Диоды для пуско зарядного устройства
На чтение 11 мин. Просмотров 3 Обновлено
Это зарядное устройство я сделал для зарядки автомобильных аккумуляторов, выходное напряжение 14.5 вольт, максимальный ток заряда 6 А. Но им можно заряжать и другие аккумуляторы, например литий-ионные, так как выходное напряжение и выходной ток можно регулировать в широких пределах. Основные компоненты зарядного устройства были куплены на сайте АлиЭкспресс.
Вот эти компоненты:
Еще потребуется электролитический конденсатор 2200 мкФ на 50 В, трансформатор для зарядного устройства ТС-180-2 (как распаивать трансформатор ТС-180-2 посмотрите в этой статье), провода, сетевая вилка, предохранители, радиатор для диодного моста, крокодилы. Трансформатор можно использовать другой, мощностью не менее 150 Вт (для зарядного тока 6 А), вторичная обмотка должна быть рассчитана на ток 10 А и выдавать напряжение 15 – 20 вольт. Диодный мост можно набрать из отдельных диодов, рассчитанных на ток не менее 10А, например Д242А.
Провода в зарядном устройстве должны быть толстые и короткие. Диодный мост нужно закрепить на большой радиатор. Необходимо нарастить радиаторы DC-DC преобразователя, или использовать для охлаждения вентилятор.
Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Сборка зарядного устройства
Подсоедините шнур с сетевой вилкой и предохранителем к первичной обмотке трансформатора ТС-180-2, установите диодный мост на радиатор, соедините диодный мост и вторичную обмотку трансформатора. Припаяйте конденсатор к плюсовому и минусовому выводам диодного моста.
Подключите трансформатор к сети 220 вольт и произведите замеры напряжений мультиметром. У меня получились такие результаты:
- Переменное напряжение на выводах вторичной обмотки 14.3 вольта (напряжение в сети 228 вольт).
- Постоянное напряжение после диодного моста и конденсатора 18.4 вольта (без нагрузки).
Руководствуясь схемой, соедините с диодным мостом DC-DC понижающий преобразователь и вольтамперметр.
Настройка выходного напряжения и зарядного тока
На плате DC-DC преобразователя установлены два подстроечных резистора, один позволяет установить максимальное выходное напряжение, другим можно выставить максимальный зарядный ток.
Включите зарядное устройство в сеть (к выходным проводам ничего не подсоединено), индикатор будет показывать напряжение на выходе устройства, и ток равный нулю. Потенциометром напряжения установите на выходе 5 вольт. Замкните между собой выходные провода, потенциометром тока установите ток короткого замыкания 6 А. Затем устраните короткое замыкание, разъединив выходные провода и потенциометром напряжения, установите на выходе 14.5 вольт.
Защита от переполюсовки
Данное зарядное устройство не боится короткого замыкания на выходе, но при переполюсовке может выйти из строя. Для защиты от переполюсовки, в разрыв плюсового провода идущего к аккумулятору можно установить мощный диод Шоттки. Такие диоды имеют малое падение напряжения при прямом включении. С такой защитой, если перепутать полярность при подключении аккумулятора, ток протекать не будет. Правда этот диод нужно будет установить на радиатор, так как через него при заряде будет протекать большой ток.
Подходящие диодные сборки применяются в компьютерных блоках питания. В такой сборке находятся два диода Шоттки с общим катодом, их нужно будет запараллелить. Для нашего зарядного устройства подойдут диоды с током не менее 15 А.
Нужно учитывать, что в таких сборках катод соединен с корпусом, поэтому эти диоды нужно устанавливать на радиатор через изолирующую прокладку.
Необходимо еще раз отрегулировать верхний предел напряжения, с учетом падения напряжения на диодах защиты. Для этого, потенциометром напряжения на плате DC-DC преобразователя нужно выставить 14.5 вольт измеряемых мультиметром непосредственно на выходных клеммах зарядного устройства.
Как заряжать аккумулятор
Протрите аккумулятор тряпицей смоченной в растворе соды, затем насухо. Выверните пробки и проконтролируйте уровень электролита, если необходимо, долейте дистиллированную воду. Пробки во время заряда должны быть вывернуты. Внутрь аккумулятора не должны попадать мусор и грязь. Помещение, в котором происходит заряд аккумулятора должно хорошо проветриваться.
Подключите аккумулятор к зарядному устройству и включите устройство в сеть. Во время заряда напряжение будет постепенно расти до 14.5 вольт, ток будет со временем уменьшаться. Аккумулятор можно условно считать заряженным, когда зарядный ток упадет до 0.6 – 0.7 А.
Представляю Вашему вниманию мощное пуско-зарядное устройство для заряда автомобильных аккумуляторных батарей напряжением 12 и 24 вольт, а так же запуска двигателей легковых и грузовых автомобилей с соответственными напряжениями.
Его электрическая принципиальная схема:
Источником питания для пуско-зарядного устройства служит 220 вольт промышленной частоты. Мощность, потребляемая от источника может составлять от десятков ватт в режиме заряда (когда аккумуляторы почти заряжены и имеют напряжение 13.8 – 14.4 вольта или 27.6 – 28.8 вольта для пары, соединённой последовательно) до нескольких киловатт в режиме запуска стартера двигателя авто.
И в режиме «Пуск» и в режиме «Заряд» силовой трансформатор включается одним и тем же магнитным пускателем КМ1, у которого напряжение катушки составляет 220 вольт, а ток, коммутируемый контактами порядка 20-25 ампер.
Самая главная часть пуско-зарядного устройства – силовой трансформатор. Моточных данных силового трансформатора давать не буду, так как не думаю что все бросятся копировать один в один, скажу лишь на что следует, на мой взгляд, обратить внимание. Как уже заметили из схемы – трансформатор имеет вторичную обмотку с ответвлением от средины. Здесь, при расчетах, а потом и на практике необходимо установить напряжение на выходе устройства (зажимах на аккумуляторах – проще крокодилах), учитывая и падение напряжения на диодах (в моем варианте Д161-250) в рамках 13.8-14.4 вольта для режима 12 вольт и 27.6-28.8 для 24 вольтового режима, при токе нагрузки до 30 ампер. Крокодилы использовал от массы сварочного аппарата, соответсвенно плюсовую покрасил в красный цвет.
Режим 12/24 вольта устанавливается контакторами КМ2, КМ3, силовые контакты которых, рассчитанные на 80 ампер, соединены параллельно, что в сумме дает 240 ампер.
В цепи по стороне 12/24 вольта установлен шунт, а в разрыв цепи амперметра – контакты магнитного пускателя режима « Заряд ». Данный амперметр должен измерять ток заряда. Граница шкалы в моем варианте составляют 0…30 А. Цепь замыкается в режиме заряда.
Отдельно хотелось бы поговорить о режиме «
И, не забывайте, в диодном мосте необходимо учитывать что два диода работают последовательно, то есть падение напряжение необходимо умножить на два.
Из недостатков данной схемы могу выделить лишь зависимость напряжения сети к току заряда. Так как мой вариант будет использоваться на СТО, где мало изменяется напряжение сети и основная его задача запуск грузовых автомобилей с напряжением 24 вольта, то не вижу необходимости в усложнении конструкции. Но решением проблемы может служить установке автотрансформатора, через свободные контакты магнитного пускателя КМ4, параллельно КМ1. С уважением, AZhila.
Зарядно-пусковое устройство представленное в этой статье позволяет запустить автомобиль в зимнее время. Как известно пуск в зимнее время двигателя внутреннего сгорания автомобиля с подсевшим аккумулятором требует много сил и времени.
Плотность электролита, вследствие продолжительного хранения, существенно понижается, а протекающий внутри аккумулятора процесс сульфатации увеличивает внутреннее сопротивление его, тем самым, уменьшая стартовый ток аккумулятора. Плюс ко всему, в зимнее время повышается вязкость моторного масла, что требует от автомобильного аккумулятора большей стартовой мощности.
Как известно, облегчить пуск автомобиля зимой можно несколькими способами:
- разогреть масло в картере авто;
- завести машину от другой машины с надежным аккумулятором;
- завести «с толкача»;
- применить зарядно-пусковое устройство (ЗПУ).
Вариант с применением пускового устройства более удобен при хранении автомобиля в гараже либо на платной стоянке, где есть возможность подключить пусковое устройство к электросети. Помимо этого данное
В основном в промышленных образцах зарядно-пускового устройства, аккумулятор подзаряжается от источника питания средней мощности имеющий номинальный ток в пределах до 5А, которого, как правило, не хватает для непосредственного отбора тока стартером автомобиля. Несмотря на то что внутренняя емкость автомобильных аккумуляторных ПЗУ весьма велика (у некоторых моделях до 240 А/ч), но все же после нескольких заводов они, так или иначе «садятся», а быстро восстановить их заряд не получится.
Данное зарядно-пусковое устройство, отличается от промышленного прототипа незначительной массой и возможностью в автоматическом режиме поддерживать рабочее состояние аккумулятора ПЗУ, вне зависимости от срока хранения или эксплуатации. Даже если в ПЗУ нет внутреннего аккумулятора, он все равно может кратковременно выдать пусковой ток до 100А. Также существует неплохая схема зарядного устройства для аккумулятора с регулировкой тока заряда.
Для восстановления пластин аккумулятора и снижения температуры электролита во время зарядки, в зарядно-пусковом устройстве предусмотрен режим регенерации. В данном режиме происходит чередования импульсов зарядного тока и пауз.
Принципиальная схема
Схема пускового зарядного устройства содержит симисторный регулятор напряжения (VS1), силовой трансформатор (T1), выпрямитель на мощных диодах (VD3, VD4) и стартерный аккумулятор (GB1). Ток подзарядки выбирается регулятором тока на симисторе VS1, его ток регулируется переменным резистором R2 и зависит от емкости аккумулятора.
Входная и выходная цепи зарядки имеют конденсаторы фильтра, который уменьшает степень радиопомех при работе симисторного регулятора. Симистор VS1 обеспечивает регулировку тока зарядки при разбросе напряжения сети в пределах от 180 до 220 В.
Обвязка симистора состоит из R1-R2-C3 (RC цепь), динистора VD2 и диодного моста VD1. Константа времени RC — цепи влияет на момент открытия динистора (отсчитывая от начало сетевого полупериода), который включен в диагональ выпрямительного моста через ограничительный резистор R4. Выпрямительный мост осуществляет синхронизацию включение симистора в обоих полупериодах сетевого напряжения. В режиме «Регенерация» применяется только один полупериод сетевого напряжения, что способствует отчистке пластин аккумулятора от имеющейся кристаллизации. Конденсаторы С1 и С2 уменьшают степень помех от симистора в сети до приемлемых уровней.
Детали
В зарядно-пусковом устройстве применен силовой трансформатор от телевизора «Рубин». Возможно также использование трансформатора типа ТСА-270. Перед тем как перемотать вторичные обмотки (первичные остаются без изменений), каркасы отделяются от железа, все бывшие вторичные обмотки (до фольги экранов) удаляют, а на освободившееся место наматывают медным проводом сечением 1,8…2,0 мм2 в один слой (до заполнения) вторичные обмотки. В результате перемотки напряжение одной обмотки должно получиться примерно 15… 17 В.
Для визуального контроля зарядного и пускового тока в схему зарядно-пускового устройства введен амперметр с шунтирующим резистором. Сетевой выключатель SA1 должен быть рассчитан на максимальный ток 10 А. Сетевой переключатель SA2 (типа ТЗ или П1Т) позволяет выбрать максимальное напряжение на трансформаторе в соответствии с напряжением сети. Внутреннего аккумулятора марки 6СТ45 или 6СТ50 должно хватить на 3-5 одновременных пусков. Резисторы в ЗПУ можно применить типа МЛТ или СП, конденсаторы С1,С2 — КБГ-МП, C3 – МБГО, С4 — К50-12, К50-6. Диоды Д160 (без радиаторов) можно поменять на другие с допустимым током более 50 А, симистор — типа ТС. Подсоединение ЗПУ к аккумулятору автомобиля необходимо производить мощными зажимами «Крокодил» (на рабочий ток до 200 А). В устройстве важно применить заземление.
Настройка
При настройке к устройству подсоединяется (соблюдай полярность!) внутренний аккумулятор GB1, и испытывается регулировка зарядного тока резистором R2. Затем проверяется зарядный ток в режиме заряда, пуска и регенерации. Если ток не более 10…12А, то ЗПУ находится в рабочем состоянии. При подсоединении зарядно-пускового устройства к аккумулятору автомобиля, ток заряда вначале должен возрасти примерно 2-3 раза, а через 10 — 30 мин понизиться до первоначального значения. После этого переключатель SA3 щелкается в режим «Пуск», и происходит завод двигателя автомобиля. В случае неудачной попытки завести двигатель, производится дополнительная подзарядка в течение 10 — 30 мин, и попытка повторяется.
|
Трансформаторные ЗУ для автомобильных аккумуляторов с высоким КПД: простейшие на гасящих конденсаторах, а также импульсные
на тиристорах, симисторах и мощных полевых транзисторах. Рис.1 Спаяв схему, приведённую на Рис.1 слева, и озадачившись соблюдением техники безопасности, а также полярности подключения ЗУ к АКБ,
получаем вполне себе работоспособное устройство, обеспечивающее нормированный и постоянный ток заряда подопечного аккумулятора. Ещё одна простая и бюджетная схема зарядного устройства для аккумулятора с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч представлена на Рис.2.
Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока
производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы
C1-C4. В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около 300 Вт, в том числе и самодельный. Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22–24 В при токе до 10–15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д214 или Д242. Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее 300 кв. см. Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже 300 В. Подойдут, к примеру, МБЧГ, КБГ-МН,
МБГО, МБГП, МБМ, МБГЧ. Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой
техники. В качестве PU1 использован вольтметр постоянного тока типа М5−2 с пределом измерения 30 В. PA1 — амперметр того же типа с
пределом измерения 30 А. Далее будут приведены импульсные (ключевые) зарядные устройства, построенные по другому принципу, но также отличающиеся низким собственным энергопотреблением. Одними из первых импульсных ЗУ, появившихся на рынке, были тиристорные устройства. Из числа удачных простых разработок можно привести схему тиристорного зарядного устройства из книги уважаемого Т. Ходасевича «Зарядные
устройства», многократно повторённую многочисленной радиолюбительской братвой и изображённую на Рис.3. Вот что пишет автор:
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. Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего
трансформатора Т1 через диодный мост VDI…VD4. Конденсатор С2 — К73-11, ёмкостью от 0,47 до 1 мкФ, или К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП. Несколько лучше и надёжнее работают импульсные зарядные устройства, в которых коммутирующий элемент выполнен на симметричном
(двухполярном) аналоге тиристора — симисторе.
Описываемое ниже простое зарядное устройство имеет широкие пределы регулирования зарядного тока — практически от 0 до 10А и может быть
использовано для зарядки различных аккумуляторов на напряжение 12В. Вместо резистора R6 можно установить лампу накаливания на напряжение 12В мощностью 10Вт. Несколько упростить описанное выше устройство можно применив в его высоковольтной части динистор (Рис.5). Рис.5 Данную схему с диаграммами мы подробно рассмотрели на странице ссылка на страницу. Поэтому повторяться не буду, скажу лишь, что наличие снабберной цепи, показанной на схеме синим цветом — обязательно. В качестве нагрузки выступает первичная обмотка сетевого трансформатора. В современных зарядных устройствах в качестве переключающего (регулирующего) элемента практически повсеместно используются мощные полевые транзисторы. Одно из подобных устройств было подробно описано в журнале Радио №5 2011г на странице 44. Рис.6
Блок управления зарядным устройством представляет собой импульсный генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2 (см. схему на рис. 6)
и позволяющий регулировать скважность импульсов, буферный усилитель — инвертор на элементах DD1.3 и DD1.4 и переключающий регулирующий
элемент — полевой транзистор VT1. Рис.7
Описанный узел управления также можно использовать в осветительных и нагревательных приборах, для изменения частоты вращения коллекторных
электродвигателей. При этом питающее напряжение устройств можно варьировать в широких пределах, определяемых максимально допустимыми
параметрами для переключательного транзистора и, конечно же, выпрямителя. В частности, используемый в узле транзистор IRFZ46N имеет
максимальную рассеиваемую мощность 107 Вт, максимальный ток через канал 53 А, максимальное напряжение сток—исток 55 В. Возможна его
замена транзистором IRFZ44N. В результате длительной или неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, что приводит к их деградации и последующему выходу из строя. Известен способ восстановления таких батарей методом заряда их «ассиметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбирается 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных. Рис.8
На Рис.8 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. Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22…25 В.
|
Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Ремонт.
В наше время автомобиль наконец-то стал не роскошью, а действительно средством передвижения, как и должно быть. И правильное обслуживание автомобиля — это немаловажный фактор для долговременной и безаварийной его эксплуатации. Одним из важных элементов автомобиля является аккумулятор, который так же как и все элементы нуждается в правильной эксплуатациии (зарядка, разрядка, уровень электролита, плотность электролита зимой, летом — всё это факторы влияющие на его работу и срок службы).У каждого уважающего себя и свой автомобиль автовладельца, имеется зарядное устройство для автомобиля, с помощью которого он помогает своему аккумулятору всегда быть в форме. В этой статье мы попытаемся отремонтировать одно из таких зарядных устройств для автомобильного аккумулятора.
Для начала, нам необходимо вскрыть наше зарядное усторйство, что бы получить доступ к его внутренним деталям. Для этого откручиваем болты, которыми привинчена крышка зарядного устройства к его корпусу, и снимаем её.
Как видим, наше зарядное устройство для зарядки аккумуляторов представляет собой самый примитивный аппарат для зарядки автомобильных аккумуляторов. В его состав входят: силовой трансформатор со множеством выводов, для набора разных диапазонов и величин выходного напряжения, галентный переключатель для возможности регулирования напряжения зарадки аккумулятора, амперметр для контроля тока зарядки аккумулятора, диодный мостик, состоящий из четырёх диодов, которые предназначены для выпрямления переменного напряжения, которое выдаёт нам силовой трансформатор (а именно для преобразования переменного напряжения в постоянное, необходимое для зарядки аккумклятора), ну и предохранитель, который защищает все это внутреннее оборудование зарядного устройства, от выхода из строя при коротких замыканиях и прочих режимов работы зарядного устройства, таких как перегрузка и др.
Вот приблизительно такая принципиальная электрическая схема данного автомобильного зарядного устройства.С внутренностями разобрались, и можем приступить к поиску неисправности автомобильного зарядного устройства.
Прежде всего, хочется напомнить Вам, что данные работы сопряжены с проведением измерений напряжений, прозвонкой элементов схемы и т.д. и т.п. Поэтому необходимы навыки работы с электрическими приборами, так как есть риск получить травмы разной степени тяжести, и если у Вас нет опыта в подобного рода работах и Вы не уверены в своих силах — лучше обратиться к специалистам.
Итак, приступим. Для начала нам необходимо убедится, что на силовой трансформатор поступает напряжение питания из сети.Идём по проводу питания и смотрим в какие именно точки он приходит на силовой трансформатор, и в этих точках измеряем напряжение питания трансформатора. Как видим из левой фотографии, на трансформаторе присутствует переменное напряжение величиной 232,8 вольт. Вот мы уже с уверенностью можем сказать, что кабель питания и предохранитель у нас исправны. Дальше измеряем напряжение на выходе автомобильного зарадного устройства, проанализировав, куда приходят провода, которые идут на аккумулятор. Незабываем при этом переключить мультиметр в режим измерения постоянного напряжения, так как в этой точке у нас должно быть постоянное напряжение. Из правой фотографии мы видим, что напряжение на выходе зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов отсутствует, так как мультиметр показывает 34 миливольта.
Теперь нам надо измерить напряжение на выходе силового трансформатора зарадного устройства для аккумуляторов.
Я замеряю наличие напряжения сразу на входе диодного мостика, тем самым проверяя работоспособность галентного переключателя выходного напряжения зарядного устройства.Из фоток видим, что напряжение на диодном мостике присутствует, значит силовой трансформатор зарядного, галентный переключатель и провода соединяющие всё это — исправны. Из фоток видно, что при переключении галентного переключателя напряжение на выходе меняется.
Значит, мы приходим к выводу, что неисправен диодный мостик, а именно диоды, которые входят в его состав. Чтобы проверить диоды, нам придется открутить их из схемы. Это и для удобства работы, и что бы ислючить влияние неисправных диодов на измерения. Суть работы диода заключается в пропускании положительной полуволны сетевого напряжения. Долго обяснять не буду, в этом нет необходимости, для проверки диода включаем мультиметр в режим прозвонки или режим проверки диодов.
Суть в том, что при приложении к диоду проводов мультиметра он в одном случае должен показывать некоторые величины, а при замене местами проводов (изменении полярности) при подключении к диоду, прибор не должен показывать никаких величин. В этом случае диод исправен.
Меняем неисправные диоды и проверяем работоспособность автомобильного зарядного устройства для аккумуляторов.
Зарядное для авто своими руками – инструкция – как сделать
Бывает, что приобрести зарядное устройство для автомобильного аккумулятора нет возможности – и тогда стоит попробовать сделать его собственными руками. Трудности будут, но все равно такая идея вполне реальна.
Причины, по которым вы однажды не сможете купить новую зарядку для автомобильного аккумулятора, могут быть разные: или дорого, или магазины закрыты или их просто нет рядом. Поэтому мы предложим различные варианты самодельной “зарядки”.
Зарядное устройство для аккумулятора должно быть надежным, ведь его приходится надолго оставлять под напряжением возле автомобиля. А такое стоит недешево
Предупредим сразу: даже если вы не имеете диплома электрика, сделать зарядное устройство своими силами можно. Вы сможете сами сделать корпус и несущую панель( раму), смонтировать на нем детали и приготовить провода для соединения деталей.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Как правильно «прикурить» авто, если сел аккумулятор
А вот когда дойдет очередь до собственно соединения клемм деталей между собой проводами, советуем попросить о помощи профессионального электрика. Да и в случае каких-либо сомнений стоит обратиться за консультацией к профессионалу.
Чтобы он проконтролировал важные моменты:
- Правильность подбора трансформатора и других компонентов
- Правильность соединения деталей между собой проводами
- Надежность изоляции там, где это необходимо
Схема простейшего зарядного устройства для АКБ несложная. Вместо готового диодного моста можно взять четыре отдельных диода (третья схема)
Как работает зарядное устройство
Зарядное устройство для аккумулятора – это прибор, который снижает напряжение бытовой сети 220 вольт до 13-14 вольт, одновременно преобразуя ток из переменного в постоянный (именно такой нужен аккумулятору). Также у многих “зарядок” есть схема, регулирующая силу тока, подаваемого на клеммы АКБ. Таким образом, зарядное устройство содержит лишь два-три основных компонента, которые вам понадобится раздобыть прежде всего.
Поэтому, вам понадобятся такие компоненты:
- Трансформатор для снижения напряжения с 220 до 20 вольт. Можно найти такой на барахолке, где продают старые радиодетали – от лампового телевизора, большой радиолы и тому подобное.
- Выпрямитель – диодный мост, спайку из 4-х диодов. Мост можно также соорудить самостоятельно из мощных диодов, а можно позаимствовать от старого автомобильного генератора.
- Провода многожильные – сечением жилы не менее 2,5 мм для соединения деталей и подключения к розетке 220 В и аккумулятору.
- Амперметр с пределами измерения 0-10 ампер.
- Два предохранителя – один на 0,5 ампер, второй – на 10 ампер с корпусами.
- Зажимы – ”крокодилы” и штепсельная вилка для сети 220 вольт.
Два вида соединений в электрических цепях: параллельное (слева) и последовательное (справа).
Что на самом деле трудно – и очень важно – так это правильно подключить трансформатор и соединить с ним выпрямитель – диодный мост. Здесь желательно обратиться за помощью к профессиональному электрику, тем более что некоторые легкодоступные трансформаторы (например, телевизионный ТС-180) имеют первичную и вторичную обмотки из двух частей каждая, и их надо тоже правильно соединить между собой.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Какое купить зарядное устройство для аккумулятора
После окончательной сборки зарядного устройства и проверки его опытным электриком прибор нужно наладить – имеется в виду в первую очередь ток зарядки. В самом простом случае он может быть нерегулируемым, но все равно его надо установить на определенном значении. После подключения «зарядки» к батарее следует в один из проводов, ведущих к АКБ, последовательно включить амперметр и проверить силу тока.
Чтобы сложить зарядное устройство для АКБ, понадобится буквально несколько вполне доступных компонентов. Главное – правильно их соединить
Если регулятор не планируется, желательно установить среднее значение тока – около 3-5 ампер (номинальный ток зарядки – 10% от емкости АКБ). Скорее всего, сначала ток окажется большим, поэтому для его снижения надо врезать в этот же провод последовательно резистор большой мощности (номинал в Омах подбирается расчетным путем) или 12-вольтную автомобильную лампочку. И от ее мощности (5, 21, 55 Ватт) будут зависеть сила тока.
Для обустройства простейшего регулятора тока можно установить в корпусе устройства несколько мощных (с большой теплоотдачей) резисторов, которые по очереди или одновременно вы будете потом включать в цепь подзарядки. Для удобства здесь понадобится определенный переключатель, который будет переключать провода между резисторами разного номинала.
Диодный мост нужен, чтобы сделать из переменного тока постоянный, мост состоит из 4-х диодов. Имейте в виду, что он снижает напряжение – примерно с 20 вольт до 14-ти.
Советы по изготовлению зарядного устройства
- Главное в электротехнике – безопасность. Ни экономия, ни дефицит материалов не могут послужить поводом для игнорирования безопасностью.
- Проектируя прибор, имейте в виду, что при работе он будет нагреваться, поэтому используйте термостойкие материалы: металл, гетинакс или текстолит, провода большого сечения и с надежной изоляцией
- Соединение проводов с клеммами компонентов схемы надо фиксировать не только пайкой, а предварительно еще и механическим путем – скруткой или загибанием жилы.
- Ток заряда имеет большое значение для долговечности аккумулятора, поэтому очень желателен амперметр. Даже если сначала вы не сможете установить этот прибор, оставьте на корпусе место для него, чтобы прокачать свою зарядку позже.
Рекомендация Авто24
Если финансовый вопрос для вас имеет большое значение, имейте в виду: качественное, то есть долговечное и безопасное зарядное устройство не может стоить дешево. Между тем, сделать такой добротный прибор своими руками вполне возможно, главное – заручиться поддержкой консультанта – профессионального электрика.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Как проверить, почему разряжается аккумулятор
Замена селенового выпрямителя в зарядном устройстве для аккумуляторов старинных автомобилей
Это мой первый пост здесь, и я просто натыкаюсь на ваш пост, так как мне нравится искать автомобильные зарядные устройства. Ответить на два вопроса и предложить способ улучшить зарядное устройство с минимальными изменениями (в конце).
Q1 : Можно ли заменить селеновые выпрямители кремниевыми?
A1 : Определенно ДА, на самом деле, большинство подобных ремонтов должны заменить. Это будет модернизация, которая заставит любое зарядное устройство работать лучше.НО следует позаботиться о том, чтобы правильно выбрать размер выпрямителя. Я считаю, что выбранный мост KBPC2510 достаточно надежен для вашего зарядного устройства, так как он рассчитан на 25 А, а на передней панели указано 10–12 ампер.
Q2 : Почему напряжение кажется выше ожидаемого, как вы измерили и сказали: «Настройка 6В и 12В дала мне 6,9В / 11,9В разомкнутой цепи, а при подключении к батарее выходы выросли с 6,8-8В для батареи 6В и 14-15,8В».
A2 : Похоже, ваше старое зарядное устройство в основном состоит из трансформатора и выпрямителя.В нем нет фильтрующих конденсаторов или регулирующих компонентов. Этот случай может быть подтвержден, поскольку вы могли измерить напряжение «холостого хода» с помощью мультиметра в напряжении постоянного тока, когда измеряется среднее значение постоянного напряжения , которое может несколько отличаться от реального среднеквадратичного значения. Выпрямленный синусоидальный сигнал со средним значением 11,9 В имеет ПИКОВОЕ значение, которое в Sqrt (2) раз больше: V_peak = 1,414 x V_avg = 1,414 x 11,9 В = 16,8 В Но у мостового выпрямителя падение напряжения на двух диодах (2 х 0.7 В), поэтому максимальное ожидаемое напряжение зарядки составляет:
V_max12 = V_peak — 1,4 В = 15,4 В
Если вы повторите это для настроек 6 В, вы найдете:
V_max6 = (6,9 x 1,414) — 1,4 = 8,3 В
Эти небольшие различия между рассчитанными выше и вашими измеренными значениями могут быть вызваны [Среднее x среднеквадратичное значение] и небольшими отклонениями в характеристиках диодов. Таким образом, батарея ведет себя как большой конденсатор, а напряжение батареи близко к пиковым расчетным напряжениям.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ с таким зарядным устройством — и способы их устранения:
- Не имеет защиты от короткого замыкания. Ситуация может ухудшиться, если старый трансформатор имеет слишком большой размер и может выдавать токи короткого замыкания более 25-30 А. Это привело бы к перегрузке по току для современных мостовых выпрямителей, менее прощающих злоупотребления (и порки), чем оригинальные селеновые.
- Не имеет защиты от обратной полярности. Это также может привести к серьезной перегрузке по току и повреждению выпрямителя Si-моста.
- Не ограничивает ток для сильно разряженных аккумуляторов.
- Конечное напряжение зарядки может быть слишком высоким, что может привести к выделению газа в аккумуляторе и сокращению срока его службы.
Возможные решения на случай непредвиденных обстоятельств , в то время как сохраняя свою первоначальную и старинную простоту и прочность:
- Установите фары 12 В последовательно — Установка 2 или 3 ламп дальнего света параллельно между ними (каждая около 50 Вт), последовательно с одним из кабелей зарядного устройства, может ограничить максимальный ток зарядки до менее 8 А или 12 А.Это защищает от короткого замыкания клемм = лампы загораются с полной яркостью 90%. Это также защищает, если клеммы в батарее подключены с обратной полярностью, лампы будут включаться, даже если зарядное устройство отключено (выключено), или лампы будут гореть «слишком ярко», если зарядное устройство уже включено. Это также ограничивает конечный ток зарядки и дает больше времени для отключения зарядного устройства при достижении желаемого напряжения батареи.
- Установить последовательно дополнительные выпрямительные диоды — Измерено 15.4–15,8 В — это слишком много для зарядки большинства аккумуляторов на 12 В. Конечное напряжение должно составлять около 14,4 В для объемной зарядки.
Один из способов добиться этого — использовать такое же падение напряжения от 0,7 В до 1,4 В с помощью другого мостового выпрямителя, выбрав
- от отрицательного к положительному (2 диода последовательно, работающих параллельно), чтобы получить падение 1,4 В, или
- от закороченных клемм переменного тока к положительной клемме (2 диода, включенных параллельно) для 0,7 В.
Примечание для Управление перегревом:
Оба выпрямительных моста должны иметь теплоотвод, возможно, даже с принудительной конвекцией (охлаждение вентилятором.) Тепло, выделяемое фарами, также выиграет от принудительной конвекции.
Надеюсь, эти комментарии помогут вам и другим товарищам.
Как выбрать изоляторы и сепараторы батарей
Контроль паразитных нагрузок (разряд аккумулятора) и правильное распределение электроэнергии имеют решающее значение для поддержания работы транспортных средств. Однако для этого необходимо уравновесить потребности батареи и электрической системы.
Дополнительные электрические нагрузки, такие как освещение, развлекательные системы, оборудование связи и другие аксессуары, продолжают потреблять энергию при выключенном двигателе.Для этих приложений очень важно иметь систему с несколькими батареями. Однако простое подключение дополнительных батарей к электрической системе транспортного средства может позволить вспомогательным батареям истощать энергию от основной батареи, препятствуя запуску двигателя и другим важным функциям.
Управление несколькими батареями — вот где в игру вступают изоляторы и разделители батарей. Однако, несмотря на то, что они кажутся очень похожими, они действуют по-разному.
Изоляторы
Изоляторы аккумуляторных батарей лучше всего рассматривать как распределительные точки в автомобильной электросистеме.Изоляторы, обычно построенные на диодах, обеспечивают равномерное распределение заряда между несколькими батареями и генератором переменного тока.
Многие 12-вольтовые электрические системы используют по крайней мере одну батарею для запуска двигателя, а другую — для питания аксессуаров. Такое расположение может представлять проблему, когда полностью заряженная батарея подключается к частично разряженной или разряженной батарее. Ток в полностью заряженной батарее будет стекать в менее заряженную батарею, пока оба не достигнут общего более низкого уровня заряда или, что еще хуже, полностью разрядятся.
Независимо от того, сколько батарей доступно, ток от одной батареи к другой будет продолжаться до тех пор, пока все батареи в электрической системе не достигнут одинакового уровня заряда, что может помешать запуску двигателя.
Изолятор батареи может полностью устранить проблему разрядки батареи. Роль изолятора заключается в том, чтобы генератор переменного тока помогал заряжать первичную батарею, в то же время не позволяя другим нагрузкам в системе зарядки разряжать первичную батарею.Используя диоды, позволяющие току течь только в одном направлении, изолятор батареи предотвращает передачу тока полностью заряженной основной батареей к частично заряженной вспомогательной батарее.
Ток может течь от генератора к обеим батареям, но не может течь от аккумуляторной батареи к нагрузкам в автомобиле. То же самое верно и в обратном направлении: если вы оставите фары автомобиля включенными, основная батарея автомобиля не разрядится.
При такой настройке каждая батарея изолирована и действует как независимый источник питания, позволяя основной батарее экономить энергию для запуска и выполнения основных функций.При зарядке каждая батарея получает необходимое количество заряда в зависимости от ее собственного порогового значения.
Разделители
Разделители батарей, с другой стороны, лучше всего рассматривать как переключатели, которые могут поддерживать постоянный ток, позволяя заряжать первичный и вспомогательный блоки батарей от одного источника с помощью соленоида. При определении приоритета зарядки сепаратор аккумуляторов сначала заряжает основную батарею, а затем оставшиеся вспомогательные батареи.
Когда стартер двигателя включен, разделитель аккумуляторных батарей контролирует напряжение как в основных, так и в вспомогательных аккумуляторах.Если сепаратор определяет, что в первичном источнике недостаточно напряжения для выполнения важной функции, такой как запуск двигателя, он откроет соленоид и позволит току течь от вспомогательной батареи, чтобы компенсировать разницу.
Если утечка в системе зарядки из вспомогательной или основной аккумуляторной батареи снижает напряжение в системе ниже определенной точки, сепаратор отсоединит аккумуляторные батареи друг от друга, чтобы защитить их от чрезмерного разряда. Чтобы избежать этой ситуации, может быть полезно включить зуммер низкого напряжения, чтобы уведомить оператора, когда аккумулятор транспортного средства становится слишком низким, прежде чем произойдет отключение.
Разделитель аккумуляторной батареи не только защищает систему зарядки шасси от чрезмерных нагрузок, но и помогает при запуске двигателя. Разделитель батарей сравнивает напряжение обоих батарейных блоков. Если основная батарея ниже, чем вспомогательная, сработает разделитель батареи, позволяя вспомогательной батарее помогать при запуске автомобиля.
В отличие от изолятора батареи, разделитель позволяет току течь и в обратном направлении, поэтому вспомогательная батарея может заряжаться от первичного генератора переменного тока или другого источника энергии.Хотя это соединение прерывается, когда напряжение достигает определенной точки (обычно, когда 12-вольтная батарея заряжается до 13,2 вольт), поврежденная вспомогательная батарея потенциально может разрядить систему. Таким образом, разделители батарей обеспечивают меньшую защиту от паразитных нагрузок, чем изоляторы батарей.
Что использовать?
Основное различие между изоляторами батарей и разделителями батарей заключается в протекании тока. Изолятор работает с диодной системой, которая обеспечивает однонаправленный поток, тогда как разделитель имеет функцию соленоида, которая может выбирать питание от любого источника.
С изолятором вы можете управлять оборудованием в прицепе или жилом доме от дополнительной батареи, не забывая отключать его от основной системы питания автомобиля. Пока двигатель автомобиля работает, все оборудование работает от источника питания автомобиля. При выключенном двигателе оборудование прицепа работает от вспомогательной аккумуляторной батареи.
Одним из преимуществ изолятора батареи является то, что он не требует энергии в режиме ожидания, в то время как разделитель батареи потребляет небольшое количество энергии даже в режиме ожидания.
С другой стороны, изолятор аккумулятора не позволяет инвертору / зарядному устройству заряжать аккумулятор автомобиля. Сепаратор аккумулятора, напротив, позволит инвертору / зарядному устройству заряжать обе батареи, что может быть важной особенностью, когда транспортное средство хранится на хранении в течение длительного периода времени.
Как видите, изоляторы и сепараторы выполняют разные функции, и то, как вы их используете, будет зависеть от работы и ваших потребностей в электроэнергии.
Изоляторыидеально подходят для систем с несколькими батареями, где требуется резервирование, например, в грузовых автомобилях, которые требуют частого запуска и остановки двигателя в течение рабочего дня.Изолятор гарантирует, что никакая батарея не разряжает другие батареи в системе, предлагая ключевое резервирование в системе, которая требует либо нескольких резервных копий, либо нескольких батарей на одном генераторе переменного тока. Однако тот факт, что изоляторы заряжают все батареи равномерно, может не подходить для некоторых приложений.
Сепараторыслужат надежной резервной системой с одной вспомогательной батареей, в которой допустима некоторая паразитная нагрузка. Важные системы с мощными батареями (глубокого разряда) могут эффективно использовать сепараторы, особенно если батареи необходимо быстро зарядить или они предназначены для параллельного использования.Например, сепаратор имеет смысл в системе с двумя аккумуляторами, такой как грузовик с плугом, обеспечивая максимальный ток, подаваемый на плуг через дополнительную батарею, или, по крайней мере, такой, на который система физически способна.
Управление аккумулятором и защита являются ключом к хорошо работающему автомобилю. Чтобы просмотреть доступные продукты, которые могут помочь улучшить управление аккумулятором вашего автомобиля, щелкните ЗДЕСЬ.
Схема и ремонт автомобильного зарядного устройства
Очень часто в автомастерских есть зарядные устройства для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов, однако некоторые зарядные устройства время от времени требуют обслуживания из-за неисправности.Вот несколько примеров и принципиальных схем.
1, простая пусковая схема зарядного устройства батареи
Одна из основных пусковых схем зарядного устройства батареи изображена на следующей диаграмме. Преобразователь имеет два выхода, центральный провод — земля, а два выхода (~ 11,8 В) — источник питания переменного тока; один из них напрямую подключен к диоду, другой — к переключателю для контроля высокого и низкого зарядного тока. Выпрямитель MB 40A, который может выдерживать максимальный ток 40A. Предохранитель цепи перегрузки 20A подключается последовательно, чтобы действовать как защита.
MB40 используется только наполовину, что делает это устройство пригодным для обслуживания, мы можем использовать два других диода со стороны земли, если цепь положительного смещения диодов разомкнута. Токовую защиту от перегрузки можно заменить использованием тех же или аналогичных продуктов.
2, Запуск зарядного устройства со световыми индикаторами
Принцип действия зарядного устройства такой же, как и у базового, на выходе имеется защита от перегрузки по току 10А. Разница в том, что для индикации используются 3 светодиода:
светодиод 3 для включения питания, D4 — это простой выпрямитель, а R6 — для ограничения тока.
Светодиод 2 индикатора зарядки аккумулятора. Во время зарядки или подключения аккумулятора Q2 имеет положительное смещение и включается, поскольку R4 имеет высокое сопротивление, а напряжение базы Q2 низкое. Когда аккумулятор полностью заряжен, Q1 включен, R4 закорочен, следовательно, напряжение Q2 высокое, и он выключен — тогда светодиод 2 выключен.
Светодиод 1 для индикации состояния батареи. Когда напряжение батареи достаточно высокое, D2 будет включен, поэтому светодиод 1 будет включен, в то время как светодиод 2 будет выключен Q1.
D3 и Q1 на самом деле являются оптопарой EL817.R4 = 100М.
Печатная плата с компонентами выглядит следующим образом:
Технические характеристики устройства защиты 17M-K: 250 В, 10 А и температура от 50 до 160 ° С.
3, с использованием зарядного устройства батареи SCR
SCR действует как диод для выпрямления переменного тока, когда он проводится при выключенном транзисторе. когда батарея полностью заряжена, выходное напряжение достаточно высокое, чтобы включить транзистор и выключить SCR, батарея все еще будет заряжаться.Что такое диоды и почему они важны?
Что такое диоды и почему они важны?
Когда клиент приходит к нам с проблемами, связанными с питанием, первой мыслью всегда является аккумулятор.Но не менее важно убедиться, что вся электрическая система работает должным образом. В противном случае вы могли бы установить новую батарею, но при возврате покупателя по-прежнему возникли проблемы.
Рядом с генератором и аккумулятором вы найдете важный, хотя часто упускаемый из виду компонент; диод. Диоды позволяют току течь только в одном направлении. Диод, часто имеющий форму простого цилиндрического объекта с полосой на нем, кажется немного нетехнологичным, хотя и почти ненужным. Но это определенно не так! Работая в качестве привратника для обратной связи в цепи, диод защищает важные элементы автомобиля от скачков тока.
Если у вас в гараже есть машина, у которой есть какие-то подозрительные проблемы с системой бесключевого доступа, дистанционным запуском или системой старт-стоп, то причиной для беспокойства может быть просто диод.
Поиск неисправного диода
Диод — это электронный компонент с двумя электродами (соединителями), который позволяет электричеству проходить через него в одном направлении, а не в другом. Диоды могут использоваться для преобразования переменного тока в постоянный (мост диод ).Между генератором и аккумулятором и электрической системой можно найти как минимум шесть диодов.
Признаками неисправного диода может быть плохо заряженный аккумулятор или, если вы обнаружите «шум» в электрической системе. Это может быть вызвано выходом из строя диода, пропускающим переменный ток в систему, что может сбить с толку электронные модули, рассчитанные только на постоянный ток. Закороченный диод может привести к чрезмерному сливу или появлению симптомов «фантомного рисования». Кроме того, батарея может разряжаться быстрее из-за утечки энергии через неисправный диод.
Поиск неисправного диода может быть сложной задачей, однако существуют тестеры батарей и системы, которые включают тест пульсации диода в общий процесс тестирования системы, чтобы помочь вам найти отклонения от нормы. В противном случае для диагностики диода необходимо разобрать генератор и проверить каждый диод отдельно.
Независимо от того, есть ли у вас рекламации или вы проводите профилактическое обслуживание, важно включить проверку диодов в процедуру проверки батареи и системы.Midtronics DSS-5000 включает тест пульсации диода в процедуру тестирования системы. Чтобы узнать больше о продуктах, посетите: https://www.midtronics.com/testers/dss-5000/
Split Charge Diodes 70-200A, 2
Low Voltage Drop Split Charge Diodes.
| Входы генератора | Аккумуляторные батареи | Максимальный альтернативный ток | Номер детали |
| 1 | 2 | 70 | D70A2 |
| 1 | 3 | 70 | D70A3 |
| 1 | 2 | 90 | D90A2 |
| 1 | 3 | 90 | D90A3 |
| 1 | 2 | 130 | D130A2 |
| 1 | 3 | 130 | D130A3 |
| 1 | 2 | 160 | D160A2 |
| 1 | 3 | 160 | D160A3 |
| 1 | 2 | 200 | D200A2 |
| 1 | 3 | 200 | D200A3 |
Все лодки имеют как минимум два аккумуляторных блока, некоторые — три.Это, как правило, аккумулятор для запуска двигателя, аккумуляторная батарея для дома (обратите внимание, что если вы соедините три или четыре батареи вместе в аккумуляторной батарее для дома, это все равно будет одна батарея) и аккумулятор носового подруливающего устройства. После установки на лодке 2-3 аккумуляторных батарей проблема состоит в том, как заряжать их от одного источника переменного тока (или от двух генераторов переменного тока, о которых я расскажу позже).
Есть четыре различных варианта, используемых судостроителями. Ниже приведены варианты с кратким объяснением как положительных, так и отрицательных аспектов.
1) Поворотный переключатель. Этот метод очень устарел и не очень распространен на лодках. Он узнаваем как большой круглый переключатель с четырьмя отмеченными положениями на переключателе. Он отмечен, выключен, 1, 2 и то и другое. Хорошая сторона этой системы в том, что ее легко установить. Плохая сторона заключается в том, что для его работы требуется постоянное вмешательство человека. Неправильная эксплуатация приведет к разрядке или неправильной зарядке всех аккумуляторов и возможному повреждению генератора. Они также имеют тенденцию выходить из строя, если через них пропускают большой длительный ток.Пружина в переключателе может перегреться и потерять натяжение; это приводит к экспоненциальному выходу из строя переключателя, который проявляется в высокой температуре. Когда эти переключатели выходят из строя, они имеют тенденцию плавить пластиковый корпус (если вам повезет). Просто проверяйте температуру переключателя время от времени, касаясь его задней части — она должна быть холодной.
2) Реле раздельного заряда. Эта система устарела и чрезвычайно опасна, если ее не понять и не использовать правильное реле для правильной работы, т.е. реле ограничения тока могут потребоваться по соображениям безопасности.Хорошая сторона заключается в том, что он легко устанавливается и не требует изменений в стандартной системе двигателя, но он просто соединяет аккумуляторную батарею домашнего хозяйства с аккумуляторной батареей двигателя через реле, которое срабатывает при запуске двигателя.
Плохая сторона (и очень опасная сторона) в том, что реле склонно к перегрузке. Скажем, например, у вас есть реле на 70 А в вашей системе и генератор переменного тока на 55 А, все кажется отличным, но если вы установите инвертор мощностью 1500 Вт, который может потреблять 150 А, и однажды утром бытовая батарея разрядилась.Итак, вы запускаете двигатель для зарядки бытовых аккумуляторов, реле зарядного устройства с разделением на 70 А срабатывает, чтобы генератор мог заряжать аккумуляторную батарею. Затем вы загружаете свой инвертор на 150 А, 150 А не будет потребляться от бытовой батареи, потому что он разряжен, но может потребляться от аккумуляторной батареи двигателя (которая полностью заряжена). Это означает, что вы потянете 150 А по кабелю раздельной зарядки и через реле на 70 А. Если вам повезет, вы уничтожите реле, если вам не повезет, вы подожжете перекрестные кабели, следовательно, опасный аспект, реле ограничения Sterling Currint предотвращает эту проблему.(см. ниже) Система должна подходить для той цели, для которой она установлена, а это явно не так.
3) Диоды с разделенным зарядом: используя набор диодов на радиаторе, можно гарантировать отсутствие обратной связи через диод, тем самым гарантируя, что высокие токи от других батарей не протекают по линиям заряда и не вызывают возгорания. Это наиболее распространенный метод, широко используемый во всем мире, и является стандартом в США по трем причинам: безопасность, безопасность и безопасность, кстати, я сказал безопасность? Однако все далеко не идеально.Большой недостаток системы разделенных диодов — это падение напряжения на диоде (порядка 0,8–1,2 В). Это резко снижает скорость заряда генератора в среднем примерно на 70%, однако это можно легко преодолеть, используя такие продукты, как усовершенствованный регулятор генератора в сочетании с разделенным диодом.
4) 0-вольтовые системы разделения: это электронные устройства, использующие схему управления и управляющие МОП-транзисторы. Конечным результатом является очень низкое падение напряжения на разделительной системе (порядка 0.04 -0,6 В), но обратный ток не допускается из-за работы МОП-транзисторов. Однако на стандартных судовых двигателях гораздо эффективнее использовать более дешевый диод, если установлен усовершенствованный регулятор (см. Характеристики).
5) Система деления напряжения 0,0 В. Новый Pro Split R от Sterling имеет падение напряжения примерно в 10 раз меньше, чем у диода с разделенным зарядом, и в 5 раз меньше, чем у системы MOSFET с падением напряжения 0 В. См. График Pro Split ниже.
Заключение: Тест 1: На рис. 1 мы можем увидеть падение напряжения на различных разделительных системах.Это напрямую связано с возможностью заряжать аккумуляторы, чем больше падение напряжения на устройстве, тем менее эффективен заряд аккумуляторов.
Test 2 показывает явное преимущество использования усовершенствованных стабилизаторов в сочетании с обычным диодом с разделенным зарядом. Усовершенствованный стабилизатор автоматически компенсирует падение напряжения на диоде, а четырехступенчатая программа высокого заряда дополнительно увеличивает скорость заряда. Проиллюстрированные тесты проводились с аккумулятором на 300 ампер-час, но их можно легко экстраполировать на 400 ампер плюс.
Очевидно, что лучшей недорогой системой является стандартный недорогой диод с разделенным зарядом (для безопасности и стоимости) или новый Pro Split R и усовершенствованный стабилизатор на генераторе для компенсации неисправностей диодов и зарядки при постоянном токе зарядных кривых. Это не только заряжается в 2–3 раза быстрее (при хорошей установке, но намного быстрее при плохой), но и дает батареям примерно на 100% больше полезной энергии.
Лучшая система, но немного дороже — это новая Pro Split.
Для системы со сдвоенным генератором идеальная система: на самом большом генераторе установите его прямо на батарею бытового аккумулятора и подключите к этому генератору усовершенствованный регулятор.На самом маленьком генераторе переменного тока разделите это с помощью диода разделения заряда между аккумуляторной батареей двигателя и бытовой (и любой другой батареей) и добавьте к нему еще один усовершенствованный регулятор. Это обеспечивает максимальную скорость заряда бытовых аккумуляторов.
Диоды блокировки разделения заряда 70-200A, 2-3 выхода
Sterling Power разработала ряд недорогих диодов с разделенным зарядом. Эти диоды обладают улучшенными характеристиками по сравнению с обычными диодами и имеют меньшую стоимость. Разница в устройствах.Все другие производители диодов с разделенным зарядом используют обычные диоды генератора, которые при слабом токе имеют падение напряжения около 0,93. При приближении к полному номинальному току этих диодов падение напряжения увеличивается примерно до 0,95 В. Это приводит к чрезмерным потерям тепла и мощности через диод. Например: обычный генератор с одним входом и двумя батареями вне батареи, протестированный против устройства Sterling, дал следующие результаты:
| Обычные разветвители | Разветвитель стерлингов | |||||||
| Передано оружие (A) | 30 | 50 | 60 | 70 | 30 | 50 | 60 | 70 |
| Падение напряжения (В) | 0.93 | 0,95 | 0,97 | 1,1 | 0,78 | 0,75 | 0,74 | 0,74 |
| Падение мощности (Вт) | 27,9 | 47,5 | 58,2 | 77 | 23,4 | 37,5 | 44,4 | 51,8 |
Схема простого зарядного устройства и индикатора для автомобильного аккумулятора
Автомобильный аккумулятор — это типичный свинцово-кислотный аккумулятор, состоящий примерно из 6 ячеек, каждый по 2 В, так что общее напряжение аккумулятора составляет около 12 В.Типичные значения номинальных значений батареи находятся в диапазоне от 20 Ач до 100 Ач. Здесь мы рассматриваем автомобильный аккумулятор номиналом 40 Ач, поэтому требуемый зарядный ток будет около 4 А. В этой статье описывается принцип действия, конструкция и работа простого автомобильного зарядного устройства от сети переменного тока и секция управления с обратной связью для управления зарядкой аккумулятора.
Принцип работы автомобильного зарядного устройства:
Это простое автомобильное зарядное устройство с индикацией.Аккумулятор заряжается от сети переменного тока 230 В, 50 Гц. Это переменное напряжение выпрямляется и фильтруется, чтобы получить нерегулируемое постоянное напряжение, используемое для зарядки аккумулятора через реле. Это напряжение батареи постоянно контролируется схемой обратной связи, состоящей из делителя потенциала, диода и транзистора. Реле и цепь обратной связи питаются от регулируемого постоянного напряжения (получаемого с помощью регулятора напряжения). Когда напряжение аккумулятора превышает максимальное значение, схема обратной связи рассчитывается таким образом, что реле выключается и заряд аккумулятора прекращается.
Также получите представление о том, как работает схема зарядного устройства свинцово-кислотной батареи?
Принципиальная схема автомобильного зарядного устройства
: Принципиальная схема зарядного устройства автомобильного аккумулятораКонструкция автомобильного зарядного устройства
Для разработки всей схемы мы сначала спроектируем три различных модуля — блок питания, обратная связь и раздел нагрузки.
Этапы проектирования источника питания:
- Здесь желаемой нагрузкой является автомобильный аккумулятор с номинальной мощностью около 40 Ач.Поскольку зарядный ток батареи должен составлять 10% от номинала батареи, требуемый зарядный ток будет около 4А.
- Теперь требуемый вторичный ток трансформатора будет около 1,8 * 4, т. Е. Ток около 8 А. Поскольку требуемое напряжение нагрузки составляет 12 В, мы можем остановиться на трансформаторе с номиналом 12 В / 8 А. Теперь необходимое среднеквадратичное значение переменного напряжения составляет около 12 В, пиковое напряжение будет около 14,4 В, то есть 15 В.
- Поскольку здесь мы используем мостовой выпрямитель, PIV для каждого диода должен более чем в четыре раза превышать пиковое напряжение переменного тока, т.е.е. более 90В. Здесь мы выбираем диоды 1N4001 с рейтингом PIV около 100 В.
- Поскольку здесь мы также разрабатываем регулируемый источник питания, максимально допустимая пульсация будет равна пиковому напряжению конденсатора за вычетом необходимого минимального входного напряжения для регулятора. Здесь мы используем стабилизатор напряжения LM7812, чтобы обеспечить регулируемое напряжение 5 В для реле и таймера 555. Таким образом, пульсация будет около 4 В (пиковое напряжение около 15 В и входное напряжение регулятора около 8 В).Таким образом, расчетная емкость конденсатора фильтра составляет около 10 мФ.
Проектирование секции обратной связи и нагрузки:
Проектирование секции обратной связи и нагрузки предполагает выбор резисторов для секции делителя напряжения. Поскольку диод будет проводить только тогда, когда напряжение батареи достигнет 14,4 В, номиналы резисторов должны быть такими, чтобы положительное напряжение, подаваемое на диод, было не менее 3 В, когда напряжение батареи примерно равно максимальному.
Имея это в виду и сделав необходимые вычисления, мы выбираем потенциометр 100 Ом и другие резисторы на 100 Ом и 820 Ом каждый.
Также прочтите пост — Работа цепи зарядного устройства солнечной батареи и ее применение.
Работа цепи зарядного устройства автомобильной батареи:
Работа схемы начинается после подачи питания. Мощность переменного тока 230 В RMS понижается до 15 В RMS понижающим трансформатором. Это низковольтное переменное напряжение затем выпрямляется мостовым выпрямителем для создания нерегулируемого постоянного напряжения с пульсациями переменного тока. Конденсатор фильтра пропускает через него пульсации переменного тока, создавая на нем нерегулируемое и фильтрованное постоянное напряжение.Здесь выполняются две операции: — 1. Это нерегулируемое напряжение постоянного тока подается непосредственно на нагрузку постоянного тока (в данном случае аккумулятор) через реле. 2. Это нерегулируемое напряжение постоянного тока также подается на регулятор напряжения для создания регулируемого источника постоянного тока 12 В.
Здесь реле представляет собой реле 1С, и общая точка подключена к нормально замкнутому положению, так что ток течет через реле к батарее, и она заряжается. Когда через светодиод проходит ток, он начинает проводиться, указывая на то, что батарея заряжается.Часть тока также протекает через последовательные резисторы, так что напряжение батареи разделяется с помощью устройства делителя потенциала. Первоначально падение напряжения на делителе потенциала недостаточно для смещения диода. Это напряжение равно напряжению аккумулятора и, таким образом, определяет зарядку и разрядку аккумулятора. Первоначально потенциометр настраивается до середины. Поскольку напряжение батареи постепенно увеличивается, оно достигает точки, когда напряжения на делителе потенциала достаточно для прямого смещения диода.Когда диод начинает проводить, переход база-эмиттер транзистора Q2 приводится в состояние насыщения, и транзистор включается.
Поскольку коллектор транзистора подключен к одному концу обмотки реле, на последний подается напряжение, и точка общего контакта перемещается в нормально разомкнутое положение. Таким образом, источник питания отключается от батареи, и зарядка батареи прекращается. По прошествии некоторого времени, когда батарея начинает разряжаться и напряжение на делителе потенциала снова достигает положения, при котором диод смещен в обратном направлении или находится в выключенном состоянии, транзистор вынужден отключаться, и таймер теперь находится в выключенном положении, так что нет выхода.Общая точка реле возвращается в исходное положение, то есть в нормально замкнутое положение. Аккумулятор снова начинает заряжаться, и весь процесс повторяется.
Применение цепи зарядного устройства автомобильного аккумулятора:
- Эта схема является портативной и может использоваться в местах, где имеется источник переменного напряжения.
- Может использоваться для зарядки аккумуляторов игрушечных автомобилей.
Ограничения этой схемы:
- Это теоретическая схема и может потребовать некоторых практических изменений.
- Зарядка и разрядка аккумулятора может занять больше времени.
Блокирующий диод — обзор
7 Потери несоответствия и блокирующие / байпасные диоды
Ряд проблем возникает в массиве, состоящем из нескольких последовательно или параллельно соединенных модулей. Потери рассогласования могут возникать, например, из-за неравномерного освещения массива или из-за того, что разные модули в массиве имеют разные параметры. В результате выходная мощность массива будет меньше суммы выходных мощностей, соответствующих составляющим модулям.Что еще хуже, некоторые элементы могут быть повреждены из-за избыточного рассеивания мощности в результате так называемого образования горячей точки .
ФЭ-массив в темноте ведет себя как диод при прямом смещении и при прямом подключении к батарее обеспечивает путь разряда для батареи. Этих обратных токов традиционно избегают за счет использования блокирующих (или цепочечных) диодов (рис. 7). Блокирующие диоды также играют роль в предотвращении избыточных токов в параллельно соединенных цепочках. Потери рассогласования, возникающие в результате затенения части последовательной цепочки, показаны на рисунке 8, на котором показаны ВАХ пяти последовательно соединенных солнечных элементов.Когда одна ячейка заштрихована, текущий вывод строки определяется током из заштрихованной ячейки. Во время короткого замыкания или около него затененная ячейка рассеивает мощность, генерируемую освещенными ячейками в цепочке; если количество ячеек является значительным, возникающий в результате нагрев может повредить стекло, герметик или ячейку. Эту проблему можно решить, используя байпасные диоды. Однако следует отметить, что результирующая ВАХ теперь имеет два локальных максимума, что может отрицательно повлиять на отслеживание точки максимальной мощности.
Рис. 7. Матрица, состоящая из двух цепочек, каждая с блокирующим диодом. Каждый модуль снабжен байпасным диодом. На практике рекомендуется использовать байпасный диод для каждого последовательного соединения 10–15 ячеек [2].
Рис. 8. ВАХ последовательной струны с четырьмя освещенными и одной заштрихованной ячейками. (а) Четыре освещенные клетки. (h) Одна заштрихованная ячейка с байпасным диодом. (c) Четыре ячейки с подсветкой и одна ячейка с затемнением, без диода. (d) Четыре освещенных ячейки и одна заштрихованная ячейка с обходным диодом поперек заштрихованной ячейки.
Использование блокирующих диодов было предметом обсуждения, и их использование следует оценивать в каждой конкретной ситуации, уделяя особое внимание компромиссу между потерями мощности из-за падений напряжения на диоде и потерями из-за обратных токов в темноте. если диоды опущены. При использовании современных регуляторов заряда и инверторов, отключающих массив в темноте, блокирующие диоды в любом случае могут оказаться лишними.
В качестве иллюстрации на рисунке 9 сравниваются потери, возникающие с использованием и без использования блокирующих диодов, в массиве, показанном на рисунке 9 (a) автономной системы с батареей, без устройства отслеживания точки максимальной мощности.Если никакие диоды не подключены и одна из цепочек находится в темноте, а другая освещена излучением, показанным на Рисунке 9 (d), общая мощность, рассеиваемая в темной цепочке, показана на Рисунке 9 (b). Можно видеть, что мощность, рассеиваемая темной струной, никогда не достигает более 200 мВт, что составляет менее 0,1% от номинальной пиковой мощности массива. Когда включен блокирующий диод, чтобы избежать рассеивания в темной струне, рассеиваемая мощность снижается до уровня десятых долей милливатт.Однако мощность, рассеиваемая самим диодом, намного выше и достигает нескольких ватт, как показано на рисунке 9 (c).
Рис. 9. Потери мощности в течение одного дня в одной из цепочек массива на (а) в результате обратных токов через цепочку в темноте (заштрихованы), если блокирующий диод не установлен (б). Мощность, рассеиваемая в блокирующем диоде одной цепочки (в). (d) показывает освещенность, используемую при моделировании. Каждый модуль массива (а) состоит из 32 последовательно соединенных ячеек номинальной мощностью 45.55 Вт при стандарте AM1,5, 1 кВт / м 2 энергетической освещенности.
Это имеет разные последствия для подключенных к сети и автономных систем. Системы, подключенные к сети, обычно имеют функции MPPT, а потеря мощности в диоде снижает доступную выработку электроэнергии, тем самым снижая общую эффективность системы. В автономной системе без MPPT рабочая точка на нагрузке устанавливается напряжением батареи, и — если диодное соединение не выводит рабочую точку за пределы точки максимальной мощности — энергия, подаваемая на нагрузку, остается прежней.Энергия, рассеиваемая в диоде, происходит за счет дополнительной энергии, производимой фотоэлектрической решеткой.
В системах с низким напряжением, однако, существуют опасения по поводу потенциальных опасностей, если не используются предохранители или блокирующие диоды [9], особенно при неисправности или других необычных условиях эксплуатации. Эти проблемы были решены путем моделирования и экспериментальных работ, в результате которых был сделан вывод о том, что предохранители могут быть не лучшим решением проблемы и что блокирующие диоды могут быть более надежными.