, так ее можно заменить обычным параметрическим стабилизатором, т.е. резистором и стабилитроном с нужным напряжением стабилизации, а резистор R5 уменьшить до 200 Ом . Транзистор VT1 — на радиатор в обязательном порядке, греется сильно. В схеме применен трансформатор со вторичной обмоткой на 24 вольта. Диодный мост можно собрать из диодов типа Д242 . Для лучшего охлаждения радиатора транзистора VT1 можно применить вентилятор от компьютерного блока питания или охлаждения системного блока.

Восстановление и зарядка аккумулятора.

В результате неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, и он выходит из строя.
Известен способ восстановления таких батарей при заряде их «ассимметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбрано 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

Рис. 1. Электрическая схема зарядного устройства

На рис. 1 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.
Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.

Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.

В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22…25 В.
Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0…5 А (0…3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления (1000…18000), который можно заменить на КТ825 при изменении полярности включения диодов и стабилитрона, так как он другой проводимости (см. рис. 2). Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.

Рис. 2. Электрическая схема зарядного устройства

Для защиты схемы от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.
Резисторы применены такие R1 типа С2-23, R2 — ППБЕ-15, R3 — С5-16MB, R4 — ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В.
обратного напряжения.

Какой провод лучше использовать от зарядного устройства до аккумулятора.

Конечно, лучше брать гибкий медный многожильный, ну а сечение нужно выбрать из расчета какой максимальный ток будет проходить по этим проводам, для этого смотрим табличку:

Если вас интересует схемотехника импульсных зарядно-восстановительных устройств с применением таймера 1006ВИ1 в задающем генераторе — прочтите эту статью:

Обычно подзарядка аккумулятора в транспортном средстве происходит во время работы генератора. Однако, при длительном простое автомобиля, на морозе или при наличии неисправностей батарея может разрядиться до такой степени, что становится не способной обеспечить ток, необходимый для запуска двигателя. И здесь на помощь приходит зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Однако стоимость зарядного устройства сильно «бьёт» по карману, и поэтому я решил сам собрать зарядное устройство. Оно позволяет заряжать автомобильные аккумуляторные батареи током от 0 до 10А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы, устройства для резки пенопласта, автомобильного насоса-компрессора для подкачки колёс. Устройство не содержит дефицитных деталей и при исправных элементах не требует налаживания. Для данной схемы использован сетевой понижающий трансформатор ТС270-1(выдран из старого лампового телевизора) с напряжением вторичной обмотки 17В. Без внесения изменений подойдет любой с напряжением на вторичной обмотке от 17 до 22В. Корпус использован от блока управления станции катодной защиты газопровода КСС-600(охлаждение в корпусе естественное). В данном зарядном устройстве есть возможность, при возникшей необходимости, установить схему для зарядки малогабаритных аккумуляторов (типа Д-0.55С и др). При этом контроль зарядного тока осуществляется установленным миллиамперметром.
Принципиальная схема устройства показана на фото ниже.

Принципиальная схема устройства

Она представляет собой традиционный тринисторный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диодный мост VD1-4. Узел управления тринистором выполнен на аналоге однопереходного транзистора VT1,VT2. Время, в течение которого конденсатор С1 заряжается до переключения можно регулировать переменным резистором R1. При крайнем правом по схеме положении его движка зарядный ток будет максимальным, и наоборот. Диод VD5 защищает управляющую цепь тринистора от обратного напряжения, возникающего при включении тринистора VS1. Печатная плата устройства и монтажная плата на фото ниже.

Печатная плата

Монтажная плата

Если у готового, используемого трансформатора на вторичной обмотке более 17В, резистор R5 следует заменить другим, большего сопротивления (например, при 24…26В до 200Ом). В случае, когда вторичная обмотка имеет отвод от середины, или есть две одинаковые обмотки и напряжение каждой находится в указанных пределах, то выпрямитель лучше выполнить по стандартной двухполупериодной схеме на двух диодах.
А при сборке выпрямителя точно по схеме подойдут следующие детали :
С1 — К73-11, емкостью от 0,47 до 1мкФ, а также К73-16, К42У-2, МБГП.
Диоды VD1 — VD4 могут быть любыми на прямой ток 10А и обратное напряжение не менее 50В (это серии Д242, КД203, КД210, КД213).
Вместо тринистора Т10-25 подойдут КУ202В — КУ202Е; проверено на практике, что устройство нормально работает и с более мощными тринисторами Т-160, Т-250 (В моём случае это Т10-25).
Транзистор КТ361А заменим на КТ361Б — КТ361Е, КТ3107, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж — КТ501К, а КТ315А — на КТ315Б — КТ315Д, КТ312Б, КТ3102А, КТ503В — КТ503Г, П307.
Вместо диода КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105 или Д226 с любым буквенным индексом.
Переменный резистор R1 — СП-1, СП3-30а или СПО-1.
Амперметр РА1 — любой постоянного тока со шкалой на 10А либо изготовить самому из любого миллиамперметра, подобрав к нему шунт.
Вольтметр РV1 — любой постоянного тока со шкалой на 16Вольт.
Предохранитель FU1 – плавкий на 3А, FU2 – плавкий на 10А.
Диоды и тринистор необходимо установить на теплоотводы, каждый полезной площадью около 100см². Для улучшения теплового контакта данных деталей с теплоотводами желательно использовать теплопроводные пасты.
Больше фото можно посмотреть в моём блоге

Похожие статьи

ШИМ регулятор для зарядного устройства » Автосхемы, схемы для авто, своими руками

Совсем недавно решил изготовить несколько зарядных устройств для автомобильного аккумуляторы, который собирался продавать на местном рынке. В наличии имелись довольно красивые промышленные корпуса, стоило лишь изготовить хорошую начинку и все дела.

Но тут столкнулся с рядами проблем, начиная от блока питания, заканчивая узлом управления выходного напряжения. Пошел и купил старый добрый электронный трансформатор типа ташибра (китайский бренд) на 105 ватт и начал переделку.

Ташибра — электронный (импульсный) сетевой блок питания реализованный на полумостовой основе, не имеет никаких защит, даже простой сетевой фильтр отсутствует. После переделки (об этом в следующих статьях) удалось получить на выходе трансформатора до 18 Вольт постоянного напряжения с током 8-10 Ампер, что более, чем достаточно для зарядки даже довольно емких автомобильных аккумуляторов.

Размеры платы не более пачки от сигарет, довольно компактный и мощный блок питания в итоге получился. Вторая проблема была связана с регулятором мощности, напрямую зарядить аккумулятор не получиться, поэтому было решено использовать схему простого ШИМ регулятора.

В нашей схеме силовым звеном является мощный N-канальный полевой транзистор, в моем случае IRFZ44, естественно он не критичен, можно задействовать почти любые аналогичные ключи с допустимым током 20Ампер и более.

Маломощные транзисторы тоже не критичны, можно использовать любые транзисторы обратной проводимости (малой мощности, такие как — кт3102, кт315, S9012/9014/9016/9018 и другие), на них собран мультивибратор с регулируемой скважностью импульсов, который управляет мощным полевым ключом.
Полевой транзистор в ходе работы будет перегреваться, но этот перегрев не будет слишком большим, но на всякий случай транзистор стоит установить на теплоотвод.

Данная схема ШИМ регулятора выходного напряжения отлично может работать с любыми зарядными устройствами/блоком питания, не зависимо от типа, номинал входных напряжений от 3,5 вплоть до максимального напряжения, допустимый через полевой транзистор (60-75 Вольт, в некоторых случаях 100 и выше, все зависит от конкретного транзистора).

Заряжаем автомобильный аккумулятор правильно

Проблема разрядившегося аккумулятора периодически возникает у каждого автовладельца. Если Вы купили автомобиль у официального дилера (к примеру, в ГК FAVORIT MOTORS), обращайтесь в дилерские центры: как правило, решение проблем с аккумулятором входит в перечень сервисного обслуживания. Но иногда возникают ситуации, когда необходимо срочно зарядить аккумулятор самостоятельно. При этом даже у опытного автолюбителя может возникнуть немало вопросов: обязательно ли снимать аккумулятор с машины, как это проще всего сделать, какими зарядными устройствами пользоваться, как правильно зарядить аккумулятор автомобиля с точки зрения безопасности? Рассмотрим данные моменты более подробно.

Зарядные устройства

Заряжают автомобильные аккумуляторы постоянным током. Зарядное устройство (выпрямитель) преобразует переменный ток в постоянный. Большинство устройств оснащено регулировочным переключателем для зарядки на 12 и 24 В, а также регулятором силы тока и напряжения.

При зарядке аккумулятора на 12 В устройство должно обеспечивать на выходе напряжение в пределах 16 В, иначе устройство будет работать неэффективно и не обеспечит зарядку на 100%. Независимо от конфигурации и мощности любое зарядное устройство включает в себя электрический провод с вилкой, преобразователь тока и два выходных провода с маркировками «–» и «+».

Зарядка аккумулятора на автомобиле

Если полная зарядка батареи занимает продолжительный период, а Вы ограничены во времени, можно обойтись подзарядкой аккумулятора на автомобиле. Достаточно, чтобы заряда хватило на один запуск двигателя, остальной заряд батарея доберет за счет использования генератора при движении.

Снимаем оба провода с клемм батареи и подсоединяем провода зарядного устройства в соответствии с маркировкой: «–» на массовую клемму и «+» на плюсовую. Установите регулятор напряжения на максимальное значение и включите примерно на 20 минут. Помните, что сначала необходимо присоединять провода, а лишь затем включать в сеть.

Через 20 минут отсоедините зарядное устройство и присоедините автомобильные провода к клеммам. После этого попытайтесь завести двигатель. Если реле подзарядки в автомобиле работает исправно, амперметр покажет величину зарядного тока, поступающего в аккумулятор на больших оборотах двигателя. Дальше заряжать аккумулятор будет генератор.

Автономная зарядка

Занесите аккумулятор в сухое помещение (желательно в гараж, но в самом крайнем случае — на балкон или в комнату с открытыми окнами). Присоедините плюс к плюсу и минус к минусу. Затем поставьте регулятор тока на минимальный показатель, включите устройство в сеть и оставьте заряжаться примерно на 8–10 часов (оптимальный вариант — на ночь). После проверьте положение стрелки зарядного устройства. Если она показывает «0», значит зарядка завершена. Не забудьте протереть аккумулятор сухой тряпкой, если на нем после зарядки выступили капли конденсата.

Требования безопасности

Все работы по обслуживанию аккумуляторных батарей требуют предельной осторожности, ведь в банках находится кислота. Обязательно используйте резиновые перчатки, особенно при замере плотности электролита.

В момент зарядки в банках аккумулятора происходят интенсивные химические реакции, сопровождающиеся выделением сернистого газа, арсина, хлороводорода и других токсичных веществ. Поэтому аккумулятор лучше не заряжать в гараже или на балконе, а если такой возможности нет, то открывать настежь окна и хорошо проветривать помещение после зарядки.

Прохождение электрического тока от зарядного устройства через электролит аккумулятора сопровождается обильным выделением водорода. Соединение его с кислородом в пропорции 2 к 1 образует гремучую смесь, которая может взорваться даже от незначительной искры. 

Каталог радиолюбительских схем. ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

Каталог радиолюбительских схем. ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

М. БОГДАНОВ, г. Серов, Нижегородской обл.

В журнале «Радио» и другой литературе опубликовано множество схем устройств для зарядки никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов. В одних упор делается на простоту, в других — на широкие эксплуатационные возможности и т. д. В предлагаемой конструкции акцент сделан на безопасность зарядки. Устройство проверяет правильность подключения аккумулятора, автоматически отключает его по окончании зарядки, прекращает зарядку при нагревании аккумулятора выше заданной температуры.

Известно, что даже алгоритм быстрой зарядки (током 1 …2С, где С — емкость аккумулятора) предполагает длительность процесса зарядки 1…5 ч [1]. Трудно представить, что все это время за процессом будет вестись наблюдение. И это притом, что именно быстрая зарядка является наиболее опасной. Даже при небольшом несоблюдении режима возможен разрыв корпуса аккумулятора со всеми вытекающими последствиями. Существенно более безопасна стандартная зарядка током 0,1С, но она длится чересчур долго (до 14…16ч).

Описываемое устройство обеспечивает ускоренную зарядку (4…7 ч) одного Ni-Cd или Ni-MH аккумулятора емкостью от 250 до 1000 мАч. Широкий интервал тока зарядки отнюдь не способствует безопасности работы устройства из-за возможных ошибок пользователя при установке тока зарядки, поэтому предусмотрены различные способы защиты аккумулятора и самого зарядного блока. В результате получилось устройство, которое может показаться излишне сложным. Однако эта сложность окупится продленным сроком службы аккумулятора и спокойствием за противопожарную обстановку в квартире.

Возможность зарядки лишь одного аккумулятора обусловлена желанием обеспечить полную и, опять же, безопасную зарядку. Из технических характеристик устройства следует отметить «мягкий» режим ускоренной зарядки, автоматическое отключение аккумулятора после окончания зарядки, защиту от неверной полярности его подключения и от перегрева, индикацию режимов, звуковое оповещение об аварийном режиме и, наконец, довольно низкое напряжение питания (от 3,5 В), что в некоторых случаях может оказаться весьма желательным.

Принципиальная схема устройства изображена на рис. 1. Его основная часть — стабилизатор тока — состоит из трех узлов: задающего стабилизатора напряжения и двух идентичных по схеме регуляторов тока. Основной регулятор (DA6.1, VT3) обеспечивает ток зарядки, равный 0,1С, и работает на протяжении всего цикла. Второй регулятор (DA6.2, VT4) — его можно назвать форсированным — выдает ток, равный 0,ЗС, и включается, когда напряжение на аккумуляторе больше 0,6 В, но не достигло 1,4 В. В это время работают оба регулятора и, будучи включенными параллельно, питают аккумулятор суммарным током 0,4С.

Это и есть «мягкий» режим ускоренной зарядки.

Ограничения на работу форсированного регулятора тока обусловлены следующим. Если аккумулятор сильно разряжен (напряжение на нем иакк < 0,6 В), заряжать его большим током небезопасно, поэтому зарядка производится током 0,1С с участием только основно-

го регулятора тока. Когда же напряжение иакк достигает 1,4 В, форсированный регулятор отключается, так как это напряжение близко к предельному, и дальнейшую зарядку целесообразно производить стандартным током 0,1 С. По достижении Ual<K = 1,48 В отключается и основной регулятор — зарядка прекращается. При этом светодиод HL3 («Зарядка») гаснет, a HL1 («Зарядка

окончена») загорается. Диоды VD1, VD2 предотвращают разрядку аккумулятора после прекращения зарядки.

Оба регулятора являются источниками тока, управляемыми напряжением. Управляющее напряжение (относительно плюсового провода питания) формируется задающим стабилизатором напряжения DA3 и регулируется переменным резистором R23 (им устанавливают необходимый ток зарядки в зависимости от емкости аккумулятора).

Особенность примененных в регуляторах тока ОУ КР1446УД1А [2] — способность работать при низких напряжениях питания (от 2,5 В при однопо-лярном), а главное, в том, что размах входных и выходных сигналов у них практически равен сумме напряжений питания. В нашем случае DA6.1 работает с входным напряжением, равным Us — UR25, где Us — положительное напряжение питания, a UR25 — падение

напряжения на измерительном резисторе R25. Последнее, по сути, является «копией» управляющего напряжения (как известно, напряжения на обоих входах ОУ, охваченного ООС, совпадают с точностью до напряжения смещения нуля). Таким образом, при зарядном токе 25 мА (для аккумулятора емкостью 250 мАч) UR25 = 0,2 В. Это значит, что входное напряжение может

быть всего на 0,2 В меньше положительного напряжения питания ОУ DA6.1. Распространенные ОУ допускают работу с входными напряжениями не более (Us-1,5…2) В.

То же можно сказать и о выходных напряжениях. В процессе зарядки DA6.1 обеспечивает выходное напряжение, равное Us — UR25 — иБЭутз> где Ub3vt3 — прямое напряжение на эмиттерном переходе VT3 (0,6…0,8 В). Для прекращения работы регулятора тока ОУ обеспечивает напряжение, равное Us, закрывая, таким образом, транзистор.

Все сказанное выше относится и к форсированному регулятору на DA6.2. Выключаются оба регулятора транзисторами VT1 и VT2 соответственно (точнее, это делает VT1, так как открывшись, он шунтирует резисторы R21, R23, с которых подается напряжение на входы обоих ОУ).

В выключенном состоянии выходной ток регулятора не равен нулю, так как не равно нулю напряжение на резисторе R25. Тому две причины. Во-первых, отлично от нуля сопротивление канала открытого полевого транзистора VT1, поэтому и напряжение иСи vn составляет несколько милливольт. Вторая причина — напряжение смещения нуля ОУ DA6.1. В результате напряжение на резисторе R25 зависит от знака напряжения смещения нуля и равно UcMvn * UCM DA6.1- В данном случае лучше использовать ОУ КР1446УД1А, у него напряжение смещения не превышает ±3 мВ, поэтому в выключенном состоянии регулятор выдает небольшой остаточный ток 1…3мА.

Точно так же ведет себя и форсированный регулятор тока. В результате после окончания зарядки стабилизатор тока поддерживает на аккумуляторе некоторое напряжение, препятствующее его разрядке за счет саморазрядки и тока утечки через цепи устройства. Причинить аккумулятору вред столь малый ток не может. Кроме того, такая особенность обеспечивает устройству стабильность при извлечении аккумулятора и поданном входном напряжении.

Ток, задаваемый основным регулятором, равен Uper/R25, где Up<>r — падение напряжения на резисторах R21+R23 (без учета напряжения смещения нуля ОУ DA6.1, его входного тока и тока утечки закрытого канала VT1). Uper зависит от напряжения стабилизации DA3 (2,5 В) и коэффициента деления делителя напряжения R21—R23 (как отмечалось, оно отсчитывается от «плюса» питания). Ток, задаваемый форсированным регулятором, определяется аналогично.

Обратимся теперь ко второй части устройства, состоящей из формирователя образцовых напряжений, компараторов, в качестве которых использованы ОУ микросхем DA4, DA5, и логического узла.

Как видно из схемы, напряжение с аккумулятора подается на входы компараторов DA4.1—DA4.4 не непосредственно, а через резисторы R14, R16—R18, чтобы избежать поврежде-

ния ОУ при вставленном аккумуляторе и отключенном питании зарядного устройства. Резисторы на «образцовых» входах устраняют погрешность, вызванную входными токами ОУ (но не разностью входных токов). «Образцовый» вход ОУ DA4.3 такого резистора не имеет, так как от этого компаратора высокой точности не требуется.

Компаратор DA4.1 определяет момент отключения форсированного регулятора тока (при достижении напряжения на аккумуляторе 1,4 В), DA4.2 — момент окончания зарядки и выдает сигнал на отключение основного регулятора тока. Резистор R24, создающий положительную обратную связь, формирует небольшой (около 40 мВ) гистерезис, позволяющий избежать неустойчивого состояния компаратора после прекращения зарядки.

Компаратор DA4.3 выдает сигнал на включение форсированного регулятора тока, когда напряжение на аккумуляторе превысит 0,6 В, a DA4.4 «проверяет» правильность подключения аккумулятора: при неверной полярности регуляторы тока отключаются и пьезоэлектрический звонок НА1 выдает предупреждающий звуковой сигнал. Для определения полярности использована способность ОУ КР1401УД2А работать с входными напряжениями, меньшими напряжения питания отрицательной полярности.

Важная особенность описываемого устройства — контроль температурного режима заряжаемого аккумулятора. Он осуществляется с помощью датчика температуры DA2 и ОУ DA5.1. LM335Z — интегральный стабилизатор напряжения с линейной температурной характеристикой: его выходное напряжение увеличивается на 10 мВ при повышении температуры на каждый градус Цельсия. При температуре +25°С (298 К) выходное напряжение равно 2,98 В. При разогреве аккумулятора примерно до +33°С срабатывает компаратор DA5.1, зарядка прекращается, загорается светодиод HL2 («Перегрев») и раздается звуковой сигнал (такой же, как и при неправильной полярности подключения аккумулятора).

Образцовые напряжения на компараторы поступают с формирователя, выполненного на DA1.

Логическое устройство на элементах микросхемы DD1 обрабатывает сигналы, поступающие с компараторов, управляет светодиодными индикаторами, звонком и регуляторами тока.

Вместо К1401УД2А в устройстве можно применить микросхему К1401УД2Б, а также ее зарубежный аналог LM124. КР1446УД1А заменима микросхемой этой серии с индексом Б или В, однако при этом не исключена ситуация, когда остаточный ток (после отключения регуляторов тока) либо будет слишком большим, либо его не будет вовсе. И то, и другое нежелательно. КР142ЕН19А можно заменить зарубежным аналогом TL431 в любом исполнении.

Кроме указанных на схеме, в устройстве допустимо использование полевых транзисторов серии КПЗОЗ

с другими буквенными индексами, однако их напряжение отсечки должно быть не более 3 и, желательно, не менее 0,5 В. КТ814А могут быть заменены транзисторами этой серии с индексами Б, В. Экземпляр, который будет использоваться в форсированном регуляторе тока (VT4), должен иметь статический коэффициент передачи тока базы не менее 70 при токе эмиттера 300 мА. При соблюдении этого условия возможно применение транзистора серии КТ816. КТ3107А заменимы любыми из этой серии.

Диоды КД212 — с любым буквенным индексом. Светодиоды L-53LYD (желтого цвета свечения) и L-53LID (красного) фирмы Kingbright характеризуются малым рабочим током (светотехнические параметры нормированы при токе 2 мА) и могут быть заменены аналогичными с предельно допустимым прямым током не менее 7 мА. HL3 — любой светодиод зеленого цвета свечения. Пьезоэлектрический излучатель НА1 — НРМ14АХ фирмы JL World с встроенным генератором 34 (потребляемый ток — не более 7 мА).

Для установки зарядного тока (R23) рекомендуется использовать проволочный переменный резистор, например, ППЗ-40, ППЗ-41, а для установки образцовых напряжений (R3, R6, R11) — проволочные многооборотные СП5-2, СП5-3 и им подобные.

Детали зарядного устройства смонтированы на печатной плате, помещенной в пластмассовый корпус. Отсек для заряжаемого аккумулятора — открытый, в качестве контактов использованы контакты того же назначения от отечественного авометра М4317. Особое внимание необходимо уделить креплению термодатчика DA2 (рис. 2, поз. 4). Микросхема LM335Z имеет пластмассовый «транзисторный» корпус КТ-26 (ТО-92). Его крепят плоской стороной к положительному контакту 2 аккумуляторного отсека через тонкий слой невысыхающей тепло-проводящей пасты. Если между положительным выводом аккумулятора 1 и контактом 2 обеспечено низкое электрическое сопротивление, то и тепловой контакт будет хорошим. Необходимо помнить, что масса и площадь поверх-

ности контакта и примыкающих к нему металлических частей должны быть как можно меньше. Это обеспечит меньшую потерю тепла «по пути» от аккумулятора к датчику и, следовательно, увеличит точность определения температуры. Именно с этой целью под головки винтов 6, крепящих контакт 2 к основанию 8, подложены шайбы 7 из диэлектрика. Датчик 4 «прихвачен» к контакту отрезком провода МГТФ 5 (его концы припаяны к контакту) и по периметру корпуса залит тонким слоем эпоксидного клея. Стенка корпуса 3 служит упором, ограничивая отгиб контакта 2.

При зарядке на транзисторе VT4 выделяется мощность до 1,5 Вт, поэтому он установлен вертикально на дюралюминиевой пластине размерами 20x30x0,8 мм.

На верхней стенке корпуса устройства расположены светодиоды HL1 — HL3 и переменный резистор R23, ручка управления которого снабжена круглой шкалой установки зарядного тока. В авторском варианте шкала програ-

дуирована в значениях емкости (от 250 до 1000 мА-ч), так проще избежать ошибок в установке тока. Пьезоэлектрический звонок НА1 имеет небольшие размеры и жесткие выводы, поэтому установлен на плате без какого-либо дополнительного крепления.

Налаживание устройства начинают с калибровки термодатчика DA2. Вначале устанавливают на выводе 3 DA5.1 образцовое напряжение UT. Для этого подают на вход постоянное напряжение 4,5…5,5 В, измеряют температуру Т (в градусах Кельвина) в месте установки зарядного устройства и вычисляют образцовое напряжение Uo6p = Т/100, соответствующее этой температуре. Напомним, что температура в градусах Кельвина равна температуре в градусах Цельсия + 273. Затем измеряют реальное напряжение иизы на выводе 2 DA2 (или, что то же самое, на одноименном выводе DA5.1) и рассчитывают сдвиг температурной характеристики DA2 по формуле Д = и„6р — ииз„ . После этого резистором R3 устанавливают образцовое

напряжение UT = 3,06 — Д (с учетом знака сдвига).

Затем подстроенными резисторами R6 и R11 последовательно устанавливают образцовые напряжения 1,4 и 1,48 В соответственно (допустимое отклонение — не более ±0,02 В).

В заключение градуируют шкалу переменного резистора R23. Для этого к контактам аккумуляторного отсека подключают амперметр, подают на вход напряжение 4,5…5,5 В и поворотом движка резистора R23 добиваются тока, равного 25 мА. На шкале отметку, соответствующую этому значению тока, обозначают как250 мАч. Аналогично калибруют отметки 350, 500, 750 и 1000 мАч.

ЛИТЕРАТУРА

1. Виноградов Ю. А. Радиолюбителю-конструктору: Си-Би связь, дозиметрия, ИК техника, электронные приборы, средства связи. — М.:ДМК, 1999.

2. Бирюков С. Применение микросхем серии КР1446. — Радио, 2001, № 8, с. 47.

Все своими руками Самодельный стабилизатор тока для зарядного устройства

Опубликовал admin | Дата 13 июля, 2017

В этой статье пойдет речь о небольшой и простенькой приставке – стабилизаторе тока, для импульсного блока питания, предназначенного в прошлом для питания ЖКИ монитора. С ее помощью можно будет подзаряжать автомобильные аккумуляторы. Эта идея и просьба принадлежит одному из посетителей сайта.

Выходные данные блока питания можно увидеть на фотографии. Двадцать вольт на выходе при токе 3,25 А, это вполне достаточно не только для подзарядки, но и неспешной полной зарядки аккумуляторов.

А если убрать родной корпус, то улучшится тепловой режим платы ИИП, это даст возможность увеличить ток заряда. Схема стабилизатора тока представлена на рисунке 1.

Стабилизатор тока реализован на микросхеме LM317, отечественный аналог указан на схеме – КР142ЕН12А. Для увеличения тока заряда применен дополнительный транзистор структуры p-n-p, в данном случае, я испытывал схему с транзистором КТ818Г.

Работа схемы

Аналогичный стабилизатор тока был описан в предыдущей статье «Зарядное устройство для гелиевых аккумуляторов на кр142ЕН12А». В данной статье меня попросили наиболее подробно описать алгоритм работы устройства. И так, схема работает следующим образом. На вход приставки подано напряжение, к выходу подключен заряжаемый аккумулятор. Через устройство начинает течь ток заряда. На резисторе R1, при прохождении тока происходит падение напряжения, равное Iзаряда • R1. Как только это падение напряжения, приложенное к переходу база – эмиттер транзистора VT1, превысит порог в 0,7 вольта, мощный транзистор начнет открываться и весь основной ток заряда, будет течь через переход коллектор – эмиттер этого транзистора. Далее сумма токов, протекающих через регулирующую микросхему и транзистор, будет протекать через резистор R2, от величины которого зависит максимально возможный зарядный ток, когда движок переменного резистора находится в верхнем по схеме положении. На резисторе R2 также создается падение напряжения, которое приложено между выводами 2 и 1 данной микросхемы, т.е. между выходом и управляющим выводами. В данной микросхеме имеется ИОН с величиной в 1,25 вольта естественно с небольшим разбросом этого параметра и все регулировки в ней происходят относительно этой величины. Таким образом, при увеличении падения напряжения на резисторе R2 выше напряжения ИОН – 1,25 В, микросхема отрабатывает таким образом, что ее выходной транзистор начинает закрываться, удерживая выходной ток схемы на определенном уровне. Ток стабилизации в этом случае будет равен Iст = 1,25/R2; Для нашей схемы – 1,25/0,39 ≈ 3,205А. У собранного мной макета схемы, максимальный ток был чуть меньше – 3,16 А. Например, для тока заряда 5А потребуется резистор с величиной сопротивления равной – 1,25 В/5 = 0,25 Ом.

Далее ток течет через диод VD1, так как падение напряжения на прямо смещенном переходе диода мало зависит от проходящего через него тока, то диод в нашем случае играет роль стабилизатора напряжения, часть которого через переменный резистор плюсуется к падению напряжения на резисторе R2. Таким образом, имея возможность изменять напряжение на управляющем выводе микросхемы относительно ее выхода, мы можем управлять величиной тока стабилизации. В моей схеме ток регулировался от 1,16 А до 3,16 А. Минимальный ток можно еще уменьшить, включив последовательно с диодом VD1, еще такой же диод. В этом случае минимальный ток будет равен примерно 0,1… 0,2 А.

Микросхема, транзистор и диод установлены на одном теплоотводе, через слюдяные прокладки. Так как элементов схемы совсем немного, то монтаж можно сделать навесным способом.

Транзистор можно применить любой с током коллектора не менее 8 А и более. Можно применить КТ825 или импортные транзисторы типа TIP107.

Диод тоже любой с прямым током 10А и более.
Вроде все. Успехов и удачи. К.В.Ю.

Чуть не забыл, чтобы не усложнять схему, вместо амперметра можно просто для переменного резистора сделать шкалу установки тока заряда.

Скачать статью

Скачать “reguliruemyj-stabilizator-toka-na-lm317” reguliruemyj-stabilizator-toka-na-lm317.rar – Загружено 1927 раз – 65 КБ

Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».

Просмотров:7 211

Внешние регуляторы напряжения — Мобильные Электросистемы

Генератор автомобильного типа не справляется с зарядом тяговых аккумуляторов. Его встроенный регулятор напряжения рано уменьшает выходной ток и генератору не хватает времени, чтобы зарядить аккумуляторы полностью. Емкость аккумуляторов постепенно уменьшается и дорогие батареи выходят из строя раньше срока.

Проблему решает сложный, управляемый микропроцессором, многоступенчатый регулятор. Умный регулятор поддерживает относительно высокое напряжения, до тех пор, пока аккумуляторы почти полностью не зарядятся, а затем уменьшает его, чтобы избежать перезарядки. Большинство регуляторов, так же как и зарядные устройства для тяговых аккумуляторов, выполняют как минимум три этапа зарядки

Три стадии зарядки

Фаза насыщения

Графики работы регулятора постоянного тока и напряжения. Регулятор постоянного напряжения снижает зарядный ток во время первой стадии зарядки и из-за этого заряжает аккумуляторы медленней

Во время этой стадии регулятор поддерживает максимальную мощность генератора, до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе не поднимется до предустановленного значения (для 12 вольтовых генераторов это обычно 14,2-15,1 вольт). В отличии от автомобильных генераторов, которые заряжают при постоянном напряжении, зарядка в стадии насыщения идет при постоянном токе.

Понять разницу между двумя типами зарядки помогает аналогия с насосом, который накачивает воду в резервуар, состоящий из нескольких отсеков, соединенных между собой полупроницаемыми мембранами. Генератор в системе с постоянным напряжением работает как центробежный насос. По мере того как давление в баке растет, объем воды перекачиваемой насосом снижается, даже если он еще не достиг своего максимального давления.

В отличии от него, генератор с регулятором напряжения постоянного тока работает как насос с постоянным расходом, который перемещает одинаковый объем воды вне зависимости от давления в системе до тех пор, пока датчик давления (регулятор напряжения) не выключит его. Расход насоса постоянен пока не сработает датчик.

Регулятор напряжения постоянного тока не допускает падения тока зарядки, так как регулятор постоянного напряжения и поэтому заряжает аккумуляторы быстрее

Чем больше отношение емкости аккумуляторной батареи к постоянному току зарядки, тем быстрее повысится напряжение аккумулятора. Но тем меньше он окажется заряженным. Увеличивая поверхностное напряжение пластин аккумулятора, генератор не дает их внутренним областям времени «усвоить» ток.

Во время быстрой зарядки напряжение окончания первой стадии должно быть выше, чтобы аккумулятор достиг того же состояния, что при медленной зарядке низким напряжением. При зарядке током в 10% от емкости стадия насыщения заканчивается напряжением 14,2 вольта, а при зарядном токе 25% от емкости напряжение окончания первой стадии 14,4 вольта.

Однако необходимо избегать крайностей. Ток зарядки с многоступенчатым генератором должен быть равен нагрузке при работающем двигателе плюс 10-40% емкости аккумулятора. Для аккумуляторов с жидким электролитом это значение ниже, для AGM батарей – выше.

Стадия абсорбции

Слишком долгая зарядка постоянным током опасно увеличивает напряжение аккумулятора и грозит ему выходом из строя. Чтобы не допустить этого, во время второй стадии регулятор поддерживает постоянным напряжение на котором закончился первый этап зарядки (14,2-15,1 вольт для 12 вольтовых систем). При постоянном напряжении ток определяется скоростью проникновения заряда во внутренние области пластин.

Чтобы заряд распространился по всей толщине аккумуляторной пластины, продолжительность второго этапа задают заранее или заканчивают зарядку, когда потребляемый аккумулятором ток снижается до 2% от емкости.

Поддерживающая зарядка

Если продолжать стадию абсорбции для полностью заряженного аккумулятора, он пострадает от перезарядки. Чтобы не допустить этого, по окончании второй стадии регулятор переключается на низкое поддерживающее напряжение (13.2-13.6 вольт), которое защищает аккумулятор при продолжительной работе двигателя.

Дополнительные возможности регуляторов

Различные регуляторы напряжения имеют множество дополнительных функций:

Температурная компенсация. Благодаря ей напряжение регулятора уменьшается, если температура аккумулятора растет. Если внешний регулятор напряжения используется с мощным генератором, то высокий ток нагреет аккумулятор и внутреннее сопротивление аккумулятора уменьшится. Если регулятор не снизит напряжение, аккумулятор начнет потреблять все больший и больший ток, а его температура продолжит расти. В худшем случае аккумулятор окажется в состоянии термического разгона. Нагревшаяся батарея будет потреблять практически любой ток, ее температура продолжит расти, электролит закипит, активный материал высыплется из решёток, корпус расплавится и может быть даже взорвется.

Максимально допустимая температура аккумулятора 52 С.

Если система рассчитана на поддержание постоянной скорости заряда выше 10-15% от емкости аккумуляторной батареи, и особенно выше 25%, то в целях безопасности мощный регулятор напряжения должен иметь температурную компенсацию, основанную на измерении температуры аккумулятора, а не самого устройства.

Если корпус аккумулятора становится теплым на ощупь, значит температура внутри аккумулятора приближается к опасно высокой.

Рекомендуемые напряжения зарядки и температурной компенсации для гелевых аккумулятоов DEKA:

Температура, С	Напряжение зарядки, Вольт		Поддерживающее напряжение, Вольт
	Нормальное	Максимальное	Нормальное	Максимальное
свыше 49	13,0	13,3	12,8	13
44-48	13,2	13,5	12,9	13,2
38-43	13,3	13,6	13	13,3
32-37	13,4	13,7	13,1	13,4
27-31	13,5	13,8	13,2	13,5
21-26	13,7	14	13,4	13,7
16-20	13,85	14,15	13,55	13,85
10-15	14	14,30	13,7	14
5-9	14,2	14,5	13,9	14,2

Рекомендуемые напряжения зарядки и температурной компенсации для AGM аккумуляторов  DEKA:

Температура, С	Напряжение зарядки, Вольт		Поддерживающее напряжение, Вольт
	Нормальное	Максимальное	Нормальное	Максимальное
свыше 49	13,6	13,9	12,8	13
44-48	13,8	14,1	12,9	13,2
38-43	13,9	14,2	13	13,3
32-37	14,0	14,3	13,1	13,4
27-31	14,1	14,4	13,2	13,5
21-26	14,3	14,6	13,4	13,7
16-20	14,45	14,75	13,55	13,85
10-15	14,6	14,9	13,7	14
5-9	14,8	15,1	13,9	14,2

Возможности внешних регуляторов:

• Таймер работающий во время стадий зарядки и поглощения. Если по какой-то причине ток, потребляемый аккумулятором в конце второй стадии не уменьшился, регулятор все равно переключится на поддерживающую зарядку. Это защитит аккумулятор от перезарядки в результате короткого замыкания в ячейке или другой похожей проблемы.
• Функция временной задержки. Генератор включается спустя несколько секунд после запуска двигателя.  Это устраняет возможные проблемы при запуске, вызванные высокими нагрузками генератора с высокой выходной мощностью. Затем выход генератора постепенно увеличивается, чтобы избежать ударной нагрузки на приводной ремень.
• Ограничение тока. Регулятор ограничивает максимальный ток, отдаваемый генератором в нагрузку и защищает стандартный генератор. Ограничение тока также используют для контроля максимальной мощности генератора на небольшом двигателе.
• Контроль напряжения на аккумуляторах, а не на выходе генератора. Позволяет точнее контролировать состояние и управлять процессом зарядки.
• Водонепроницаемый корпус.

Преимущества многоступенчатого регулятора

Стандартному регулятору напряжения, даже с генератором высокой мощности, требуется до 7 часов на зарядку глубоко разряженных тяговых аккумуляторов. Как правило столько времени на зарядку никогда не бывает. В результате аккумуляторы недозаряжаются, электрическая система работает ниже своих возможностей и аккумуляторы выходят из строя из-за сульфатации.

Высоконагруженный генератор и многоступенчатый выносной регулятор напряжения, сокращают время зарядки аккумуляторов глубокого разряда вдвое. Если аккумуляторную батарею заряжают до 80% емкости, то время зарядки уменьшается до 1-1,5 часов в день. Эффективность электрической системы и срок службы аккумуляторов возрастает, а количество проблем с электричеством на борту уменьшается. Возникающая экономия в течении месяца окупает затраты на новое оборудование.

Технические характеристики внешних регуляторов Sterling Power

	Pro Reg BW	Pro Reg DW	Pro Reg D
Рабочее напряжение, В	12	12/24	12/24
Рекомендуемая мощность генератора, А. Со встроенным регулятором/без регулятора	350/150	450/150	600/400
Использование со встроенным регулятором или отдельно	Да	Да	Да
Плавный запуск генератора	Да	Да	Да
Типы заряжаемых аккумуляторов	4	4	4
Четырехступенчатая зарядка постоянным током	Да	Да	Да
Датчик температуры аккумуляторов	Да	Да	Да
Датчик температуры генератора	Нет	Да	Да
Дистанционное управление	Нет	Да	Да
Встроенный охлаждающий вентилятор	Нет	Нет	Да
Класс защиты	IP67	IP67
Габаритные размеры, мм	120 х 80 х 45	160 х 96 х 55	180 х 90 х 55
Вес, кг	0.4	0.6	0.5

Вместо того чтобы приобретать зарядный генератор, можно повысить производительность уже установленного. Внешний регулятор напряжения замещает встроенный регулятор генератора, выполняет программу трехступенчатой зарядки и превращает генератор в мощное зарядное устройство. Максимальный выходной ток в этом случае ограничен мощностью установленного генератора.

Зарядное устройство постоянного тока, работающее от генератора решает те же задачи. Но в отличии от внешнего регулятора напряжения установить такое устройство сможет даже не специалист и оно подходит для двигателей оснащенных электронными блоками управления.

   Зарядное устройство для всех типов аккумуляторов В последнее время появилось множество устройств для ускоренной зарядки аккумуляторов. Не отрицая это , заметим, что в технической документации должна быть отражена эта возможность и приведены характеристики режима.

 

Зарядные устройства.
 

.    Автоматическое зарядное устройство — предназначено для зарядки аккумуляторных батарей всех типов, применяемых для электрооборудования легковых автомобилей и мотоциклов, позволяет плавно регулировать силу зарядного тока зарядки от 0 до 6 А.

     Восстановление и зарядка аккумулятора — способ восстановления батарей при заряде их «ассимметричным» током, что позволяет  восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов и проводить профилактическую обработку исправных.

     Зарядное устройство — в условиях хранения аккумулятора в зимнее время позволяет автоматически включать  на зарядку при снижении напряжения и также автоматически выключать — при достижении напряжения, соответствующего полностью заряженному аккумулятору.

     Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора — ток заряда 10А с плавной регулировкой от нуля, защита от КЗ и перегрузки, индикация правильной полярности подключения аккумулятора.

     Зарядное устройство для стартерных аккумуляторных батарей — сравнительно простое зарядное устройство, имеет широкие пределы регулирования зарядного тока — практически от нуля до 10 А , в основу устройства  положен симисторный регулятор.

     Устройства для зарядки аккумуляторных батарей 7А, 16В — позволяет плавно регулировать ток и поддерживать его неизменным при изменении напряжения в сети и на зажимах аккумуляторной батареи,  устройство можно использовать не только для зарядки аккумуляторов, но и во всех других случаях, когда сопротивление нагрузки изменяется, а ток должен оставаться неизменным.

     Автозарядка — автомат — в основе автоматического зарядного устройства лежит стабилизатор тока, достаточно один раз прокалибровать движок потенциометра, хорошая работоспособная схема, такие схемы делались и не раз.

     Автоматическое зарядное устройство для аккумулятора — устройство позволяет не только заряжать, но и восстанавливать аккумуляторы с засульфатированными пластинами за счет использования асимметричного тока при зарядке(  заряд 5 А — разряд 0,5 А) за полный период сетевого напряжения, предусмотрена также возможность при необходимости ускорить процесс заряда.

     Выпрямители с электронным регулятором для зарядки аккумуляторов — выпрямители собраны по мостовой схеме на четырех диодах, регулирование силы зарядного тока производится  при помощи мощного транзистора, включенного по схеме составного триода, зарядный ток при этом можно изменять от 25 мА до 6 А  при напряжении на выходе выпрямителя от 1,5 до 14 В.

      Зарядное устройство-автомат —  автоматически отключается от сети переменного тока по окончании зарядки, не содержит шкальных приборов, контроль включения и протекания зарядного тока осуществляется при помощи двух индикаторных лампочек, при достижении напряжения, которое характерно для заряженного аккумулятора, устройство отключается от сети.

     Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов —  выполнено на основе транзисторного двухтактного преобразователя напряжения с автотрансформаторной связью и может работать в двух режимах — источника тока и источника напряжения, при выходном токе, меньшем некоторого предельного значения, оно работает  в режиме источника напряжения, а при  увеличении  тока нагрузки сверх этого значения  устройство перейдет в режим источника тока.

     Устройство для зарядки аккумуляторных батарей — устройство  состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и регулятора тока зарядки, в качестве которого  использован  магазин конденсаторов, включаемых последовательно с первичной (сетевой) обмоткой трансформатора и выполняющих функцию реактивных сопротивлений, гасящих избыточное напряжение сети.

    Зарядка аккумуляторов с помощью солнечных батарей — в условиях экспедиционной работы одним из наилучших вариантов подзарядки аккумуляторов является использование солнечных батарей — энергия солнца вполне сможет обеспечить работу по зарядке аккумуляторов.
 

    Измерение параметров аккумуляторов — известно, что аккумуляторная батарея должна состоять из элементов с близкими параметрами и именно в этом случае достигается не только максимальное время ее работы между циклами зарядки, но и наибольший срок ее эксплуатации.

    Устройство для зарядки аккумулятора 7Д-0,125  — при эксплуатации аккумуляторов  для периодического подзаряда  применяют зарядные устройства, которые должны удовлетворять паспортным данным подзаряжаемого аккумулятора по току и времени заряда, а соблюдение рекомендованных режимов заряда и разряда  способствует продлению срока  эксплуатации до 5…7лет.

   Автомат для зарядного устройства — зарядное устройство   желательно дополнить автоматом, включающим его при понижении напряжения на аккумуляторной батарее  до минимума и отключающим после зарядки, что особенно актуально при использовании батареи в качестве резервного питания или при долгосрочном хранении .

   Зарядное устройство для всех типов аккумуляторов  Использование современных интегральных стабилизаторов напряжения позволяет создавать очень простые схемотехнически источники стабильного тока.  Предложенное устройство не боится коротких замыканий, не важно число элементов в заряжаемом аккумуляторе и их тип – можно заряжать и кислотный герметичный 12,6В и литиевый 3,6В и щелочной 7,2В.

   Простое зарядное устройство для аккумуляторов НКГЦ-0.45, Д-0.26  Приведенное  бестрансформаторное зарядное устройство позволяет заряжать одновременно четыре аккумулятора Д-0,26 током 26 мА в течение 12…16 часов. Возможна зарядка и других аккумуляторов.

   Компактное зарядное устройство для аккумуляторов. Предлагаемое  устройство  адресовано автомобилистам, мотоциклистам, а также владельцам мини-тракторов и мотоблоков. Ведь он служит для подзарядки батарей небольшим током, что, в конечном счете, способствует продлению срока службы аккумуляторов

   SB зарядное устройство для LiIon аккумуляторов. Зарядное устройство  для сотового телефона.

   Индикатор разряда аккумуляторной батареи При эксплуатации аккумуляторов очень важно не допускать разряда батарей ниже определённого предела. Это возможно если устройство  само отключается при низком напряжении. Однако простые устройства нужно отключать вручную.

Регулируемый 3-контактный регулятор

для недорогих систем зарядки аккумуляторов

% PDF-1.4 % 1 0 obj> поток application / pdf Регулируемый трехконтактный регулятор для недорогих систем зарядки аккумуляторов

Замечания по применению

Texas Instruments, Incorporated [SNVA581,0]

iText 2.1.7 by 1T3XTSNVA5812011-12-08T03: 06: 26.000Z2011-12-08T03: 06 : 26.000Z конечный поток эндобдж 2 0 obj> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / Font >>> / MediaBox [0 0 540 720] / Contents [7 0 R 8 0 R 9 0 R 10 0 R] / Type / Страница / Родитель 11 0 R >> эндобдж 3 0 obj> поток

Генераторы и регуляторы заряда | Mastervolt

Существующий генератор на главном двигателе предназначен для зарядки стартерной батареи.В результате комбинация не идеальна для быстрой и полной зарядки других батарей, особенно если вы хотите зарядить батареи в течение короткого времени или при питании большой нагрузки.

Есть два варианта решения этой проблемы:

Оборудуйте стандартный генератор регулятором заряда Mastervolt Alpha Pro. Этот регулятор заряда максимизирует выходную мощность генераторов, регулируя генератор таким образом, чтобы аккумуляторы получали оптимальный заряд. Проверенный метод 3-этапной + зарядки гарантирует быструю и безопасную зарядку ваших аккумуляторов.

Вы также можете выбрать второй мощный генератор Mastervolt Alpha с регулятором заряда Alpha Pro. Эта комбинация была специально разработана для зарядки служебных аккумуляторов и позволяет быстро заряжать и выключать двигатель, когда захотите.

Регуляторы заряда Alpha Pro

• Подходит для 12 и 24 В.
• Включая соединительный кабель Plug & Play, кабель-адаптер для генераторов Bosch является дополнительным.
• Серия Alpha Pro подходит для большинства генераторов переменного тока с зарядным током до 400 ампер.
• Автоматическая компенсация напряжения и температуры.
• Функция «Keep alive» для тахометра.
• MasterBus совместим.

Регулятор заряда измеряет температуру аккумулятора и соответствующим образом регулирует процесс зарядки, обеспечивая безопасную и быструю зарядку. Поэтому аккумулятор всегда содержится в хорошем состоянии.

Генератор серии Alpha

• Быстрая и полная зарядка стартерных и служебных аккумуляторов.
• Электроснабжение всех потребителей.
• Версии на 12 В и 24 В.
• Зарядный ток от 75 A до 150 A.
• Standard поставляется с регулятором заряда Alpha Pro MB для оптимальной производительности и увеличения срока службы батарей.

Использование Battery Mate или изолятора батареи в сочетании с генератором Alpha позволяет легко заряжать два или три отдельных комплекта батарей одновременно.

Зарядные устройства и способы зарядки аккумуляторов

Схемы зарядки

Зарядное устройство имеет три основные функции

• Зарядка аккумулятора (Зарядка)
• Оптимизация скорости зарядки (стабилизация)
• Знание, когда остановиться (Завершение)

Схема начисления платы представляет собой комбинацию методов начисления и завершения.

Прекращение начисления

Когда аккумулятор полностью заряжен, необходимо как-то рассеять зарядный ток. В результате выделяется тепло и газы, которые вредны для аккумуляторов. Суть хорошей зарядки состоит в том, чтобы уметь определять, когда восстановление активных химикатов завершено, и останавливать процесс зарядки до того, как будет нанесен какой-либо ущерб, при постоянном поддержании температуры элемента в безопасных пределах.Обнаружение этой точки отключения и прекращение заряда имеет решающее значение для продления срока службы батареи. В простейших зарядных устройствах это происходит при достижении заранее определенного верхнего предела напряжения, часто называемого напряжением завершения . Это особенно важно для устройств быстрой зарядки, где опасность перезарядки выше.

Безопасная зарядка

Если по какой-либо причине существует риск чрезмерной зарядки аккумулятора из-за ошибок в определении точки отключения или неправильного обращения, это обычно сопровождается повышением температуры.Условия внутренней неисправности в батарее или высокие температуры окружающей среды также могут привести к выходу батареи за пределы ее безопасных рабочих температур. Повышенные температуры ускоряют выход батарей из строя, а мониторинг температуры элементов — хороший способ обнаружить признаки неисправности по разным причинам. Температурный сигнал или сбрасываемый предохранитель можно использовать для выключения или отсоединения зарядного устройства при появлении знаков опасности, чтобы не повредить аккумулятор. Эта простая дополнительная мера предосторожности особенно важна для аккумуляторных батарей большой мощности, где последствия отказа могут быть как серьезными, так и дорогостоящими.

Время зарядки

Во время быстрой зарядки можно перекачивать электрическую энергию в аккумулятор быстрее, чем химический процесс может на нее отреагировать, что приводит к разрушительным результатам.

Химическое воздействие не может происходить мгновенно, и будет происходить градиент реакции в объеме электролита между электродами с электролитом, ближайшим к преобразуемым или «заряжаемым» электродам, до того, как электролит находится дальше.Это особенно заметно в элементах большой емкости, которые содержат большой объем электролита.

Фактически, в химических превращениях клетки участвуют по крайней мере три ключевых процесса.

• Один из них — это «перенос заряда», который представляет собой фактическую химическую реакцию, происходящую на границе электрода с электролитом, и она протекает относительно быстро.
• Второй — это процесс «массопереноса» или «диффузии», в котором материалы, преобразованные в процессе переноса заряда, перемещаются с поверхности электрода, давая возможность другим материалам достичь электрода и принять участие в процессе преобразования.Это относительно медленный процесс, который продолжается до тех пор, пока все материалы не будут преобразованы.
• Процесс зарядки также может подвергаться другим значительным эффектам, время реакции которых также следует принимать во внимание, например, «процессу интеркаляции», при котором заряжаются литиевые элементы, при котором ионы лития вставляются в кристаллическую решетку основного электрода. См. Также Литиевое покрытие из-за чрезмерной скорости зарядки или зарядки при низких температурах.

Все эти процессы также зависят от температуры.

Кроме того, могут быть другие паразитные или побочные эффекты, такие как пассивация электродов, образование кристаллов и скопление газа, которые все влияют на время зарядки и эффективность, но они могут быть относительно незначительными или нечастыми, или могут возникать только в условиях неправильного обращения. . Поэтому они здесь не рассматриваются.

Таким образом, процесс зарядки аккумулятора имеет по меньшей мере три характерные постоянные времени, связанные с достижением полного преобразования активных химикатов, которые зависят как от используемых химикатов, так и от конструкции элемента.Постоянная времени, связанная с переносом заряда, может составлять одну минуту или меньше, тогда как постоянная времени массопереноса может достигать нескольких часов или более в большой ячейке с большой емкостью. Это одна из причин, по которой элементы могут передавать или принимать очень высокие импульсные токи, но гораздо более низкие постоянные токи (еще один важный фактор — это рассеиваемое тепло). Эти явления нелинейны и относятся как к процессу разрядки, так и к зарядке. Таким образом, существует предел скорости приема заряда элемента.Продолжение закачки энергии в элемент быстрее, чем химические вещества могут реагировать на заряд, может вызвать локальные условия перезаряда, включая поляризацию, перегрев, а также нежелательные химические реакции вблизи электродов, что приведет к повреждению элемента. Быстрая зарядка увеличивает скорость химической реакции в элементе (как и быстрая разрядка), и может потребоваться «периоды покоя» во время процесса зарядки, чтобы химические воздействия распространялись через основную массу химической массы в элементе и для стабилизации на прогрессивном уровне заряда.

Узнайте больше о периодах отдыха и о том, как их можно использовать для увеличения срока службы батареи и повышения точности измерений SOC на странице «Программно конфигурируемая батарея».

См. Также влияние химических изменений и скорости зарядки в разделе Срок службы батареи.

Запоминающееся, хотя и не совсем эквивалентное явление — налив пива в стакан.Очень быстрое наливание приводит к образованию большого количества пены и небольшому количеству пива на дне стакана. Медленное наливание по краю стакана или, как вариант, дать пиву отстояться, пока пена не рассеется, а затем долить, чтобы стакан наполнился полностью.

Гистерезис

Постоянные времени и вышеупомянутые явления, таким образом, вызывают гистерезис в батарее.Во время зарядки химическая реакция отстает от приложения зарядного напряжения, и аналогично, когда к батарее прикладывается нагрузка для ее разрядки, происходит задержка, прежде чем полный ток может пройти через нагрузку. Как и в случае с магнитным гистерезисом, энергия теряется во время цикла заряда-разряда из-за эффекта химического гистерезиса.

На приведенной ниже диаграмме показан эффект гистерезиса в литиевой батарее.

Допущение коротких периодов стабилизации или отдыха во время процессов заряда-разряда для учета времени химической реакции будет иметь тенденцию к уменьшению, но не устранению разницы напряжений из-за гистерезиса.

Истинное напряжение батареи в любом состоянии заряда (SOC), когда батарея находится в состоянии покоя или в спокойном состоянии, будет где-то между кривыми заряда и разряда.Во время зарядки измеренное напряжение элемента во время периода покоя будет медленно перемещаться вниз в сторону состояния покоя, поскольку химическое преобразование в элементе стабилизируется. Точно так же во время разряда измеренное напряжение элемента во время периода покоя будет перемещаться вверх в направлении состояния покоя.

Быстрая зарядка также вызывает повышенный джоулев нагрев элемента из-за более высоких токов, а более высокая температура, в свою очередь, вызывает увеличение скорости процессов химического преобразования.

В разделе «Скорость разряда» показано, как скорость разряда влияет на эффективную емкость элемента.

В разделе «Конструкция ячеек» описывается, как можно оптимизировать конструкции ячеек для быстрой зарядки.

Эффективность заряда

Это относится к свойствам самого аккумулятора и не зависит от зарядного устройства.Это соотношение (выраженное в процентах) между энергией, удаленной из аккумулятора во время разряда, по сравнению с энергией, используемой во время зарядки для восстановления первоначальной емкости. Также называется Coulombic Efficiency или Charge Acceptance .

Прием заряда и время заряда в значительной степени зависят от температуры, как указано выше. Более низкая температура увеличивает время зарядки и снижает прием заряда.

Обратите внимание, , что при низких температурах аккумулятор не обязательно получит полный заряд, даже если напряжение на клеммах может указывать на полный заряд. См. Факторы, влияющие на состояние заряда.

Основные методы зарядки

• Постоянное напряжение Зарядное устройство постоянного напряжения — это в основном источник питания постоянного тока, который в своей простейшей форме может состоять из понижающего трансформатора от сети с выпрямителем для подачи постоянного напряжения для зарядки аккумулятора.Такие простые конструкции часто встречаются в дешевых зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов. Свинцово-кислотные элементы, используемые для автомобилей и систем резервного питания, обычно используют зарядные устройства постоянного напряжения. Кроме того, в литий-ионных элементах часто используются системы постоянного напряжения, хотя они обычно более сложные с добавленной схемой для защиты как батарей, так и безопасности пользователя.
• Постоянный ток Зарядные устройства постоянного тока изменяют напряжение, подаваемое на батарею, для поддержания постоянного тока и отключаются, когда напряжение достигает уровня полной зарядки.Эта конструкция обычно используется для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных элементов или батарей.
• Конический ток Зарядка от грубого нерегулируемого источника постоянного напряжения. Это не контролируемый заряд, как в V Taper выше. Ток уменьшается по мере нарастания напряжения элемента (противо-ЭДС). Существует серьезная опасность повреждения элементов из-за перезарядки. Чтобы избежать этого, следует ограничить скорость и продолжительность зарядки.Подходит только для батарей SLA.
• Импульсный заряд Импульсные зарядные устройства подают зарядный ток в батарею импульсами. Скорость зарядки (на основе среднего тока) можно точно контролировать, изменяя ширину импульсов, обычно около одной секунды. Во время процесса зарядки короткие периоды отдыха от 20 до 30 миллисекунд между импульсами позволяют стабилизировать химическое воздействие в батарее за счет выравнивания реакции по всему объему электрода перед возобновлением заряда.Это позволяет химической реакции идти в ногу со скоростью поступления электрической энергии. Также утверждается, что этот метод может уменьшить нежелательные химические реакции на поверхности электрода, такие как газообразование, рост кристаллов и пассивация. (См. Также Импульсное зарядное устройство ниже). При необходимости можно также измерить напряжение холостого хода батареи во время периода покоя.

Оптимальный профиль тока зависит от химического состава и конструкции клетки.

• Рывочная зарядка Также называется Reflex или Зарядка с отрицательным импульсом Используется вместе с импульсной зарядкой, он применяет очень короткий импульс разрядки, обычно в 2–3 раза превышающий зарядный ток в течение 5 миллисекунд, во время периода покоя зарядки до деполяризовать клетку. Эти импульсы вытесняют любые пузырьки газа, которые образовались на электродах во время быстрой зарядки, ускоряя процесс стабилизации и, следовательно, общий процесс зарядки.Высвобождение и распространение пузырьков газа известно как «отрыжка». Были сделаны противоречивые заявления об улучшении скорости заряда и срока службы батареи, а также об удалении дендритов, которое стало возможным с помощью этого метода. Самое меньшее, что можно сказать, это то, что «не повреждает аккумулятор».
• IUI Charging Это недавно разработанный профиль зарядки, используемый для быстрой зарядки стандартных свинцово-кислотных аккумуляторов от определенных производителей.Он подходит не для всех свинцово-кислотных аккумуляторов. Первоначально аккумулятор заряжается с постоянной (I) скоростью, пока напряжение элемента не достигнет заданного значения — обычно напряжения, близкого к тому, при котором происходит газообразование. Эта первая часть цикла зарядки известна как фаза объемной зарядки. По достижении заданного напряжения зарядное устройство переключается в фазу постоянного напряжения (U), и ток, потребляемый батареей, будет постепенно падать, пока не достигнет другого заданного уровня. Эта вторая часть цикла завершает нормальную зарядку аккумулятора с медленно убывающей скоростью.Наконец, зарядное устройство снова переключается в режим постоянного тока (I), и при выключении зарядного устройства напряжение продолжает повышаться до нового более высокого предустановленного значения. Эта последняя фаза используется для выравнивания заряда отдельных ячеек в батарее, чтобы максимально продлить срок ее службы. См. Балансировка ячеек.
• Капельная зарядка Капельная зарядка предназначена для компенсации саморазряда аккумулятора. Непрерывный заряд. Долгосрочная зарядка постоянным током для использования в режиме ожидания.Скорость зарядки зависит от частоты разрядки. Не подходит для некоторых типов батарей, например NiMH и литий, которые могут выйти из строя из-за перезарядки. В некоторых приложениях зарядное устройство предназначено для переключения на непрерывную зарядку, когда аккумулятор полностью заряжен.
• Плавающий заряд . Аккумулятор и нагрузка постоянно подключены параллельно к источнику заряда постоянного тока и поддерживаются при постоянном напряжении ниже верхнего предела напряжения аккумулятора.Используется для систем резервного питания аварийного питания. В основном используется со свинцово-кислотными аккумуляторами.
• Случайная зарядка Все вышеперечисленные приложения включают контролируемую зарядку аккумулятора, однако есть много приложений, в которых энергия для зарядки аккумулятора доступна только или доставляется случайным, неконтролируемым образом. Это относится к автомобильным приложениям, где энергия зависит от частоты вращения двигателя, которая постоянно меняется. Проблема стоит более остро в приложениях EV и HEV, в которых используется рекуперативное торможение, поскольку при торможении возникают большие всплески мощности, которые должна поглощать аккумулятор.Более щадящие применения находятся в установках солнечных батарей, которые можно заряжать только при ярком солнце. Все это требует специальных методов для ограничения зарядного тока или напряжения до уровней, которые может выдержать аккумулятор.

Тарифы на оплату

Батареи можно заряжать с разной скоростью в зависимости от требований. Типичные ставки показаны ниже:

• Медленная зарядка = ночь или 14-16 часов зарядки при 0.1С рейтинг
• Быстрая зарядка = от 3 до 6 часов зарядки при скорости 0,3 ° C
• Быстрая зарядка = менее 1 часа зарядки при скорости 1.0C

Медленная зарядка

Медленная зарядка может выполняться в относительно простых зарядных устройствах и не должна приводить к перегреву аккумулятора. По окончании зарядки аккумуляторы следует вынуть из зарядного устройства.

• Никады, как правило, наиболее устойчивы к перезарядке, и их можно оставить на непрерывной подзарядке в течение очень длительных периодов времени, поскольку процесс их рекомбинации имеет тенденцию поддерживать напряжение на безопасном уровне. Постоянная рекомбинация поддерживает высокое внутреннее давление в ячейке, поэтому уплотнения постепенно протекают. Он также поддерживает температуру ячейки выше окружающей среды, а более высокие температуры сокращают срок службы.Так что жизнь еще лучше если снять с зарядного устройства.
• Свинцово-кислотные батареи немного менее надежны, но могут выдерживать кратковременный непрерывный заряд. Затопленные батареи, как правило, расходуют воду, а соглашения об уровне обслуживания обычно рано умирают из-за коррозии сети. Свинцово-кислотные вещества следует либо оставить в неподвижном состоянии, либо подзаряжать (поддерживать постоянное напряжение значительно ниже точки выделения газа).
С другой стороны, никель-металлгидридные элементы
• будут повреждены при длительной подзарядке.
Однако ионно-литиевые элементы
• не допускают перезарядки или перенапряжения, и заряд следует немедленно прекратить при достижении верхнего предела напряжения.

Быстрая / быстрая зарядка

По мере увеличения скорости зарядки возрастает опасность перезарядки или перегрева аккумулятора. Предотвращение перегрева батареи и прекращение заряда, когда батарея полностью заряжена, становятся гораздо более важными.Химический состав каждого элемента имеет свою характеристическую кривую зарядки, и зарядные устройства для аккумуляторов должны быть спроектированы таким образом, чтобы определять условия окончания заряда для конкретного химического состава. Кроме того, должна быть предусмотрена некоторая форма отключения по температуре (TCO) или тепловой предохранитель, чтобы предотвратить перегрев аккумулятора во время процесса зарядки.

Для быстрой зарядки и быстрой зарядки требуются более сложные зарядные устройства. Поскольку эти зарядные устройства должны быть разработаны для определенного химического состава ячеек, обычно невозможно зарядить один тип элементов в зарядном устройстве, которое было разработано для другого химического состава ячеек, и вероятно повреждение.Универсальные зарядные устройства, способные заряжать все типы элементов, должны иметь сенсорные устройства для определения типа элемента и применения соответствующего профиля зарядки.

Примечание , что для автомобильных аккумуляторов время зарядки может быть ограничено доступной мощностью, а не характеристиками аккумулятора. Внутренние кольцевые главные цепи на 13 А могут выдавать только 3 кВт. Таким образом, при условии отсутствия потери эффективности в зарядном устройстве, десятичасовая зарядка потребляет максимум 30 кВт · ч энергии.Достаточно примерно на 100 миль. Сравните это с заправкой автомобиля бензином.

Требуется около 3 минут, чтобы поместить в бак достаточно химической энергии, чтобы обеспечить 90 кВт-ч механической энергии, достаточной для того, чтобы автомобиль проехал 300 миль. Подача 90 кВт / ч электроэнергии в батарею за 3 минуты будет эквивалентна скорости зарядки 1,8 мегаватт !!

Способы прекращения начисления

В следующей таблице приведены методы прекращения зарядки для популярных аккумуляторов.Это объясняется в следующем разделе.

	Способы прекращения начисления
	SLA	Nicad	NiMH	Литий-ионный
Медленная зарядка			Таймер	Предел напряжения
Быстрая зарядка 1	Имин	НДВ	дТ / дт	Imin при пределе напряжения
Быстрая зарядка 2	Delta TCO	дТ / дт	dV / dt = 0
Прекращение резервного копирования 1	Таймер	ТШО	ТШО	ТШО
Прекращение резервного копирования 2	DeltaTCO	Таймер	Таймер	Таймер

TCO = отключение по температуре

Delta TCO = Превышение температуры окружающей среды

I min = минимальный ток

Методы контроля заряда

Было разработано множество различных схем зарядки и оконечной нагрузки для разного химического состава и различных приложений.Ниже приведены наиболее распространенные из них.

Управляемая зарядка

Обычная (медленная) зарядка

• Полупостоянный ток Просто и экономично. Самый популярный. Таким образом, при слабом токе тепло не выделяется, а происходит медленно, обычно от 5 до 15 часов. Скорость заряда 0,1C. Подходит для Nicads
• Управляемая таймером система заряда Просто и экономично.Надежнее, чем полупостоянный ток. Использует таймер IC. Зарядки со скоростью 0,2 ° C в течение заданного периода времени с последующей подзарядкой 0,05 ° C. Избегайте постоянного перезапуска таймера, вставляя и вынимая аккумулятор из зарядного устройства, поскольку это снизит его эффективность. Рекомендуется установка абсолютного отсечки температуры. Подходит для аккумуляторов Nicad и NiMH.

Быстрая зарядка (1-2 часа)

• Отрицательный треугольник V (NDV) Система отсечки заряда

Это самый популярный способ быстрой зарядки для Nicads.

Батареи заряжаются постоянным током со скоростью от 0,5 до 1,0 С. Напряжение аккумулятора повышается по мере того, как зарядка достигает пика при полной зарядке, а затем падает. Это падение напряжения, -delta V, связано с поляризацией или накоплением кислорода внутри элемента, которое начинает происходить, когда элемент полностью заряжен. В этот момент элемент попадает в зону опасности перезаряда, и температура начинает быстро расти, поскольку химические изменения завершены, и избыточная электрическая энергия преобразуется в тепло.Падение напряжения происходит независимо от уровня разряда или температуры окружающей среды, и поэтому его можно обнаружить и использовать для определения пика и, следовательно, для отключения зарядного устройства, когда аккумулятор полностью заряжен, или переключения на непрерывный заряд.

Этот метод не подходит для зарядных токов менее 0,5 C, так как дельта V становится трудно обнаружить. Ложная дельта V может возникнуть в начале заряда при чрезмерно разряженных элементах. Это преодолевается с помощью таймера, который задерживает обнаружение дельты V в достаточной степени, чтобы избежать проблемы.Свинцово-кислотные аккумуляторы не демонстрируют падения напряжения после завершения зарядки, поэтому этот метод зарядки не подходит для аккумуляторов SLA.

• dT / dt Система зарядки Никель-металлогидридные батареи не демонстрируют такого выраженного падения напряжения NDV, когда они достигают конца цикла зарядки, как это видно на графике выше, и поэтому метод отключения NDV не является надежным для завершения NiMH заряжать.Вместо этого зарядное устройство определяет скорость увеличения температуры элемента в единицу времени. Когда достигается заданная скорость, быстрая зарядка останавливается, и метод зарядки переключается на непрерывную зарядку. Этот метод более дорогой, но позволяет избежать перезарядки и продлевает срок службы. Поскольку длительная непрерывная зарядка может повредить NiMH аккумулятор, рекомендуется использовать таймер для регулирования общего времени зарядки.
• Постоянный ток Система заряда , управляемая постоянным напряжением (CC / CV).Используется для зарядки литиевых и некоторых других батарей, которые могут быть повреждены при превышении верхнего предела напряжения. Указанная производителем скорость зарядки при постоянном токе — это максимальная скорость зарядки, которую батарея может выдержать без ее повреждения. Необходимы особые меры предосторожности, чтобы максимально увеличить скорость зарядки и гарантировать, что аккумулятор полностью заряжен, и в то же время избежать перезарядки. По этой причине рекомендуется переключать метод зарядки на постоянное напряжение до того, как напряжение элемента достигнет своего верхнего предела.Обратите внимание, что это означает, что зарядные устройства для литий-ионных элементов должны быть способны контролировать как зарядный ток, так и напряжение аккумулятора.

Чтобы поддерживать заданную скорость зарядки постоянного тока, зарядное напряжение должно увеличиваться синхронно с напряжением элемента, чтобы преодолеть обратную ЭДС элемента по мере его зарядки. Это происходит довольно быстро в режиме постоянного тока до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел напряжения элемента, после чего зарядное напряжение поддерживается на этом уровне, известном как плавающий уровень, во время режима постоянного напряжения.В течение этого периода постоянного напряжения ток уменьшается до тонкой струйки по мере того, как заряд приближается к завершению. Отключение происходит при достижении заданной минимальной точки тока, которая указывает на полный заряд. См. Также Литиевые батареи — Зарядка и производство батарей — Формирование.

Примечание 1 : Когда указаны скорости Быстрая зарядка , они обычно относятся к режиму постоянного тока.В зависимости от химического состава ячейки этот период может составлять от 60% до 80% времени до полной зарядки. Эти значения не следует экстраполировать для оценки времени полной зарядки аккумулятора, поскольку скорость зарядки быстро падает в течение периода постоянного напряжения.

Примечание 2: Поскольку литиевые батареи невозможно заряжать со скоростью зарядки C, указанной производителями, в течение всего времени заряда, также невозможно оценить время зарядки полностью разряженной батареи простым разделением Емкость аккумулятора в ампер-часах с указанной скоростью зарядки C, так как эта скорость изменяется во время процесса зарядки.Однако следующее уравнение дает разумное приближение времени для полной зарядки разряженной батареи при использовании стандартного метода зарядки CC / CV:

Время зарядки (ч) = 1,3 * (емкость аккумулятора в Ач) / (ток зарядки в режиме CC)

• Управляемая напряжением система заряда. Быстрая зарядка со скоростью от 0,5 до 1,0 С. Зарядное устройство выключилось или переключилось на непрерывный заряд при достижении заданного напряжения.Следует комбинировать с датчиками температуры в батарее, чтобы избежать перезаряда или теплового разгона.
  
• В — Система заряда с конусным регулированием Аналогично системе с контролем напряжения. Как только заданное напряжение достигнуто, ток быстрой зарядки постепенно уменьшается за счет снижения напряжения питания, а затем переключается на непрерывный заряд. Подходит для аккумуляторов SLA, позволяет безопасно достичь более высокого уровня заряда. (См. Также ток конуса ниже)
• Таймер отказоустойчивости

  Ограничивает ток заряда, который может протекать, чтобы удвоить емкость элемента.Например, для элемента емкостью 600 мАч ограничьте заряд до 1200 мАч. В крайнем случае, если отключение не достигнуто другими способами.

• Предварительная зарядка

В качестве меры предосторожности для аккумуляторов большой емкости часто используется предварительная зарядка. Цикл зарядки инициируется низким током. Если нет соответствующего повышения напряжения батареи, это указывает на возможное короткое замыкание в батарее.

• Интеллектуальная система зарядки
  Интеллектуальные системы зарядки объединяют системы управления в зарядном устройстве с электроникой внутри батареи, что позволяет более точно контролировать процесс зарядки. Преимущества — более быстрая и безопасная зарядка и более длительный срок службы аккумулятора. Такая система описана в разделе «Системы управления батареями».

Примечание

Большинство зарядных устройств, поставляемых с устройствами бытовой электроники, такими как мобильные телефоны и портативные компьютеры, просто обеспечивают постоянный источник напряжения.Требуемый профиль напряжения и тока для зарядки аккумулятора обеспечивается (или должен предоставляться) от электронных схем, либо внутри самого устройства, либо внутри аккумуляторной батареи, а не зарядным устройством. Это обеспечивает гибкость при выборе зарядных устройств, а также служит для защиты устройства от потенциального повреждения из-за использования неподходящих зарядных устройств.

Измерение напряжения

Во время зарядки для простоты напряжение аккумулятора обычно измеряется на проводах зарядного устройства.Однако для сильноточных зарядных устройств может наблюдаться значительное падение напряжения на проводах зарядного устройства, что приводит к недооценке истинного напряжения батареи и, как следствие, к недозаряду батареи, если напряжение батареи используется в качестве триггера отключения. Решение состоит в том, чтобы измерить напряжение с помощью отдельной пары проводов, подключенных непосредственно к клеммам аккумулятора. Поскольку вольтметр имеет высокое внутреннее сопротивление, падение напряжения на выводах вольтметра будет минимальным, и показания будут более точными.Этот метод называется соединением Кельвина. См. Также DC Testing.

Типы зарядных устройств

Зарядные устройства

обычно включают в себя некоторую форму регулирования напряжения для управления зарядным напряжением, подаваемым на аккумулятор. Выбор технологии зарядного устройства обычно зависит от цены и качества. Ниже приведены некоторые примеры:

• Регулятор режима переключения (Switcher) — Использует широтно-импульсную модуляцию для управления напряжением.Низкое рассеивание мощности при больших колебаниях входного напряжения и напряжения батареи. Более эффективен, чем линейные регуляторы, но более сложен.
  Требуется большой пассивный выходной фильтр LC (катушка индуктивности и конденсатор) для сглаживания импульсной формы волны. Размер компонента зависит от текущей пропускной способности, но может быть уменьшен за счет использования более высокой частоты переключения, обычно от 50 кГц до 500 кГц., Поскольку размер требуемых трансформаторов, катушек индуктивности и конденсаторов обратно пропорционален рабочей частоте.
  Коммутация сильных токов вызывает электромагнитные помехи и электрические помехи.
• Регулятор серии (линейный) — Менее сложный, но с большими потерями — требуется радиатор для отвода тепла в последовательном транзисторе, понижающем напряжение, который компенсирует разницу между напряжением питания и выходным напряжением. Весь ток нагрузки проходит через регулирующий транзистор, который, следовательно, должен быть устройством большой мощности. Поскольку нет переключения, он обеспечивает чистый постоянный ток и не требует выходного фильтра.По той же причине конструкция не страдает проблемой излучаемых и кондуктивных выбросов и электрических шумов. Это делает его подходящим для малошумных беспроводных и радиоприложений.
  С меньшим количеством компонентов они также меньше.
• Шунтирующий регулятор — Шунтирующий регулятор широко используется в фотоэлектрических системах, поскольку они относительно дешевы в сборке и просты в конструкции. Ток зарядки контролируется переключателем или транзистором, подключенным параллельно фотоэлектрической панели и аккумуляторной батарее.Перезаряд батареи предотвращается за счет короткого замыкания (шунтирования) выхода PV через транзистор, когда напряжение достигает заданного предела. Если напряжение батареи превышает напряжение питания фотоэлектрической батареи, шунт также защитит фотоэлектрическую панель от повреждения из-за обратного напряжения, разряжая батарею через шунт. Регуляторы серии обычно обладают лучшими характеристиками контроля и заряда.
• Понижающий регулятор Импульсный регулятор, который включает понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный.У них высокий КПД и низкие тепловые потери. Они могут выдерживать высокие выходные токи и генерировать меньше радиопомех, чем обычный импульсный стабилизатор. Простая бестрансформаторная конструкция с низким коммутационным напряжением и небольшим выходным фильтром.
• Импульсное зарядное устройство . Использует последовательный транзистор, который также можно переключать. При низком напряжении батареи транзистор остается включенным и проводит ток источника непосредственно к батарее. Когда напряжение батареи приближается к желаемому регулирующему напряжению, последовательный транзистор подает импульс входного тока для поддержания желаемого напряжения.Поскольку он действует как импульсный источник питания в течение части цикла, он рассеивает меньше тепла и поскольку он действует как линейный источник питания в течение части времени, выходные фильтры могут быть меньше. Импульсный режим позволяет аккумулятору стабилизироваться (восстанавливаться) с небольшими приращениями заряда при прогрессивно высоких уровнях заряда во время зарядки. В периоды покоя поляризация клетки снижается. Этот процесс обеспечивает более быструю зарядку, чем это возможно при одной продолжительной зарядке высокого уровня, которая может повредить аккумулятор, поскольку не позволяет постепенно стабилизировать активные химические вещества во время зарядки.Импульсные зарядные устройства обычно нуждаются в ограничении тока на входе источника по соображениям безопасности, что увеличивает стоимость.
• Зарядное устройство для универсальной последовательной шины (USB)

Спецификация USB была разработана группой производителей компьютеров и периферийных устройств для замены множества патентованных стандартов механических и электрических соединений для передачи данных между компьютерами и внешними устройствами. Он включал двухпроводное соединение для передачи данных, линию заземления и линию питания 5 В, обеспечиваемую главным устройством (компьютером), которая была доступна для питания внешних устройств.Непреднамеренное использование порта USB заключалось в обеспечении источника 5 В не только для непосредственного питания периферийных устройств, но и для зарядки любых батарей, установленных в этих внешних устройствах. В этом случае само периферийное устройство должно включать в себя необходимую схему управления зарядом для защиты аккумулятора. Исходный стандарт USB определял скорость передачи данных 1,5 Мбит / с и максимальный ток зарядки 500 мА.

Питание всегда течет от хоста к устройству, но данные могут передаваться в обоих направлениях.По этой причине разъем USB-хоста механически отличается от разъема устройства USB, и поэтому кабели USB имеют разные разъемы на каждом конце. Это предотвращает подключение любого 5-вольтового соединения от внешнего источника USB к главному компьютеру и, таким образом, возможное повреждение хост-машины.

Последующие обновления увеличили стандартную скорость передачи данных до 5 Гбит / с, а доступный ток — до 900 мА. Однако популярность подключения USB привела к появлению множества нестандартных вариантов, в частности, к использованию разъема USB для обеспечения чистого источника питания без соответствующего подключения для передачи данных.В таких случаях порт USB может просто включать в себя регулятор напряжения для подачи 5 В от автомобильной шины питания 12 В или выпрямитель и регулятор для подачи 5 В постоянного тока от сети переменного тока 110 или 240 В с выходными токами до 2100 мА. В обоих случаях устройство, принимающее питание, должно обеспечивать необходимый контроль заряда. Источники питания USB с питанием от сети, часто известные как «глупые» зарядные устройства USB, могут быть встроены в корпус сетевых вилок или в отдельные розетки USB в настенных розетках переменного тока.

См. Дополнительную информацию о USB-соединениях в разделе, посвященном шинам передачи данных от батарей.

• Индуктивная зарядка

Индуктивная зарядка не относится к процессу зарядки самой батареи. Имеется в виду конструкция зарядного устройства. По сути, входная сторона зарядного устройства, часть, подключенная к сети переменного тока, состоит из трансформатора, который разделен на две части. Первичная обмотка трансформатора размещена в блоке, подключенном к сети переменного тока, а вторичная обмотка трансформатора размещена в том же герметичном блоке, который содержит аккумулятор вместе с остальной частью обычной электроники зарядного устройства.Это позволяет заряжать аккумулятор без физического подключения к сети и без обнажения каких-либо контактов, которые могут привести к поражению электрическим током пользователя.

Примером малой мощности является электрическая зубная щетка. Зубная щетка и зарядная база образуют трансформатор, состоящий из двух частей: первичная индукционная катушка находится в основании, а вторичная индукционная катушка и электроника содержатся в зубной щетке.Когда зубная щетка помещается в основание, создается полный трансформатор, и индуцированный ток во вторичной катушке заряжает аккумулятор. Во время использования прибор полностью отключен от электросети, а поскольку батарейный блок находится в герметичном отсеке, зубную щетку можно безопасно погружать в воду.

Техника также используется для зарядки имплантатов медицинских батарей.

Примером высокой мощности является система зарядки, используемая для электромобилей.По концепции аналогична зубной щетке, но в большем масштабе, это также бесконтактная система. Индукционная катушка в электромобиле принимает ток от индукционной катушки в полу гаража и заряжает автомобиль в течение ночи. Чтобы оптимизировать эффективность системы, воздушный зазор между статической катушкой и съемной катушкой можно уменьшить, опуская приемную катушку во время зарядки, и транспортное средство должно быть точно размещено над зарядным устройством.

Аналогичная система использовалась для электрических автобусов, которые принимают ток от индукционных катушек, встроенных под каждой автобусной остановкой, что позволяет увеличить дальность действия автобуса или, наоборот, для одного и того же маршрута могут быть указаны батареи меньшего размера.Еще одно преимущество этой системы заключается в том, что если заряд батареи постоянно пополняется, глубина разряда может быть минимизирована, а это приводит к увеличению срока службы. Как показано в разделе «Срок службы батареи», время цикла увеличивается экспоненциально по мере уменьшения глубины разряда.

Более простая и менее дорогая альтернатива этой возможной зарядке состоит в том, что транспортное средство создает токопроводящую связь с электрическими контактами на подвесном портале на каждой автобусной остановке.

Также были сделаны предложения по установке сетки индуктивных зарядных катушек под поверхностью вдоль дорог общего пользования, чтобы позволить транспортным средствам собирать заряд во время движения, однако практических примеров еще не было установлено.

• Станции зарядки электромобилей

Подробнее о специализированных зарядных устройствах высокой мощности, используемых для электромобилей, см. В разделе «Инфраструктура для зарядки электромобилей».

Зарядные устройства Источники питания

При указании зарядного устройства также необходимо указать источник, от которого зарядное устройство получает свою мощность, его доступность, а также его напряжение и диапазон мощности. Следует также учитывать потери эффективности зарядного устройства, особенно для зарядных устройств большой мощности, где величина потерь может быть значительной. Ниже приведены некоторые примеры.

Управляемая зарядка

Простота установки и управления.

• Сеть переменного тока

Многие портативные зарядные устройства малой мощности для небольших электроприборов, таких как компьютеры и мобильные телефоны, должны работать на международных рынках. Поэтому они имеют автоматическое определение напряжения сети и, в особых случаях, частоты сети с автоматическим переключением на соответствующую входную цепь.

Для приложений с более высокой мощностью могут потребоваться специальные меры. Мощность однофазной сети обычно ограничивается примерно 3 кВт. Трехфазное питание может потребоваться для зарядки аккумуляторов большой емкости (более 20 кВтч), например, используемых в электромобилях, которые могут потребовать скорости зарядки более 3 кВт для достижения разумного времени зарядки.

• Регулируемый источник питания постоянного тока

Может поставляться установками специального назначения, например, передвижным генерирующим оборудованием для индивидуальных приложений.

• Специальные зарядные устройства

Портативные источники, такие как солнечные батареи.

Возможность зарядки

Зарядка с возможностью подзарядки — это зарядка аккумулятора при наличии питания или между частичными разрядками, а не ожидание полной разрядки аккумулятора. Он используется с батареями в циклическом режиме и в приложениях, когда энергия доступна только с перерывами.

Доступность энергии и уровни мощности могут сильно различаться. Для защиты аккумулятора от перенапряжения необходима специальная управляющая электроника. Избегая полной разрядки аккумулятора, можно увеличить срок службы.

Доступность влияет на спецификацию аккумулятора, а также на зарядное устройство.

Типичные области применения: —

• Бортовые автомобильные зарядные устройства (Генераторы, рекуперативное торможение)
• Зарядные устройства индукционные (в местах остановки транспортных средств)

Механическая зарядка

Это применимо только к определенному химическому составу клеток.Это не зарядное устройство в обычном понимании этого слова. Механическая зарядка используется в некоторых батареях большой мощности, таких как батареи Flow и воздушно-цинковые батареи. Цинково-воздушные батареи заряжаются заменой цинковых электродов. Аккумуляторы Flow можно перезарядить, заменив электролит.

Механическая зарядка выполняется за считанные минуты. Это намного быстрее, чем длительное время зарядки, связанное с традиционной электрохимией обратимых ячеек, которое может занять несколько часов.Поэтому воздушно-цинковые батареи использовались для питания электрических автобусов, чтобы решить проблему чрезмерного времени зарядки.

Производительность зарядного устройства

Тип батареи и область применения, в которой она используется, устанавливают требования к характеристикам, которым должно соответствовать зарядное устройство.

• Чистота выходного напряжения

Зарядное устройство должно обеспечивать чистое регулируемое выходное напряжение с жесткими ограничениями на выбросы, пульсации, шум и радиочастотные помехи (RFI), которые могут вызвать проблемы для аккумулятора или цепей, в которых оно используется.

Для приложений с большой мощностью производительность зарядки может быть ограничена конструкцией зарядного устройства.

• КПД

При зарядке аккумуляторов большой мощности потери энергии в зарядном устройстве могут значительно увеличить время зарядки и эксплуатационные расходы приложения. Типичный КПД зарядного устройства составляет около 90%, отсюда и необходимость в эффективных конструкциях.

• Пусковой ток

Когда зарядное устройство изначально подключается к разряженной батарее, пусковой ток может быть значительно выше, чем максимальный указанный зарядный ток. Следовательно, зарядное устройство должно быть рассчитано либо на передачу, либо на ограничение этого импульса тока.

• Коэффициент мощности

Это также может быть важным фактором для зарядных устройств большой мощности.

См. Также «Контрольный список зарядного устройства»

Технология регулирования напряжения Balmar — BalmarBalmar

Технология стабилизации напряжения Balmar
Генераторы с высокой выходной мощностью — важная часть вашей системы ухода за батареями, но определенно не единственная ее часть.Без надлежащего регулирования напряжения зарядка аккумулятора может быть медленным процессом или, что еще хуже, идеальным рецептом для раннего выхода аккумулятора из строя.

Все коммерческие генераторы переменного тока поставляются с внутренней схемой выпрямителя / регулятора, которая:

(1) Преобразует переменный ток, генерируемый генератором переменного тока, в постоянный, и (2) Фиксирует выходное напряжение на статическом уровне — обычно 14,6 вольт.

Есть несколько недостатков с внутренними регуляторами:

(1) Не все аккумуляторные технологии хотят получать 14.6 вольт. (2) Все типы аккумуляторов имеют оптимальный «профиль» зарядки, что означает, что им нужны разные напряжения и токи на разных этапах цикла зарядки, а также изменения при изменении температуры аккумулятора. (3) После полной зарядки батареи могут перегреться, если на них подается постоянный ток при фиксированном напряжении заряда.

Запатентованные компанией Balmar регуляторы напряжения Max Charge и ARS-5 компании

обеспечивают динамический метод мониторинга состояния аккумуляторной батареи и применяют правильный уровень управления генератором (напряжение и ток), чтобы обеспечить быструю и безопасную зарядку аккумуляторов.Во время работы двигателя регуляторы Balmar проходят следующие этапы для обеспечения надлежащей зарядки аккумулятора:

Этап 1: Задержка пуска —

После запуска двигателя регулятор ожидает в течение нескольких секунд перед подачей тока возбуждения на генератор. Это позволяет двигателю и ремням прогреться перед приложением нагрузки генератора.

Этап 2: Мягкая рампа —

Регулятор медленно увеличивает возбуждение генератора, чтобы уменьшить нагрузку на ремень.

Этап 3: Зарядка наливом —

Регулятор увеличивает выходную мощность возбуждения до максимально безопасного уровня, позволяя генератору достичь максимальной выходной силы тока на основе целевых пределов заряжаемого типа батареи. Целевое напряжение колеблется от 14,1 В до 14,6 В в зависимости от выбранного типа батареи (напряжение объемной зарядки 24 В находится в диапазоне от 28,2 В до 29,2 В). Заводская установка времени заполнения составляет 18 минут, и ее можно полностью настроить в режиме расширенного программирования.

Этап 4: Расчетный объем —

В конце установленного периода времени большой емкости регулятор вычисляет состояние зарядки на основе способности генераторов переменного тока достигать и поддерживать заданное напряжение, а также процента выходного поля, необходимого для поддержания этого напряжения.На этом этапе будет поддерживаться объемная зарядка до тех пор, пока не будут выполнены все критерии, после чего регулятор снизится до напряжения поглощения.

Этап 5: Напряжение абсорбции —

Обычно на две десятых вольта ниже основного целевого напряжения, абсорбционное напряжение позволяет генератору подавать ток в почти полностью заряженные батареи без перезарядки. Время абсорбции предварительно установлено на 18 минут и регулируется в расширенном режиме программирования регулятора.

Этап 6: Расчетное поглощение —

В конце установленного периода времени поглощения регулятор вычисляет состояние зарядки на основе способности генератора переменного тока достигать и поддерживать заданное напряжение и процента выходного поля, необходимого для поддержания этого напряжения.На этом этапе будет поддерживаться напряжение абсорбционной зарядки до тех пор, пока не будут выполнены все критерии, после чего регулятор снизится до напряжения холостого хода.

Этап 7: Напряжение холостого хода —

Обычно напряжение холостого хода на вольт ниже основного целевого напряжения позволяет генератору подавать ток в полностью заряженные батареи, достаточный для замены любой емкости батареи, используемой во время движения. Время плавания предварительно установлено на 18 минут и регулируется в режиме программирования регуляторов.

Этап 8: Расчетное число с плавающей запятой —

В конце установленного периода времени плавающего режима регулятор вычисляет состояние зарядки на основе способности генератора переменного тока поддерживать заданное напряжение плавающего режима и процента выходного поля, необходимого для поддержания этого напряжения. Если все критерии расчета соблюдены, регулятор продолжит поддерживать напряжение холостого хода. Если расчет показывает, что генератор не поддерживает напряжение батареи, регулятор вернется к напряжению поглощения.

Многоступенчатый регулятор Balmar: дополнительные характеристики

Выбираемые пользователем предустановленные программы батареи

Balmar предоставляет несколько профилей зарядки для обеспечения оптимальной зарядки. Просто выберите программу аккумуляторов, соответствующую вашей технологии аккумуляторов. Семейство регуляторов Max Charge содержит 8 предустановленных профилей заряда. ARS-5 содержит 5 предустановленных профилей.

Расширенные режимы программирования

Многоступенчатые регуляторы

Balmar обладают широким набором расширенных настроек регулятора.Получив доступ к расширенной функции программирования, пользователь может изменять время зарядки и напряжения на всех этапах зарядки, настраивать время задержки запуска, пределы температурной компенсации, крутизны температурной компенсации и изменять уставки для реакции генератора на перегрев.

Датчик и контроль температуры генератора и аккумулятора

Многоступенчатые регуляторы

Balmar могут автоматически корректировать выходную мощность заряда, чтобы обеспечить надлежащий заряд аккумуляторов независимо от температуры окружающей среды.Если температура батареи превышает безопасные рабочие уровни, регуляторы максимального заряда и напряжения ARS-5 автоматически уменьшат выходную мощность зарядки, чтобы избежать опасных условий теплового разгона.

Управление нагрузкой на ленту

Многоступенчатые регуляторы

Balmar могут защитить двигатель и ремень, позволяя пользователю снижать выходную мощность генератора с небольшими приращениями, регулируя диспетчер нагрузки на ремень. Регулируемый с шагом 4%, диспетчер нагрузки на ремень расширяет полосу пропускания импульсов поля регулятора, тем самым снижая нагрузку на приводной ремень.Диспетчер нагрузки на ремень также можно использовать для защиты генератора переменного тока в приложениях, где емкость аккумулятора превышает идеальные коэффициенты зарядки.

Выбор подходящего многоступенчатого регулятора Balmar для ваших нужд может вызвать затруднения. В следующей таблице указаны соответствующие регуляторы Balmar для каждого применения и серии генераторов Balmar. Щелкните номер детали, чтобы получить лист технических данных.

	Balmar Регуляторы				Digital Duo Charge	Центральное поле со сдвоенным двигателем
	12 В			24 В
Предустановленные многоступенчатые программы работы с батареями Номер детали:	АРС-5	MC-614	MC-612-DUAL	MC-624	DDC-12/24	CFII-12/24
Universal Factory Program, Deep Cycle Flooded, Gel Cell, Absorbed Glass Mat (AGM) и Spiral Wound Flooded (Optima)	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть
Стандартные затопленные, чувствительные к напряжению галогенные системы, литиевые		Есть	Есть	Есть	Есть	Есть
Модели генераторов Balmar
Генераторы 6-й серии (70A-120A)	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть
Генераторы переменного тока серии AT (165A-200A)		Есть	Есть		Есть	Есть
Генераторы переменного тока с большим корпусом серии 9 (140A-310A)		Есть	Есть	Есть	Есть	Есть
Несколько конфигураций генератора / двигателя
Двойной двигатель, по одному генератору на каждый		Да (требуется 2)		Да (требуется 2)	Есть	Есть
Один двигатель, два генератора			Есть	Да (требуется 2)	Есть	Есть

7805 Схема постоянного тока для зарядного устройства

Я собираюсь показать работу схем постоянного тока зарядного устройства.

Они используют несколько компонентов, 7805 и некоторые транзисторы.

Мы часто используем 7805 в регуляторе постоянного тока, 5В 1А. Многие цифровые схемы используют их в качестве источника. Он может поддерживать стабильное напряжение.

В даташите 7805 есть много полезных. Одно дело в том, что мы можем использовать их в качестве регулятора постоянного тока.

Это проще и удобнее, чем использовать транзисторные схемы.

Из-за персонального спектакля, состоящего из нескольких частей. Итак, легко становится схемой зарядного устройства.

Ну и что!

Представьте, что вы используете цифровой мультиметр, верно? Потому что он очень точен и прост в использовании.

Использует 9-вольтовую батарею в качестве основного источника энергии.

Когда мы часто применяем, это очень потребление. У него заканчивается энергия.

Нужно поменять на новый.

Что ты умеешь?

Используйте аккумулятор на 9 В (8,4 В). Его можно заряжать более 200 раз, так что оно того стоит.

Но нам нужен правильный способ зарядки.

Позвольте мне показать вам хорошее зарядное устройство для никель-металлгидридных аккумуляторов на 9 В.

Конечно, когда дочитали. Вы можете использовать его для зарядки любого аккумулятора, например 7.Аккумулятор 2В, 12В и др. Как ваши идеи.

Схема идеи

Во-первых, следует знать об этой батарее раньше, как на рисунке 1. Более подробная информация о следующем:

# 1. Это никель-металлгидридный тип, имеет множество функций:

• Без эффекта памяти. Вам не нужно исчерпывать емкость. Перед зарядкой.
• Сильный ток.
• Дешево!
• И еще более популярны.

Рисунок 1: Пример никель-металлгидридной аккумуляторной батареи на 9 В.
Если вы ищете это на Amazon. Щелкните здесь

# 2. Enough Energy — выходное напряжение около 8,4 В при условии 200 мАч (приложенный ток 200 мА в течение 1 часа).

Даже, просто напряжение всего 8,4 В. Но можно заменить обычную 9-вольтовую батарею.

Потому что он может обеспечивать постоянный ток, достаточный для использования в течение длительного времени.

№ 3. Зарядка по току — Согласно этикетке, зарядка разделена на 2 типа:

• Стандартная модель — с током 20 мА в течение 10–15 часов.
• Fast модель — с током 50 мА в течение 5 часов.

На всех моделях используйте напряжение от 20% до 50% или только напряжение постоянного тока от 12 В до 18 В.

Когда мы знаем достаточно. Давайте посмотрим на схему постоянного тока. Или регулятор тока на IC-7805 лучше.

Рисунок 2: Базовый регулятор постоянного тока или тока с использованием 7805

В таблице данных можно увидеть, что резистор-R1 пропускает ток от вывода вывода IC к нагрузке. Затем он также подключает токовый выход к заземлению.

Схема внутри 7805 может поддерживать постоянный выходной ток. Даже меняем любое входное напряжение. Но не забывайте, что он работает при входном напряжении 5 В.

Что еще? Хотите узнать, как найти R1?

Если да, прочтите ниже…

Как найти значение R1

Вы можете найти постоянную тока с помощью простой формулы:

IO = 5V / R1

Определено:

IO: ток постоянный выход
5V: Напряжение IC-7805
R1: Resistance-R1

В этом случае я хочу подавать постоянный ток 50 мА или 0.05А.

Так что попробуйте что-нибудь новое, чтобы узнать R1 следующим образом:

R1 = 5V / 0,05A
= 100 Ом

Это просто?

Рисунок 2, основная постоянная тока IC-7805

Схема практического применения

При получении концептуальной схемы. Затем протестируйте схему как эту идею.

На вид хорошие результаты.

А, должен иметь светодиод для индикации клеммы подключения аккумулятора.

Конечно, аккумулятор должен питаться постоянным током.

Итак, новый дизайн, показанный на рис. 3.

Когда мы тестируем схему. Работает хорошо, время зарядки около 5 часов.

Затем измерьте ток заряда около 70 мА. Возникает слишком много токов.

Потому что через светодиоды LED1 и R2 протекает ток. Какой аккумулятор не греется.

Рисунок 3 реальная схема зарядного устройства постоянного тока от LM7805

Для других устройств, которые вы хорошо знакомы с F1, T1, D1-D4, C1 и C2, есть блок питания постоянного тока.Напряжение на С1 составляет 16В, а подавать его примерно 0,5А. Из-за случившегося у меня установлен трансформатор на 0,5 А.

Вы когда-нибудь задумывались, зачем светодиод подключен к батарее.

Но отсоедините аккумулятор. Светодиод погаснет.
— При попытке измерить падение напряжения на R1, включенном без зарядки, не будет никакого напряжения вообще.

Но при подключении зарядки аккумулятора появляется падение напряжения на R1, всегда будет 5 В, даже если мы используем аккумулятор любого типа или короткое замыкание.

___Эта особенность, вы также понимаете ее, как и я, когда напряжение и сопротивление не меняются, поэтому ток, протекающий через R1, также должен быть стабильным. И ток на выходе тоже такой же.

Посмотрите на 7805 распиновку

Как он строится и применяется

Для этого зарядного устройства постоянного тока вы делаете печатную плату в виде медной схемы на рисунке 4 и припаиваете все части на компоновке компонентов, как на рисунке 5

Рисунок 4 Схема односторонней печатной платы фактического размера

Рисунок 5 Компоновка компонентов

__R1, Должна быть рассчитана для соответствия батарее и если ток превышает 0.3A должен удерживать радиатор с IC1.

Рисунок 6 — зарядное устройство постоянного тока с постоянным током, использующее LM7805
В прототипах я использую универсальную печатную плату. Из-за небольших устройств и простоты сборки.

Рис. 6 Применение этого проекта

Однако недостатком этой схемы является отсутствие таймера по окончании работы в течение 5 часов, затем отключение питания от батареи, чтобы защитить батарею от перегрева.

Списки компонентов

IC1: LM7805
D1-D5: 1N4007, 1A 1000V Диод
LED1: Светодиод, как вам нужно
0.Резисторы 5 Вт, допуск: 5%
R1: 100 Ом
R2: 180 Ом

Электролитический конденсатор
C1: 1000 мкФ 25 В
C3: 100 мкФ 25 В
C2, C4: 0,01 мкФ 100 В, майларовый конденсатор
T1: 12 В 0,5 A трансформатор
Другие детали, предохранители, печатная плата, провода и т. д.

Зарядное устройство постоянного тока для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов

Это старая, но очень эффективная схема зарядного устройства для аккумуляторов Nicad. Из-за принципа зарядки постоянным током А, управляемым постоянным напряжением.Высокая эффективность. Уменьшите беспокойство по поводу перезаряжаемых батарей на долгое время. Мы используем простой IC-7805, который должен знать каждый. Для контроля постоянного напряжения. Поддерживаем цепи постоянного тока на транзисторах. И надежность, чем при использовании одного резистора.

Как эта схема. Простое зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов с мелкими деталями

Обычно никель-кадмиевые аккумуляторы часто используют ток в качестве стабильного зарядного устройства. Эта схема была разработана для использования в вышеупомянутом аккумуляторном блоке 1 типа.25 В x 4 — это группа моделей AA, 50 мА, или ячейка 1,25 В, модель C, 250 мА при построении последовательного порта. И может прекрасно украсить другие ценности становится проще.

Следуйте схеме резистора R1 и R2, используйте точное выходное напряжение. Пока нет оценки холостого хода, через резисторы R6 и R7 через резисторы R6 и R7 будет протекать 8V токовый выход. А при увеличении размера транзистор Тр1 в результате спокойно работает, сделайте так, чтобы точка Y имела высокий рост. Быть TR2 работать, а точка Z — добавлять меньше.

Уменьшает снижение выходного напряжения и снижение тренда до достижения точки равновесия фильтрации резисторов R6 и R7.Он должен пережить эксперимент, а значит, правильно использовать амперметр.

Но эта схема все же не так хороша, как производительность. Nicad Battery Charger с использованием LM317T
и для базового: Простое зарядное устройство Ni-cad с мелкими деталями

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ЧЕРЕЗ ЭЛЕКТРОННУЮ ПОЧТУ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Отсутствует

Код 404 страница не найдена. К сожалению, страница отсутствует или перемещена. Ниже приведены основные подразделы этого сайта. Главная страница General Electronics Мой канал электроники на YouTube Проекты микроконтроллеров Arduino Raspberry Pi и Linux Возвращение к регистрам порта Arduino Digispark ATtiny85 с расширителем GPIO MCP23016 Программа безопасной сборки H-Bridge Построить управление двигателем с H-мостом без фейерверков H-мост MOSFET для Arduino 2 Гистерезис компаратора и триггеры Шмитта Учебное пособие по теории компараторов Эксплуатация и использование фотодиодных схем Реле постоянного тока на полевых МОП-транзисторах с оптопарой и фотоэлектрическими драйверами Подключение твердотельных реле Crydom MOSFET Учебное пособие по схемам фотодиодных операционных усилителей Входные цепи оптопары для ПЛК h21L1, 6N137A, FED8183, TLP2662 Оптопары с цифровым выходом Цепи постоянного тока с LM334 LM334 Цепи CCS с термисторами, фотоэлементами LM317 Цепи источника постоянного тока TA8050P Управление двигателем с Н-мостом Оптическая развязка управления двигателем с Н-мостом Управление двигателем с Н-мостом на всех NPN транзисторах Базовые симисторы и тиристоры Твердотельные реле переменного тока с симисторами Светоактивированный кремниевый управляемый выпрямитель (LASCR) Базовые схемы транзисторных драйверов для микроконтроллеров ULN2003A Транзисторная матрица Дарлингтона с примерами схем Учебное пособие по использованию силовых транзисторов Дарлингтона TIP120 и TIP125 Управление силовыми транзисторами 2N3055-MJ2955 с транзисторами Дарлингтона Общие сведения о биполярных транзисторных переключателях Учебное пособие по переключению N-канального силового полевого МОП-транзистора Учебное пособие по переключателю P-Channel Power MOSFET Построение транзисторного управления двигателем с H-мостом Управление двигателем с Н-мостом и силовыми МОП-транзисторами Больше примеров схем H-моста мощного полевого МОП-транзистора Построение мощного транзисторного управления двигателем с H-мостом Теория и работа конденсаторов Построить вакуумную трубку 12AV6 AM Radio Катушки для высокоселективного кристаллического радио Добавление двухтактного выходного каскада к аудиоусилителю Lm386 Исправление источника питания Основные силовые трансформаторы Схемы транзисторно-стабилитронного стабилизатора Уловки и подсказки для регуляторов напряжения серии LM78XX Биполярные источники питания Создайте регулируемый источник питания 0-34 В с Lm317 Использование датчиков Холла с переменным током Использование переключателей и датчиков на эффекте Холла Использование ратиометрических датчиков на эффекте Холла Использование датчиков Холла с Arduino-ATMEGA168 Простой преобразователь от 12-14 В постоянного тока до 120 В переменного тока Глядя на схемы оконного компаратора Автоматическое открытие и закрытие окна теплицы La4224 Усилитель звука мощностью 1 Вт Управление двигателем H-Bridge с силовыми МОП-транзисторами Обновлено Обновлено в сентябре 2017 г .: Веб-мастер Раскрытие Бристоль, Юго-Западная Вирджиния Наука и технологии 2017 Обновления и удаления веб-сайтов Электроника для хобби Конституция США Христианство 101 Религиозные темы Электронная почта »Главная » Электронное письмо »Пожертвовать » Преступление »Электроника для хобби » Защита окружающей среды »Расизм »Религия »Бристоль VA / TN »Архив 1 »Архив 2 »Архив 3 »Архив 4 »Архив 5 » Архив 6 »Архив 7 »Архив 8 »Архив 9 Веб-сайт Авторские права Льюис Лофлин, Все права защищены.

Транзисторный регулятор напряжения

---

---

(источник: Electronics World , август 1963 г.)

ДЖОН Р. ГЁРКИ / Служба связи Хеллера

КОЛИЧЕСТВО компаний мобильной радиосвязи используют автомобильный аккумулятор и комбинация двигатель-генератор для оснащения испытательного радиостенда низковольтным оборудованием, сильноточная мощность. Однако гораздо больше магазинов используют аккумуляторные батареи и зарядное устройство. Немногие компании, если таковые имеются, будут использовать обычные низковольтные блок питания, преобразующий 117-вольтный a.c. линия на сильноточный постоянный ток В Причина этого в том, что обычный источник питания обычно имеет очень плохое регулирование напряжения для требований по току, которые сильно колеблются при кнопка передачи радиоприемника нажимается и отпускается. Также на выходе Импеданс источника питания обычно высокий по сравнению с сопротивлением накопителя. аккумулятор. Можно приобрести регулируемый низковольтный сильноточный источник питания, но это будет сравнительно дорого, и приложение может не гарантировать такие затраты.

——— Простой транзисторный стабилизатор последовательного с обычным авторегулятором.

Комбинация автомобильного аккумулятора и зарядного устройства, вероятно, наиболее популярны у сервисных инженеров. Зарядное устройство подключено к аккумулятору а затем включается, когда радиостанция ставится на верстак для обслуживания. После радио отремонтировано и отключено от источника, разрешено зарядное устройство поработать некоторое время, чтобы снова разрядить аккумулятор.

Затем необходимо выключить зарядное устройство и отсоединить аккумулятор так, чтобы он не разряжается через блок питания. Неудобство просмотра над аккумулятором, чтобы он не перезарядился, и отключите его, чтобы не разряжается, устраняется обычным автомобилем регулятор напряжения, как будет описано.

Рис. 1. Принципиальная схема обычного тройного реле напряжения и тока. регулятор, используемый в автомобилях.

Регулятор стандартного напряжения

Стандартный регулятор напряжения (рис. 1) состоит из трех основных компонентов. Первое из них — реле отключения RL3.

Это реле нормально разомкнуто, когда двигатель работает медленно или не работает. вообще и предотвращает разряд аккумулятора обратно через генератор. Когда двигатель работает и мощность генератора начинает расти, ток идет от генератора через последовательные и шунтирующие катушки к заземляет и подает питание на реле; подключение генератора к аккумулятору.Второе реле, RL2, представляет собой вибрационный регулятор тока, который управляет выходной ток генератора с шунтирующей обмоткой. Этот регулятор сохраняет токовый выход генератора в безопасных пределах, поскольку генератор с шунтирующей обмоткой не имеет встроенных функций ограничения тока.

Третий компонент — реле контроля напряжения вибрации, RL1. Весна натяжение якоря регулятора напряжения реле удерживает контакты закрывается, пока выход генератора не достигнет заданного напряжения.Как напряжение приближается к этому значению, ток через обмотку катушки намагничивает сердечник достаточно, чтобы опустить якорь, тем самым размыкая контакт точки. Это подключает сопротивление последовательно с обмоткой возбуждения и снижает выходное напряжение.

Биметаллический шарнир обычно используется на якоре регулятора, чтобы для размыкания точек контакта в холодную погоду потребуется большее напряжение поскольку для зарядки аккумулятора в холодных условиях необходимо более высокое напряжение.

Транзисторный регулятор напряжения

Транзисторный электромеханический регулятор напряжения — это просто обычный автомобильный регулятор, подключенный к транзисторной схеме, которая занимает место функции поля генератора. См. Рис. 2. Используется с обычным нерегулируемый источник питания или зарядное устройство и аккумулятор на 12 вольт. Реле регулятора напряжения и тока штатного регулятора управления ток возбуждения генератора путем добавления сопротивления к нормально заземленный конец цепи возбуждения.Резисторы, найденные на оригинальном регуляторе должны быть удалены в транзисторном приложении, так как реле будут теперь используется для управления базовым током силового транзистора.

Реле отключения работает в транзисторной системе так же, как и в автомобиле. Когда блок питания включен, ток течет через серийная и шунтирующая обмотки. Два результирующих магнитных поля действуют в том же направлении и добавить, чтобы потянуть вниз якорь реле, подключив аккумулятор к питанию через транзистор.

Когда источник питания отключен, напряжение батареи выше, чем напряжение питания (заряд остался в конденсаторах фильтра), обратный ток течет от АКБ к земле в шунтирующей обмотке и от АКБ к источнику питания на землю в последовательной обмотке. Эти два течения теперь будет создавать противоположные полюса в сердечнике выреза и магнитного потяните за фиксаторы якоря реле, размыкая цепь, чтобы аккумулятор не разряжать обратно через блок питания.

— Нижняя сторона радиатора транзистора, показывающая размещение основания резистор смещения. Обратите внимание на подключение к изолированной клеммной колодке.

Регулятор тока RL2 ограничивает максимальную величину протекающего тока. из источника питания. Полный ток зарядки, идущий на аккумулятор должен проходить через обмотку катушки регулятора тока. Это текущие наборы магнитное поле и потянуть за якорь реле. Если текущий (и результирующее магнитное притяжение) превышает то, при котором натяжение якоря установлен, реле размыкается, отсоединяя базу транзистора от земли и отключение тока, идущего к батарее.Как только цепь в открытом состоянии, однако, поле регулятора схлопывается и реле возвращается в исходное положение. Этот, в свою очередь, снова настраивает поле и процесс повторяется от 150 до 250 раз в секунду. Это действие служит для предотвращения превышения энергопотребления. его максимальная номинальная токовая нагрузка.

Рис. 2. Схема использования последовательного транзистора.

Для удвоенного токового выхода можно использовать второй транзистор.

Регулятор напряжения RL1 регулирует максимальное напряжение на клеммах аккумуляторной батареи.Когда напряжение аккумулятора достигает некоторого заданного напряжения во время зарядки (около 15 вольт) ток в обмотке шунта создает достаточно магнитного сила тянуть якорь реле вниз против натяжения пружины. Этот открывает цепь базы транзистора и отключает зарядный ток. Когда напряжение аккумулятора немного уменьшается, магнитное поле ослабевает. и позволяет контактам снова замкнуться. Это включает транзистор и позволяет источнику питания снова зарядить аккумулятор.Этот цикл повторяется от 50 до 200 раз в секунду, чтобы вызвать вибрацию якоря и т. удерживайте напряжение на достаточно постоянном уровне.

——-

Детали конструкции простой схемы последовательного регулятора, которая спроектирована для использования с нерегулируемым настольным источником питания или зарядным устройством и аккумуляторной батареей. Занят для обслуживания мобильной радиосвязи.

———

Когда питание включено и контакты RL1 и RL2 замкнуты, около 600 мА.базовых текущих потоков; транзистор теперь «повернут» включен или насыщен. Сопротивление коллектор-эмиттер очень низкое (около 0,080 Ом) и максимальный ток коллектора (ток зарядки). Когда контакты RL1 или RL2 размыкаются из-за чрезмерного напряжения или тока, базовый ток не протекает, и транзистор «повернут» выкл. «или отрезать. Сопротивление коллектора к эмиттеру очень высокое; приближающийся состояние разомкнутой цепи.

RL1 можно регулировать в диапазоне напряжений, изменяя натяжение пружины. на реле якоря.RL2 следует отрегулировать, чтобы ограничить ток коллектора. до 10 ампер при использовании одного транзистора. Если больше зарядного тока требуется, можно подключить еще один транзистор (Q2), как показано на рис. 2 пунктирными линиями. Два транзистора могут выдерживать ток 20 ампер, обеспечивая используемый блок питания способен выдерживать 20 ампер при 16 вольт Округ Колумбия.

Регулятор, показанный на фотографиях, был сконструирован для зарядного тока. 5 ампер при 16 вольт.Транзистор должен иметь коллекторный ток. номинал, достаточный для выдерживания желаемого зарядного тока. Показанный это 2N174.

Однако можно использовать силовой транзистор 2N277, 2N278 или 2N441. Четный некоторые транзисторы «по выгодной цене» могут использоваться в большинстве случаев, так как максимальное напряжение коллектор-эмиттер составляет 16 вольт или меньше.

При установке транзистора на радиатор немного силиконовой смазки. должен быть помещен между ним и радиатором для лучшей теплопроводности.