Προσπάθησα να εισάγω στον τίτλο αυτού του άρθρου όλα τα πλεονεκτήματα αυτού του σχήματος, τα οποία θα εξετάσουμε, και φυσικά δεν τα κατάφερα. Ας δούμε λοιπόν τώρα όλα τα πλεονεκτήματα με τη σειρά.
Το κύριο πλεονέκτημα του φορτιστή είναι ότι είναι πλήρως αυτόματος. Το κύκλωμα ελέγχει και σταθεροποιεί το απαιτούμενο ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας, παρακολουθεί την τάση της μπαταρίας και όταν φτάσει στο επιθυμητό επίπεδο, μειώνει το ρεύμα στο μηδέν.
Ένα πολύ απλό κύκλωμα φορτιστή που χρησιμοποιεί μόνο ένα τρανζίστορ για τον προσδιορισμό της τάσης για την αυτόματη αποσύνδεση της μπαταρίας από το δίκτυο όταν είναι πλήρως φορτισμένη.
Στο σχήμα που βλέπουμε απλό διάγραμμα, όπου ένα τρανζίστορ είναι ενεργοποιημένο στον τυπικό τρόπο λειτουργίας του.
Η αρχή λειτουργίας του κυκλώματος μπορεί να γίνει κατανοητή από τα ακόλουθα σημεία:
Αυτός ο αυτόματος φορτιστής αυτοκινήτου δεν είναι μόνο εύκολος στην κατασκευή, αλλά και αρκετά έξυπνος ώστε να φροντίζει την κατάσταση της μπαταρίας και να τη φορτίζει πολύ αποτελεσματικά.
Το άρθρο έχει θεωρητικό χαρακτήρα, στην πράξη Δεν συνέθεσα αυτό το διάγραμμα. Σας συνιστώ να δώσετε προσοχή στα ακόλουθα σημαντικά σημεία:
Αλογο αξιωματικού(φορτιστής) - μια συσκευή για τη φόρτιση μιας ηλεκτρικής μπαταρίας από εξωτερική πηγήενέργειας, συνήθως από το δίκτυο AC. Η παρακολούθηση της κατάστασης μιας μπαταρίας αυτοκινήτου περιλαμβάνει περιοδικό έλεγχο και έγκαιρη συντήρησή της σε κατάσταση λειτουργίας. Για τα αυτοκίνητα, αυτό γίνεται συχνά το χειμώνα, αφού το καλοκαίρι η μπαταρία του αυτοκινήτου έχει χρόνο να επαναφορτιστεί από τη γεννήτρια. Την κρύα εποχή, η εκκίνηση του κινητήρα είναι πιο δύσκολη και το φορτίο στην μπαταρία αυξάνεται. Η κατάσταση επιδεινώνεται με μεγάλα διαλείμματα μεταξύ των εκκινήσεων του κινητήρα.
Μοντέρνος φορτιστής μπαταριών
Υπάρχει μια ποικιλία κυκλωμάτων και συσκευών μεγάλες ποσότητες, αλλά γενικά οι μπαταρίες οργανώνονται με βάση τα ακόλουθα στοιχεία:
Η απλούστερη είναι μια συσκευή που βασίζεται σε μετασχηματιστή και ανορθωτή, όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα. Είναι εύκολο να το κάνεις μόνος σου.
Διάγραμμα κυκλώματος ενός απλού φορτιστή αυτοκινήτου
Το κύριο μέρος της συσκευής είναι ο μετασχηματιστής TS-160, που χρησιμοποιείται σε παλιές τηλεοράσεις (εικόνα παρακάτω). Συνδέοντας σε σειρά τις δύο δευτερεύουσες περιελίξεις του 6,55 V το καθένα, μπορείτε να πάρετε έξοδο 13,1 V. Το μέγιστο ρεύμα τους είναι 7,5 A, το οποίο είναι αρκετά κατάλληλο για τη φόρτιση της μπαταρίας.
Εμφάνιση αυτοσχέδιου φορτιστή
Η βέλτιστη τάση ενός κλασικού φορτιστή είναι 14,4 V. Αν πάρετε τα 12 V που πρέπει να έχει η μπαταρία, δεν θα είναι δυνατή η πλήρης φόρτισή της, αφού δεν θα είναι δυνατή η δημιουργία του απαιτούμενου ρεύματος. Η υπερβολική τάση φόρτισης οδηγεί σε αστοχία της μπαταρίας.
Ως ανορθωτές, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διόδους D242A, οι οποίες αντιστοιχούν σε ισχύ.
Το κύκλωμα δεν παρέχει αυτόματη ρύθμιση του ρεύματος φόρτισης. Επομένως, θα πρέπει να εγκαταστήσετε διαδοχικά ένα αμπερόμετρο για οπτικό έλεγχο.
Για να αποφευχθεί η καύση του μετασχηματιστή, τοποθετούνται ασφάλειες στην είσοδο και στην έξοδο, αντίστοιχα 0,5 A και 10 A. Οι δίοδοι τοποθετούνται σε καλοριφέρ, αφού κατά την αρχική περίοδο φόρτισης το ρεύμα θα είναι υψηλό λόγω της χαμηλής εσωτερικής αντίστασης του μπαταρία, η οποία προκαλεί μεγάλη θέρμανση.
Όταν το ρεύμα φόρτισης μειώνεται στο 1 A, αυτό σημαίνει ότι η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη.
Οι παλιές χειροκίνητα ελεγχόμενες συσκευές έχουν αντικατασταθεί από μοντέρνα μοντέλα. Τα κυκλώματα της συσκευής παρέχουν αυτόματη διατήρηση του ρεύματος φόρτισης με επιλογή της απαιτούμενης τιμής καθώς αλλάζει η κατάσταση της μπαταρίας.
Οι σύγχρονες συσκευές έχουν δηλωμένο ρεύμα φόρτισης από 6 έως 9 A για μπαταρίες χωρητικότητας 50-90 Ah, που χρησιμοποιούνται για επιβατικά αυτοκίνητα.
Οποιαδήποτε μπαταρία φορτίζεται με ρεύμα 10% της χωρητικότητάς της. Εάν είναι 60 Ah, το ρεύμα πρέπει να είναι 6 Ah, για 90 Ah - 9 A.
Η πολυλειτουργικότητα και η ευελιξία των νέων συσκευών με λογικές τιμές καθιστά ακατάλληλη την κατασκευή φορτιστών μόνοι σας. Ουσιαστικά είναι τροφοδοτικά πολλαπλών χρήσεων με διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας.
Φορτιστής - τροφοδοτικό
Τα μοντέλα επιλέγονται κυρίως με ισχύ από δίκτυο 220 V Για να επιλέξετε, πρέπει να γνωρίζετε τα χαρακτηριστικά τους. Τα γενικά χαρακτηριστικά των σύγχρονων φορτιστών για μπαταρίες αυτοκινήτου είναι τα εξής:
Το μοντέλο είναι επαγγελματικό και έχει σχεδιαστεί για φόρτιση μπαταριών μολύβδου-οξέος 12 V. Η αρχή της αυτόματης λειτουργίας περιλαμβάνει τους ακόλουθους τρόπους λειτουργίας:
Φορτιστής "Berkut" Smart Power SP-25N
Η φόρτιση πραγματοποιείται σε 9 στάδια. Είναι δύσκολο να φτιάξετε μια τέτοια συσκευή με τα χέρια σας. Αρχικά, η μπαταρία ελέγχεται για την ικανότητά της να φορτίζει. Στη συνέχεια, η αποκατάσταση πραγματοποιείται με μικρό ρεύμα με σταδιακή αύξηση στο μέγιστο. Στο τελευταίο στάδιο, δημιουργείται μια λειτουργία αποθήκευσης.
Το μοντέλο μπορεί να έχει διαφορετικές κατηγορίες προστασίας, για παράδειγμα, IP20 (κανονικές συνθήκες) και IP44 (από πιτσιλίσματα και σωματίδια μεγέθους 1 mm ή περισσότερο).
Η μπαταρία μπορεί να φορτιστεί χωρίς να την αφαιρέσετε από το αυτοκίνητο: μέσω των επαφών του αναπτήρα ή του αλιγάτορα.
Κατά τη φόρτιση, ο ακροδέκτης «+» της μπαταρίας πρέπει να αποσυνδεθεί από το κύκλωμα του οχήματος.
Η συσκευή μετατροπής παλμικής ενέργειας πραγματοποιεί αυτόματη φόρτιση. Το κύκλωμα παρέχει ομαλό χειροκίνητο έλεγχο της ισχύος ρεύματος χρησιμοποιώντας ένα περιστροφικό κουμπί. Οι δείκτες ελέγχου μπορεί να είναι βέλους ή γραμμικοί. Το επίπεδο εκφόρτισης της μπαταρίας μπορεί να είναι 0-12 V.
Φορτιστής "Orion"
Το "Orion" είναι μια πηγή ενέργειας για άλλα φορτία, για παράδειγμα, εργαλεία που λειτουργούν με τάση 12-15 V.
Το κύριο πλεονέκτημα της συσκευής είναι η τιμή, η οποία είναι αρκετές φορές μικρότερη από τα ανάλογα της. Με αυξανόμενη ισχύ και ποσότητα πρόσθετες λειτουργίεςτο κόστος μπορεί να αυξηθεί σημαντικά.
Υπάρχουν πολλά για τον αυτόματο φορτιστή μπαταρίας χρήσιμες πληροφορίεςμπορείτε να μάθετε από το παρακάτω βίντεο.
Υπάρχει μεγάλη ποικιλία παλμικών φορτιστών για μπαταρίες μολύβδου-οξέος για αυτοκίνητα στην αγορά. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό είναι η απλή διεπαφή και πολλές λειτουργίες. Τα κυκλώματα για απλούς φορτιστές μπορούν εύκολα να βρεθούν και να συναρμολογηθούν με τα χέρια σας, αλλά είναι καλύτερο να έχετε μια αξιόπιστη συσκευή στο χέρι που εγγυάται τη μακροχρόνια λειτουργία της μπαταρίας του αυτοκινήτου.
Το άρθρο περιγράφει φορτιστής μπαταρίας αυτοκινήτου, που σας επιτρέπει να ρυθμίσετε το ρεύμα φόρτισης έως και 10 A και να απενεργοποιήσετε αυτόματα τη φόρτιση της μπαταρίας όταν επιτευχθεί η καθορισμένη τάση σε αυτήν. Το άρθρο προβλέπει διαγράμματα κυκλώματος, σχέδιαεγκατάσταση εξαρτημάτων,πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, σχεδιασμός συσκευής καιδάνα με διαδικασία για τη ρύθμισή του.
Οι περισσότεροι φορτιστές σάς επιτρέπουν να ρυθμίσετε μόνο το απαιτούμενο ρεύμα φόρτισης. ΣΕ απλές συσκευέςΑυτό το ρεύμα διατηρείται χειροκίνητα και σε ορισμένες συσκευές διατηρείται αυτόματα από σταθεροποιητές ρεύματος. Όταν χρησιμοποιείτε τέτοιες συσκευές, είναι απαραίτητο να παρακολουθείτε τη διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας στη μέγιστη επιτρεπόμενη τάση, η οποία απαιτεί κατάλληλο χρόνο και προσοχή. Το γεγονός είναι ότι η υπερφόρτιση της μπαταρίας οδηγεί σε βρασμό του ηλεκτρολύτη, γεγονός που μειώνει τη διάρκεια ζωής του. Ο προτεινόμενος φορτιστής σάς επιτρέπει να ρυθμίσετε το ρεύμα φόρτισης και να το απενεργοποιήσετε αυτόματα όταν επιτευχθεί η καθορισμένη τιμή τάσης
Ο φορτιστής είναι κατασκευασμένος με βάση έναν βιομηχανικό ανορθωτή τύπου VSA-6K (μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιονδήποτε ανορθωτή κατάλληλης ισχύος), μετατρέποντας μια εναλλασσόμενη τάση 220 V σε σταθερή άμεση τάση 12 V και 24 Β, τα οποία μετατρέπονται από διακόπτη πακέτων. Ο ανορθωτής έχει σχεδιαστεί για ρεύμα φορτίου έως 24 A και δεν περιέχει φίλτρο κατά της παραμόρφωσης. Για τη φόρτιση των μπαταριών, ο ανορθωτής συμπληρώνεται με ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα ελέγχου που σας επιτρέπει να ρυθμίσετε το απαιτούμενο ρεύμα φόρτισης και την ονομαστική τάση για την αποσύνδεση του φορτιστή από την μπαταρία όταν είναι πλήρως φορτισμένη.
Ο φορτιστής προορίζεται κυρίως για φόρτιση μπαταριών αυτοκινήτουτάση 12 V και ρεύμα φόρτισης έως 10 A, και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για άλλους σκοπούς. Για τη φόρτιση αυτών των μπαταριών, χρησιμοποιείται μια ανορθωμένη τάση 24 V και για μπαταρίες με τάση 6 V, χρησιμοποιείται τάση 12 V Ένα φίλτρο εξομάλυνσης δεν μπορεί να συνδεθεί στην έξοδο του ανορθωτή, καθώς το θυρίστορ μπορεί να κλείσει μόνο όταν η τάση φτάσει στο μηδέν και ανοίξτε την κατάλληλη στιγμή από το κύκλωμα ελέγχου.
Εικ. 1 Διάγραμμα του τμήματος ισχύος του φορτιστή
Σχηματικό διάγραμμα σύνδεσης ανορθωτής VSA-6Kστο σανίδι ηλεκτρονικό κύκλωμαδιαχείριση και εξωτερικά στοιχείαφαίνεται στο Σχ. 1. Οι ακροδέκτες του φορτιστή για τη σύνδεση της μπαταρίας συνδέονται στους τυπικούς ακροδέκτες του μπροστινού πίνακα του ανορθωτή X3 και X4. Για τη χρήση σταθερών τάσεων DC 12 V ή 24 V κατά τη χρήση της συσκευής για άλλους σκοπούς, τα τυπικά καλώδια ανορθωτή συνδέονται στους βιδωτούς ακροδέκτες XI και X2 που βρίσκονται στη μονωτική ταινία δίπλα στην ασφάλεια FU2, οι οποίοι καλύπτονται από αφαιρούμενο κάλυμμα στο το δεξί πλευρικό τοίχωμα της συσκευής.
Το βολτόμετρο ανορθωτή είναι συνδεδεμένο στους ακροδέκτες σύνδεσης της μπαταρίας. Το αμπερόμετρο παραμένει συνδεδεμένο στο κοινό κύκλωμα «+» και μετρά τόσο το ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας όσο και το ρεύμα φορτίου που είναι συνδεδεμένο στους ακροδέκτες X1 και X2. Η τάση τροφοδοτείται στο κύκλωμα ελέγχου μόνο όταν είναι συνδεδεμένη η μπαταρία.
Διατίθεται προς πώληση μπαταρίες, συνήθως φορτισμένο και γεμάτο με ηλεκτρολύτη ή ξηρό φορτισμένο χωρίς ηλεκτρολύτη. Απαιτούν επαναφόρτιση μόνο στην ονομαστική χωρητικότητα. εκμεταλλεύονται μπαταρίες αυτοκινήτουαπαιτούν επίσης επαναφόρτιση μετά από συντήρηση ή μεγάλες περιόδους αδράνειας. Εάν καταστεί απαραίτητο να σχηματιστεί και να φορτιστεί μια μπαταρία από την αρχή, τότε πρέπει αρχικά να επαναφορτιστεί από μια πηγή με σταθερή τάση 12 V μέσω ενός ρεοστάτη, ο οποίος ρυθμίζει το απαιτούμενο ρεύμα φόρτισης. Αφού η τάση της μπαταρίας φτάσει περίπου τα 10 V, μπορούν να πραγματοποιηθούν περαιτέρω λειτουργίες συνδέοντάς την στους ακροδέκτες X3, X4.
Για την επακόλουθη περιγραφή της λειτουργίας του φορτιστή, θα πρέπει να υπενθυμίσουμε εν συντομία ότι οι μπαταρίες οξέος που χρησιμοποιούνται στα επιβατικά αυτοκίνητα περιέχουν έξι κυψέλες. Όταν η τάση στην τράπεζα φτάσει τα 2,4 V, αρχίζει η έκλυση αερίου ενός εκρηκτικού μίγματος οξυγόνου-υδρογόνου, γεγονός που δείχνει ότι η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη. Η έκλυση αερίου καταστρέφει την ενεργή μάζα που περιέχεται στις πλάκες της μπαταρίας μολύβδου, επομένως, για να εξασφαλιστεί η μέγιστη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, η τάση σε κάθε στοιχείο δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 2,3 V κατά μέσο όρο, λαμβάνοντας επίσης υπόψη ότι οι εσωτερικές αντιστάσεις των στοιχείων και οι τάσεις σε αυτά μπορεί να διαφέρουν ελαφρώς μεταξύ τους φίλοι. Τελικά αυτό αντιστοιχεί μέγιστη τάσημπαταρία 13,8 V, στην οποία ο φορτιστής θα πρέπει να απενεργοποιείται αυτόματα.
Λειτουργία συσκευής
Το διάγραμμα κυκλώματος ελέγχου φαίνεται στο Σχ. 2,Η εγκατάσταση των εξαρτημάτων φαίνεται στο Σχ. 3, α PCB- στο Σχ. 4. Το κύκλωμα ελέγχου αποτελείται από έναν ενισχυτή σταθερής τάσης στα τρανζίστορ VT1, VT2, VT3 και ένα κύκλωμα με ένα αναλογικό τρανζίστορ unjuunction στα VT4 και VT5, το οποίο ελέγχει το θυρίστορ VS1 για να ρυθμίσει το απαιτούμενο ρεύμα φόρτισης. Η χρήση ενός αναλόγου αντί για ένα συμβατικό τρανζίστορ unjuunction (για παράδειγμα, KT117A-G) είναι πλεονεκτικό στο ότι επιλέγοντας τρανζίστορ και αντιστάσεις R9 - R1 1 μπορείτε να επιλέξετε τα απαραίτητα χαρακτηριστικά του.
Όταν η τάση της μπαταρίας είναι μικρότερη από 13,8 V, το τρανζίστορ VT3 είναι κλειστό και τα VT2 και VT1 είναι ανοιχτά. Ο ακροδέκτης 6 της πλακέτας ελέγχου δέχεται μισά κύματα θετικής τάσης από τη γέφυρα διόδου ανορθωτή, τα οποία υπερτίθενται σε σταθερή τάσημπαταρία και μέσω ανοιχτού VT1, VD1, R8 παρέχονται στον ρυθμιστή ρεύματος θυρίστορ.
Εικ.2 Διάγραμμα ελέγχου
Λειτουργεί ως εξής: η τάση από το R8 παρέχεται στη βάση VT4 και μέσω του ρυθμιστή ρύθμισης ρεύματος φόρτισης R12 στον πυκνωτή C1.
Την αρχική στιγμή, τα VT4 και VT5 είναι κλειστά. Όταν το C1 φορτίζεται στην τάση λειτουργίας ενός αναλόγου ενός τρανζίστορ unjuunction, ένας παλμός αποστέλλεται από τον πομπό VT5 στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του θυρίστορ, το οποίο ανοίγει και κλείνει το κύκλωμα φόρτισης της μπαταρίας. Σε αυτή την περίπτωση, το C1 εκφορτίζεται γρήγορα μέσω της χαμηλής αντίστασης του ανοιχτού αναλόγου του τρανζίστορ unjuunction. Όταν φτάσει ο επόμενος παλμός, η διαδικασία επαναλαμβάνεται. Όσο χαμηλότερη είναι η τιμή αντίστασης R12 (Εικ. 1), τόσο πιο γρήγορα φορτίζεται το C1 και το VS1 ανοίγει, με αποτέλεσμα να παραμένει σε ανοιχτή κατάσταση περισσότερο και τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα φόρτισης. Η λάμψη του VD1 υποδεικνύει ότι η μπαταρία φορτίζεται.
Όταν η τάση της μπαταρίας φτάσει στο 13,8ΣΕ, που αντιστοιχεί στην πλήρη φόρτισή του, το τρανζίστορ VT3 ανοίγει και τα VT2 και VT1 κλείνουν, η τάση στο κύκλωμα ελέγχου θυρίστορ εξαφανίζεται, η φόρτιση της μπαταρίας σταματά και η λυχνία LED VD1 σβήνει.
Ρύθμιση της συσκευής
Η εγκατάσταση του φορτιστή πραγματοποιείται με ανοιχτό τον μπροστινό πίνακα και συνίσταται στη ρύθμιση της τάσης διακοπής ρεύματος φόρτισης. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να συνδέσετε ένα βολτόμετρο με τάξη ακρίβειας τουλάχιστον 1,5 στην μπαταρία, βεβαιωθείτε ότι υπάρχει τάση σε αυτό τουλάχιστον 10,8 V (η εκφόρτιση μιας μπαταρίας οξέος 12 V σε τάση κάτω από 10,8 V είναι δεν επιτρέπεται), ρυθμίστε το ρεύμα φόρτισης (τιμή 0,1 χωρητικότητα μπαταρίας) και ρυθμίστε την αντίσταση κοπής R5 στη μεσαία θέση και ξεκινήστε τη φόρτιση. Εάν ο φορτιστής σβήσει όταν η τάση της μπαταρίας είναι μικρότερη από 13,8 V, τότε το ρυθμιστικό της αντίστασης R5 πρέπει να περιστραφεί σε μια ορισμένη γωνία αριστερόστροφα μέχρι να ανάψει η λυχνία LED και να συνεχίσει τη φόρτιση στα 13,8 V και εάν η συσκευή δεν σβήσει στα αυτή την τάση, περιστρέψτε το ρυθμιστικό δεξιόστροφα μέχρι να σβήσει η συσκευή. Σε αυτή την περίπτωση, το LED θα πρέπει να σβήσει. Αυτό ολοκληρώνει τη ρύθμιση του κυκλώματος και ο μπροστινός πίνακας τοποθετείται στη θέση του. Για περαιτέρω λειτουργία του φορτιστή, είναι απαραίτητο να σημειώσετε ποια θέση της βελόνας στο τυπικό βολτόμετρο αντιστοιχεί σε τάση 13,8 V, ώστε να μην χρησιμοποιήσετε επιπλέον βολτόμετρο.
Εικ.3
Εικ.4
Εικ.5
Δομικά, μια πλακέτα ελέγχου, ένα θυρίστορ με ψυγείο, ένα VD1 LED και μεταβλητή αντίστασηΟι ρυθμίσεις ρεύματος φόρτισης R12 είναι στερεωμένες στο εσωτερικό του μπροστινού πίνακα (Εικ. 5) Το ψυγείο θυρίστορ στερεώνεται στον πίνακα χρησιμοποιώντας δύο λωρίδες κειμενολιθου. Συνδέεται στο ένα με δύο βίδες M3 και το άλλο χρησιμεύει ως μονωτικό παρέμβυσμα. Ο πίνακας ελέγχου στερεώνεται με ένα πρόσθετο παξιμάδι στον ακροδέκτη του αμπερόμετρου, το οποίο δεν πρέπει να αγγίζει τις εκτυπωμένες ράγες του.
Συμπερασματικά, πρέπει να σημειωθεί ότι αυτή τη συσκευήμπορεί να παρέχει ρεύμα φόρτισης έως και 24 A κατά την εγκατάσταση ενός ισχυρότερου θυρίστορ και ασφάλειας FU2 για ρεύμα 25 A.
Ανατόλι Ζουρένκοφ
Λογοτεχνία
1. S. Elkin Εφαρμογή ρυθμιστών θυρίστορ με έλεγχο παλμών φάσης // Radioammator. - 1998.-Αρ.9.-Σ.37-38.
2. V. Voevoda Απλός φορτιστής θυρίστορ // Ραδιόφωνο. - 2001. - Αρ. 11. - Σ.35.