Автоматическое зарядное устройство

Устройство позволяет не только заряжать, но и восстанавливать аккумуляторы с засульфатированными пластинами за счет использования ассиметричного тока при зарядке в режиме заряд (5 А) — разряд (0,5 А) за полный период сетевого напряжения. В устройстве предусмотрена также возможность при необходимости ускорить процесс заряда.

Данное устройство имеет ряд дополнительных функций, способствующих удобству их использования. Так, при окончании заряда схема автоматически отключит аккумулятор от зарядного устройства. А при попытке подключить неисправный аккумулятор (с напряжением ниже 7 В) или же аккумулятор с неправильной полярностью схема не включится в режим заряда, что предохранит зарядное устройство и аккумулятор от повреждений.

В случае короткого замыкания клемм Х1 (+) и Х2 (—) при работе устройства перегорит предохранитель FU1.

Электрическая схема состоит из стабилизатора тока на транзисторе VT1, контрольного устройства на компараторе D1, тиристора VS1 для фиксации состояния и ключевого транзистора VT2, управляющего работой реле К1.

Автоматическое зарядное устройство

При включении устройства тумблером SA1 загорится светодиод HL2, и схема будет ждать, пока подсоединим аккумулятор к клеммам Х1, Х2. При правильной полярности подключения аккумулятора небольшой ток, протекающий через диод VD7 и резисторы R14, R15 в базу VT2, будет достаточным, чтобы транзистор открылся и сработало реле К1.

При включении реле транзистор VT1 начинает работать в режиме стабилизатора тока — в этом случае будет светиться светодиод HL1. Ток стабилизации задается номиналами резисторов в эмиттерной цепи VT1, а опорное напряжение для работы получено на светодиоде HL1 и диоде VD6 .

Стабилизатор тока работает на одной полуволне сетевого напряжения. В течение второй полуволны диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через резистор R8. Номинал R8 выбран таким, чтобы ток разряда составлял 0,5 А. Экспериментально установлено, что оптимальным является режим заряда током 5 А, разряда — 0,5 А.

Пока идет разряд, компаратор производит контроль напряжения на аккумуляторе, и при превышении значения 14,7 В (уровень устанавливается при настройке резистором R10) он включит тиристор. При этом начнут светиться светодиоды HL3 и HL2. Тиристор закорачивает базу транзистора VT2 через диод VD9 на общий провод, что приведет к выключению реле. Повторно реле не включится, пока не будет нажата кнопка СБРОС (SB1) или же не отключена на некоторое время вся схема (SA1).

Для устойчивой работы компаратора D1 его питание стабилизировано стабилитроном VD5. Чтобы компаратор сравнивал напряжение на аккумуляторе с пороговым (установленным на входе 2) только в момент, когда производится разряд, пороговое напряжение цепью из диода VD3 и резистора R1 повышается на время заряда аккумулятора, что исключит его срабатывание. Когда происходит разряд аккумулятора, эта цепь в работе не участвует.

При изготовлении конструкции транзистор VT1 устанавливается на радиатор площадью не менее 200 кв. см.

Силовые цепи от клемм Х1, Х2 и трансформатора Т1 выполняются проводом с сечением не менее 0,75 кв. мм.

В схеме применены конденсаторы С1 типа К50-24 на 63 В, С2 — К53-4А на 20 В, подстроечный резистор R10 типа СП5-2 (многооборотный), постоянные резисторы R2. ..R4 типа С5-16МВ, R8 типа ПЭВ-15, остальные — типа С2-23. Реле К1 подойдет любое, с рабочим напряжением 24 В и допустимым током через контакты 5 А; тумблеры SA1, SA2 типа Т1, кнопка SB1 типа КМ1-1.

Для регулировки зарядного устройства потребуется источник постоянного напряжения с перестройкой от 3 до 15 В. Удобно воспользоваться схемой соединений, показанной на рисунке ниже.

Схема соединений для настройки зарядного устройства

Настройку начинаем с подбора номинала резистора R14. Для этого от блока питания А1 подаем напряжение 7 В и изменением номинала резистора R14 добиваемся, чтобы реле К1 срабатывало при напряжении не менее 7 В. После этого увеличиваем напряжение с источника А1 до 14,7 В и настраиваем резистором R10 порог срабатывания компаратора (для возврата схемы в исходное состояние после включения тиристора надо нажать кнопку SB1). Может также потребоваться подбор резистора R1.

В последнюю очередь настраиваем стабилизатор тока. Для этого в разрыв цепи коллектора VT1 в точке «А» временно устанавливаем стрелочный амперметр со шкалой 0. ..5 А. Подбором резистора R4 добиваемся показаний по амперметру 1,8 А (для амплитуды тока 5 А), а после этого при включенном SA2 настраиваем R4, значение 3,6 А (для амплитуды тока 10 А).

Разница в показании стрелочного амперметра и фактической величины тока связана с тем, что амперметр усредняет измеряемую величину за период сетевого напряжения, а заряд производится только в течение половины периода.

В заключение следует отметить, что окончательную настройку тока стабилизатора лучше проводить на реальном аккумуляторе в установившемся режиме — когда транзистор VT1 прогрелся и эффект роста тока за счет изменения температуры переходов в транзисторе не наблюдается. На этом настройку можно считать законченной.

По мере заряда аккумулятора напряжение на нем будет постепенно возрастать, и, когда оно достигнет значения 14,7 В, схема автоматически отключит цепи заряда. Автоматика также отключит процесс зарядки в случае каких-то других непредвиденных воздействий, например при пробое VT1 или же исчезновении сетевого напряжения. Режим автоматического отключения может также срабатывать при плохом контакте в цепях от зарядного устройства до аккумулятора. В этом случае надо нажать кнопку СБРОС (SB1).

Скачать печатную плату в формате LAY (Автор: Магаровский Александр)

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
D1	Компаратор	521СА3	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT1	Транзистор	КТ825А	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VT2	Биполярный транзистор	КТ829А	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD1, VD2	Диод	КД213А	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD3, VD4, VD6-VD9	Диод	КД212А	6		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD5	Стабилитрон	КС168А	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VS1	Тиристор	КУ101Г(Е)	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С1	Электролитический конденсатор	1000мкФ 63В	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С2	Электролитический конденсатор	50мкФ 20В	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1	Резистор	510 кОм	1	0. 25Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R2, R4	Резистор	0.2 Ом	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R3	Резистор	0.51 Ом	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R5, R9, R16	Резистор	1.8 кОм	3	R5, R9-0.5Вт; R16-0.25Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R6	Резистор	1.3 кОм	1	2Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R7	Резистор	1 кОм	1	0.25Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R8	Резистор	28 Ом	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R10	Подстроечный резистор	47кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R11, R13, R15	Резистор	20 кОм	3	0. 25Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R12	Резистор	100 кОм	1	0.25Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R14	Резистор	10 кОм	1	0.25Вт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
T1	Трансформатор	220В/25В	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
К1	Реле		1	С рабочим напряжением 24 В	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
SA1, SA2	Тумблер		2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
SB1	Кнопка	без фиксации	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
FU1	Предохранитель	10А	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
HL1	Светодиод	АЛ307ВМ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
HL2, HL3	Светодиод	АЛ307БМ	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Резистор	10 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
						Добавить все

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Зарядное устройство
• Sprint-Layout

Схемы зарядных устройств (с использованием LM317, LM338)

Поделки своими руками для автолюбителей

В настоящей статье мы обсудим несколько простых схем зарядных устройств, предназначенных для зарядки аккумуляторов 12 В. Эти устройства очень простые и недорогие по своей конструкции, но при

этом обладают высокой точностью в поддержании выходного напряжения и тока. Все предложенные здесь схемы контролируют выходной ток. Это означает, что поступающий в аккумулятор ток никогда не будет выходить за предварительно определенный, фиксированный уровень.

Примечание: Если вам нужно зарядное устройство для аккумуляторов с мощным током, то ваши потребности могут быть удовлетворены данными конструкциями устройств зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.

—Простейшее зарядное устройство для аккумуляторов 12 В

Как я неоднократно повторял во многих статьях, основным критерием безопасной зарядки аккумулятора является поддержание максимально входного напряжения, величина которого чуть ниже напряжения зарядки, указанного в спецификации аккумулятора, а также поддержание тока на уровне, не вызывающем нагрев аккумулятора.

При соблюдении этих двух условий вы можете заряжать любой аккумулятор, используя простую, приведённую схему.

В приведенной, простейшей схеме, выход трансформатора составляет 12 В. Это означает, что пиковое напряжение после выпрямления будет составлять 12 х 1.41 = 16.92 В. Хотя это несколько выше, чем 14 В, уровня полного заряда для аккумулятора, сам аккумулятор поврежден не будет. При этом рекомендуется отключать аккумулятор, как только амперметр покажет нулевое значение напряжения.

Автоматическое отключение: Если вы хотите, чтобы приведенная выше схема обеспечивала автоматическое отключение зарядного устройства по завершению зарядки, вы легко можете добиться этого, добавив на выход биполярный транзистор, как показано ниже:

В данной схеме мы использовали общий эмиттер биполярного транзистора, к базе которого подключено 15 В. Это означает, что напряжение эмиттера никогда не опустится ниже 14 В. А когда на контактах аккумулятора напряжение превысит 14 В, транзистор переходит в состояние обратного смещения, и просто осуществляет автоматический режим отключения. Вы можете изменять значение напряжения 15 В стабилитрона, пока не получите для аккумулятора напряжение примерно в 14.3 В.

В результате первая схема преобразуется в полностью автоматическую систему зарядки АКБ, которую несложно сделать. Кроме того, поскольку здесь не используется конденсаторный фильтр, то 16 В применяется не в качестве непрерывного напряжения постоянного тока, а скорее, как 100 Гц выключатель. Это снижает нагрузку на аккумулятор, а также предотвращает сульфатирование пластин аккумулятора.

Почему важен контроль тока?

Зарядка аккумулятора любого вида может носить критический характер, и поэтому требует уделять ей определенное внимание. Когда сила тока, заряжающего аккумулятор, значимо высокая, контроль тока становится важным фактором. Все мы знаем, насколько «умными» являются линейные стабилизаторы LM317, и не удивительно, что эти устройства применяются в большом количестве схем и приложений, требующих точное управление мощностью.

Представленная ниже схема зарядного устройства для аккумуляторов 12В с контролем тока на базе LM317 показывает, как можно сконфигурировать LM317, используя всего лишь пару сопротивлений и источник питания в виде стандартного диодного моста для обеспечения зарядки аккумулятора 12 В со всей возможной точностью.

Как это работает?

Стабилизатор подключается в обычном режиме, когда сопротивления R1 и R2 используются для требуемой регулировки напряжения. Входная мощность подается на LM317 с обычного диодного моста. После фильтрации через конденсатор C1 напряжение составляет примерно 14 вольт. Отфильтрованный постоянный ток с напряжением в 14 В, поступает на входной контакт стабилизатора. Контакт регулировки LM317 подключён через фиксированное сопротивление R1 и переменное сопротивление R2. Изменяя величину сопротивления R2 может плавно менять выходное напряжение, подаваемое на аккумулятор. Без подключения сопротивления Rc вся схема вела бы себя, как простой источник питания.

Однако сопротивление Rc и транзистор BC547 на указанных позициях в схеме, обеспечивают возможность воспринимать ток, поступающий в аккумулятор. Пока этот ток остается в требуемых безопасных границах, напряжение остается на заданном уровне. Однако при повышении силы тока стабилизатор снижает напряжение, ограничивая дальнейший рост тока и гарантируя безопасность аккумулятора.

Формула для расчета Rc:

R = 0.6/I, где I — максимальная величина требуемого выходного тока.

Для оптимальной работы LM317 будет требоваться наличие теплоотвода (радиатора).

Для наблюдения за состоянием зарядки аккумулятора используется подключенный к схеме потенциометр. Как только он покажет нулевое напряжение, аккумулятор можно отсоединить от зарядного устройства и использовать по назначению.

Принципиальная схема № 1

Список элементов

Для изготовления описанной выше схемы требуются следующие элементы; R1 = 240 Ом R2 = 10 кОм с предварительной установкой C1 = 1000 мкФ/25 В Диоды = 1N4007 TR1 = 0-14 В, 1 А

Как подсоединить потенциометр к схеме с LM317 или LM338?

Следующая схема (2) показывает, как правильно подключить 3-контактный потенциометр к схеме, использующей стабилизатор напряжения LM317 или LM338. Для подключения потенциометра к схеме его центральный контакт и любой боковой контакт соединяется с выходными контактами схемы. Третий контакт потенциометра не используется.

схема 2

—Компактное зарядное устройство аккумуляторов 12В на базе LM338

Интегральная схема LM 338 представляет собой выдающееся устройство, которое может быть применено в неограниченном числе возможных приложений электронных схем. Ниже мы покажем, как использовать ее для получения автоматического зарядного устройства аккумуляторов 12 В.

Почему именно ИС LM338 ?

Основной функцией этой ИС является управление напряжением, и при незначительных, простых модификациях она может быть применена для управления током. Схема зарядного устройства аккумуляторов идеально подходит для этой ИС и мы намерены изучить одну такую схему для создания автоматического зарядного устройства аккумуляторов 12 В с использованием ИС LM338. Обращаясь к принципиальной схеме, мы видим, что вся схема построена вокруг ИС LM301, формирующей схему управления для выполнения отключения. LM338 настроена в качестве контроллера силы тока, и как модуль прерывающего выключателя.

Использование LM338 в качестве регулятора, а операционного усилителя в качестве компаратора

Вся работа зарядного устройства может быть проанализирована с учетом следующих соображений: LM 301 используется в качестве компаратора и её не инвертированный вход подключается к опорной точке, создаваемой делителем напряжения, состоящего из R2 и R3. Напряжение, снятое с точки соединения R3 и R4, используется для установки выходного напряжения LM338 на уровень, который несколько выше требуемого напряжения зарядки – это примерно 14 вольт. Данное напряжение подается на заряжаемый аккумулятор через сопротивление R6, включенное в схему в качестве датчика силы тока. Сопротивление в 500 Ом, соединяющее входные и выходные контакты LM338, гарантирует, что даже после того, как схема будет автоматически отключена, аккумулятор будет постепенно заряжаться пока он остается подключенным к выходу схемы. Кнопка пуска (start) используется для запуска процесса зарядки после подсоединения к выходу схемы частично разряженного аккумулятора. Выбор величины R6 позволяет получать различные скорости зарядки в зависимости от емкости аккумулятора.

Функционирования схемы (согласно объяснениям +ElectronLover)

«После того, как заряжаемый аккумулятор будет иметь полный заряд, напряжение на инвертированном входе операционного усилителя станет выше установленного напряжения на неинвертированном входе LM338. Это моментально переключит логику усилителя на низкий уровень».

Согласно моим предположениям: V+ = VCC — 74 мВ V- = VCC — Ток зарядки x R6 VCC= напряжение на контакте 7 усилителя

Когда аккумулятор зарядится полностью, ток зарядки уменьшается. V- становится выше, чем V+, выход усилителя снижается, включая PNP и LED. Кроме того, поскольку R4 через диод будет соединено с заземлением, то R4 становится параллельным R1, снижая фактическое сопротивление на управляющем контакте LM338 до уровня заземления.

Напряжение (LM338) = 1.2+1.2 x Reff / (R2+R3), где Reff — это сопротивление регулирующего контакта по отношению к заземлению.

Когда Reff понижается, выходное напряжение LM338 снижается, прекращая процесс зарядки.

Популярное;

↑ Критерий отключения

Итак, токовый режим выбран, следующий и самый сложный этап — выбор критерия отключения зарядки. Обычно используются: • отключение по таймеру, • по достижению порогового напряжения, • по мизерному падению напряжения при полной зарядке, • по температуре батареи.
Проблема в том, что в одних случаях реализация сложна, в других ненадежна. Приемлемый вариант — пороговое напряжение

, но если хотя бы один элемент плохой, напряжение никогда не достигнет порогового уровня. Поэтому я рекомендую при первой зарядке проконтролировать напряжение конкретной батареи. В литературе написано, что напряжение полной зарядки на элемент составляет 1,45-1,48 В.

Аналоги LM317

Что делать, если нет возможности использовать LM317? Можно воспользоваться ее аналогами. Братьями-близнецами данного компонента являются UPC317, GL317, ECG1900 и SG317. Отечественный же аналог — это KP142Eh22A, а также существует KP142ЕН12 с фиксированным напряжением.

Если LM317 не хватает мощности для вашего проекта, то можно воспользоваться более мощными вариантами:

• LM350AT и LM350T – максимальный выходной ток 3А и мощность 25Вт
• LM350K – ток 3 А и мощность 30 Вт
• LM338T и LM338K – ток 5 А

Все эти микросхемы имеют одинаковые выводы, поэтому схемы не придется никак менять.

↑ Режим зарядки по току

Мне позвонил друг и сказал, что ему нужно зарядное устройство к шуруповерту на дачу. C его слов, аккумуляторов в батарее 10 штук емкостью 1400 мА-час. Значит, требуется заряжать батарею 12 Вольт. Аккумуляторы никель-кадмиевые, для них возможны три режима зарядки: «А» — медленный, током 0,1 от ёмкости, время зарядки 14-16 часов; «Б» — сверхбыстрый, током от 1 до 4 ёмкости, время порядка 1 часа; «В» — ускоренный, током примерно 0,25 от ёмкости, время зарядки 4-6 часов.

На мой взгляд, вариант «А» слишком медленный, пока батарея зарядится, или желание работать пропадет, или будет пора уезжать.

Вариант «Б» рискован, велика вероятность взрыва или выхода из строя батареи, для предотвращения этого нужен контроль за температурой каждого элемента, схема должна быть сложной, лучше на микроконтроллере, для него придется писать и отлаживать программу, далеко не все аккумуляторы могут выдержать такой режим, особенно герметичные.

Остается режим «В» — вечером батарея ставится на зарядку, утром аккумуляторы полностью заряжены, заряд полный, вероятность проблем минимальна.

Анализ промышленных схем удивил. В них обычно нет стабилизации тока, ограничение происходит за счет сопротивления вторичной обмотки питающего трансформатора. Значит при отклонении сетевого напряжения или не будет полной зарядки, или ток значительно возрастет. У нас ток зарядки будет стабилизирован

на заданном уровне, что полностью избавляет от указанных недостатков.

Виды LM317

Микросхема продается в нескольких варианта корпуса, в зависимости от потребности в размерах, нагрузки и подключении, а также типу монтажа схемы — каждый может выбрать наиболее подходящий ему вариант.

Наиболее популярна LM317T в корпусе TO-220 на 1.5 Ампер. Это считается универсальным вариантом, так как может использоваться в навесном монтаже, а также поверхностном. Радиатор в таком корпусе позволяет отводить излишнее тепло и испытывать более серьезные нагрузки, чем его собратья, а при необходимости его можно прикрепить к большему радиатору.

↑ Схема и детали

Для радиолюбительской самоделки, на мой взгляд, нужно, чтобы конструкция была: — простая, — недорогая, — из доступных деталей, — плата должна быть с простой разводкой.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Желательно использовать то, что есть под рукой , что не надо искать по рынкам и магазинам. Для зарядок есть специальная микросхема L200C

, но мне было интереснее применить
КР142ЕН12 (LM317)
.

Трансформатор нашелся с вторичной обмоткой на 18 Вольт. Чтобы убедиться в его пригодности, было измерено напряжение под нагрузкой 300 мА, оно оказалось 16 Вольт. Это нормально, т.к. допустимо падение на 10% .

Резисторы применены в основном SMD, транзистор КТ503 можно заменить практически любым той же проводимости.

Для индикации я использовал сверхъяркие светодиоды неизвестной марки, поскольку они отлично светятся уже при токе 1 мА. Можно ставить любые светодиоды, но придется подобрать резисторы R6, R9 для желаемой их яркости.

↑ Настройка зарядного устройства

Без нагрузки подстройкой R5 убедиться, что напряжение на выходе плавно регулируется около значения в 14 Вольт. Подгонкой R7, R8 добиться зажигания D6 при напряжении 14…14,2 Вольт. На печатной плате предусмотрено место для подключения SMD резисторов параллельно R7, R8 для их подгонки. При указанных на схеме номиналах, подстройка не потребовалась.
Затем подстройкой R5 установить на выходе напряжение 14,4…14,5 Вольт. Подключить нагрузку, например, 20 Ом и убедиться, что ток в нагрузке примерно 300 мА. Закоротить ненадолго выход и убедиться, что оба диода гаснут, а предохранитель не перегорает. Без нагрузки должны светиться оба светодиода, при подключении аккумулятора красный светодиод гаснет. Если цепь заряда оборвана или аккумулятор заряжен полностью, красный светодиод не гаснет.

Подключить аккумулятор, убедиться, что красный светодиод гаснет и зарядка проходит нормально. При приближении к полной зарядке красный диод должен загореться. Проконтролировать напряжение на полностью заряженной батарее и, при необходимости, подкорректировать резистором R5 выходное напряжение. Если напряжение заметно отличается от нормы, батарея неисправна. Надо проконтролировать состояние всех элементов батареи и заменить неисправный.

Как проверить LM317?

В отличие от транзисторов, данную микросхему невозможно проверить мультиметром. Такой способ никак не гарантирует правильную работу из-за большого количества внутренних элементов, не соединенных с выводами. Поэтому, если какой-то из них выйдет из строя, то проверить это мультиметром будет проблематично. Самый простой способ проверки работы LM317 — это создать простейший стенд на макетной плате, а запитать его можно будет всего лишь от батарейки.

Таким образом, вы сможете быстро убедиться в полностью рабочем состоянии элемента, даже если необходимо проверить несколько штук.

↑ Файлы

Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года. Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.

— Спасибо за внимание! Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Зарядное устройство для свинцово-кислотных (автомобильных аккумуляторов) можно довольно быстро собрать на микросхеме LM317T. А самое большое преимущество в том, что не обязательно быть радиолюбителем для её реализации, достаточно примитивных познаний физики и электротехники. Схема зарядного устройства проста в настройке, и требует минимум навесных элементов, а при этом довольно надёжная и дешёвая.

Необходимые компоненты

1. Трансформатор на 12В 1А.
2. Микросхема LM317 (2 шт. ) (купить на AliExpress).
3. Диодный мост W005.
4. Контактная колодка (2 шт.).
5. Конденсаторы 1000 мкФ (купить на AliExpress) и 1 мкФ (купить на AliExpress).
6. Конденсаторы 0,1 мкФ (5 шт.) (купить на AliExpress).
7. Резистор 1 кОм (5 шт.) (купить на AliExpress).
8. Диоды Nn007 (3 шт.).
9. Операционный усилитель LM358 (купить на AliExpress).
10. Шунтирующее сопротивление (проводник) 0.05 Ом (купить на AliExpress).
11. Плата Arduino Nano (опционально) (купить на AliExpress).
12. ЖК дисплей 16х2 (опционально) (купить на AliExpress).

Как собрать простую схему зарядного устройства для автомобильного аккумулятора на 12 В

Характеристики

• ·19 декабря 2022 г.
• ·Md. Анисур Рахман

В этом руководстве мы создадим «Цепь зарядного устройства 12-вольтовой батареи» .

Для зарядки аккумуляторов подаем напряжение на клеммы и аккумулятор начинает заряжаться. Протокол зарядки определяется размером и типом заряжаемой батареи. Некоторые типы батарей имеют высокую устойчивость к перерасходу и, в зависимости от типа батареи, могут заряжаться путем подключения к источнику постоянного напряжения или постоянного тока. Когда дело доходит до безопасной зарядки, быстрой зарядки и/или максимального времени автономной работы, все становится сложнее. Здесь мы разрабатываем простую схему зарядного устройства для 12-вольтовых аккумуляторов с использованием нескольких общедоступных компонентов, и эта схема подходит для всех типов 12-вольтовых аккумуляторов.

Эта простая схема зарядного устройства для 12-вольтовых аккумуляторов представляет собой схему общего зарядного устройства для аккумуляторов, и вы можете добавить в эту схему такие функции, как защита от обратной полярности, установив диод на выходе. (Анод диода для вывода положительного источника питания и катод диода в качестве положительного вывода на выходе) и защита от перегрузки по току на основе транзистора. Следующая схема зарядного устройства является грубым прототипом, обеспечивающим выходное напряжение 12 Вольт для аккумулятора. Эта схема создана для обеспечения зарядного тока до 3 ампер.

Необходимый компонент:

Нет	Компонент	Значения	Кол-во
1	Понижающий трансформатор	0–14 В перем. тока / 3 А)	1
2	Модуль мостового выпрямителя	BR1010	1
3	Электролитический конденсатор	100 мкФ/25 В	1,1
4	Резистор	1 кОм/1 Вт	1
5	Светодиод		1
6	Керамический конденсатор	0,01 мкФ

Цепь зарядного устройства автомобильного аккумулятора 12 В

Порядок работы:

Как показано на схеме, у нас есть блок питания, состоящий из понижающего трансформатора переменного тока 0–14 В, который используется для преобразования переменного тока 230 В. питания в источник переменного тока 12 В, а для выпрямления переменного тока в постоянный мы использовали модуль мостового выпрямителя BR1010, который обеспечивает высокоэффективный источник постоянного тока с высоким номинальным током. Этот модуль мостового выпрямителя будет иметь четыре клеммы, две для входа питания переменного тока, обозначенные волной знака, и две для выхода постоянного тока, обозначенные положительным и отрицательным знаком. C1 и C1 — сглаживающие конденсаторы. В этой схеме конденсаторы С1 и С2 выполняют роль фильтра, а светодиод сигнализирует о наличии там источника постоянного напряжения на выходе.

Среднеквадратичное значение выходного напряжения трансформатора составляет 12 В в простейшей схеме, описанной выше. То есть после выпрямления пиковое напряжение будет 12 x 1,41 = 16,92 В. Хотя это кажется выше, чем уровень 14 В полного заряда 12-вольтовой батареи, батарея не повреждается из-за низкого тока трансформатора. .

Однако лучше вынуть батарею, как только показания амперметра будут близки к нулю.

Автоматическое отключение: Вы можете легко сделать так, чтобы описанная выше конструкция автоматически отключалась при достижении полного уровня заряда, добавив биполярный транзисторный каскад с выходным сигналом, показанным ниже: V в этой конструкции, что означает, что напряжение эмиттера никогда не может превышать 14 В. Когда напряжение на клеммах батареи превышает 14 В, биполярный транзистор смещается в обратном направлении и переходит в режим автоматического отключения. Вы можете отрегулировать значение диода 15 В до тех пор, пока выходное напряжение батареи не станет около 14,3 В. Это превращает первую конструкцию в полностью автоматическую систему зарядного устройства на 12 В, которую легко построить, но при этом она остается полностью безопасной.

Почему важен контроль тока?

Настройка постоянного тока:

Зарядка любого типа заряжаемых аккумуляторов может быть критической и требует определенного внимания. Когда входной ток, используемый для зарядки аккумулятора, значительно выше, добавление контроля тока становится критически важным.

Все мы знаем, насколько умна микросхема LM317, поэтому неудивительно, что она используется во многих приложениях, требующих точного управления питанием. Представленная здесь схема зарядного устройства 12-вольтовой батареи с регулируемым током на микросхеме LM317 демонстрирует, как микросхема LM317 может быть сконфигурирована с помощью всего лишь пары резисторов и стандартного трансформаторного мостового источника питания для зарядки 12-вольтовой батареи с максимальной точностью.

Как это работает?

По сути, микросхема подключена в обычном режиме с включенными резисторами R1 и R2 для необходимой регулировки напряжения. Входная мощность ИС подается через стандартную сеть трансформатор/диодный мост; напряжение после фильтрации через С1 примерно 14 вольт. Отфильтрованные 14 В постоянного тока подаются на входной контакт микросхемы. Вывод ADJ микросхемы подключен к соединению резистора R1 и переменного резистора R2. Резистор R2 можно точно настроить для согласования конечного выходного напряжения с батареей. Без Rc схема будет вести себя аналогично простому источнику питания LM 317, без измерения и контроля тока.

Вывод:

При включении питания схема начинает работать. Понижающий трансформатор понижает мощность переменного тока с 230 В до 15 В. Затем мостовой выпрямитель выпрямляет это низковольтное переменное напряжение, создавая нестабилизированное постоянное напряжение с пульсациями переменного тока. Конденсатор фильтра пропускает пульсации переменного тока, в результате чего на нем возникает нерегулируемое и отфильтрованное постоянное напряжение. Здесь происходят две операции: – 1. Это нерегулируемое постоянное напряжение подается непосредственно на нагрузку постоянного тока (в данном случае на батарею) через реле. 2. Нерегулируемое постоянное напряжение также подается на регулятор напряжения, в результате чего получается регулируемое напряжение 12 В постоянного тока.

Моделирование в реальном времени: Как собрать простую схему зарядного устройства для автомобильного аккумулятора на 12 В

Нравится:

Нравится Загрузка. ..

Автор статьи: Md. Анисур Рахман

Простые схемы зарядных устройств 12 В с автоматическим отключением

Установка позволяет сделать простое зарядное устройство на 12 В отличного качества, с помощью которого можно заряжать аккумуляторы на 1-2 В для автомобилей, а также сухие аккумуляторы, используемые в системах сигнализации.

Его работа, по-видимому, автоматическая, учитывая, что всякий раз, когда он подключен к батарее, он в конечном итоге будет работать только в том случае, если батарея разряжена, и автоматически отключится, когда батарея будет полностью заряжена.

Блок приводится в действие трансформатором, вторичная обмотка которого обычно составляет 14-15 Вольт при минимальном токе 3 Ампера.

Подстроечный резистор TR1 доработан для того, чтобы на выходе зарядного устройства было напряжение около 14,4 вольта без нагрузки.

Абсолютный максимальный распределяемый ток составляет 3 Ампера, поэтому НЕ пытайтесь заряжать аккумуляторы емкостью выше 36 Ач. Лучше всего использовать это устройство для питания зарядного устройства для системы сигнализации с аккумулятором в режиме ожидания.

При установке обратите внимание на подключение батареи с соблюдением полярности.
При построении компонентов осторожно придерживайтесь схемы схемы.

Печатная схема, АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО НА ВХОД 14-15 Вольт при зарядном токе не более 3 ампер

Перечень деталей для цепи автоматического зарядного устройства автомобильного аккумулятора 12 В:

Все резисторы
мощностью 1/4 Вт, если не указано иное.

Rl-470 Ом
R2 = 10 кОм
R3 = 270 Ом
TR1 = 10 кОм триммер.
Кл = 1000мкФ25В.
DZ1 = 5,1 вольт lWzener.
T1 = 2N2218
T2 = 2N3055-BDW21C
1C1 = UA741
PT1 = KBL04/01
1 Гнездо 8 контактов.
1 Радиатор для Tl.
1 Радиатор для Т2.

Простое зарядное устройство 12 В с индикатором заряда аккумулятора

Это простая схема зарядного устройства на 12 В со схемой индикатора. Это интеллектуальная схема зарядного устройства. Вы можете идеально использовать эту схему для таких приложений, как инверторы, портативные зарядные устройства и т. д. Эта конструкция дополнительно включает в себя двойную систему индикации в виде индикатора зарядки аккумулятора и индикатора низкого заряда аккумулятора. Преимущество этого индикатора заключается в том, что зуммер уведомляет вас о необходимости перезарядки аккумулятора. Эта схема, несомненно, помогает в повседневной жизни для зарядки аккумулятора.

Как работает простая схема зарядного устройства
— Цепь зарядки создана на основе стабилизатора напряжения IC 7815 и пары транзисторов BC 547 BJT.
— Основной вход 230В или 110В может быть сначала понижен через понижающий трансформатор, после чего может быть выпрямлен и отфильтрован.
— Это постоянное напряжение затем подается на регулятор напряжения IC 7815;. Выход регулируется на 15В
для зарядки подключенной аккумуляторной батареи 12В на выходе регулятора напряжения.