Главная » Строительство » Зарядное устройство с ши регулированием тока

Зарядное устройство с ши регулированием тока

Категорически приветствую всех читателей!

Написать данную статью меня побудили несколько факторов: борьба с потенциальным алкоголизмом, желание несколько упорядочить «кашу» из накопившейся информации и, конечно, большое желание помочь единомышленникам.

В конечном итоге мы получим зарядное устройство с линейной характеристикой выходного тока. Это означает, что зарядка будет происходить в два этапа — постоянным заданным вручную током до набора заданного напряжения, затем постоянным заданным напряжением. При этом выходной ток будет плавно снижаться вплоть до нуля, когда заряд будет полностью окончен. Это самый правильный способ зарядки.

Также мы добавим режим десульфатации аккумуляторной батареи. Такой функцией обладают некоторые заводские зарядные устройства, например, Кедр-Авто 10. Такой зарядник у меня так же имеется, и его режим работы мне не очень нравится: во-первых, он не производит должным образом зарядку постоянным напряжением, а просто падает в дозарядку малым током. Окончания зарядки придется ждать очень долго; во-вторых, в интересующем нас режиме "Цикл" максимальное напряжение целенаправленно увеличено до 15,5 вольт, чтобы устройство не отключалось. Это в конечном итоге приведёт к перезаряду аккумулятора. Использованная у меня реализация лишена этих недостатков.

Ключевые моменты статьи для удобства восприятия и навигации я выделил полужирным шрифтом.

Лирика: данный текст ориентирован на начинающих радиолюбителей, подобных мне самому. Собственно, я сам почти год назад не держал в руках паяльник, пока не набрёл на статью Андрея Голубева про изготовление лабораторного блока питания из компьютерного БП. Не имея четкого представления, зачем он мне впоследствии пригодится, я поставил себе задачу во что бы то не стало разобраться и сделать себе такое устройство. И это мне удалось. Выражаю огромную человеческую благодарность Андрею и Юрию Вячеславовичу за посильную помощь в моих начинаниях. Много крови я у них выпил. Я не повторяю статью Андрея, но постараюсь ключевые моменты переделки раскрыть более подробно, останавливаясь на моментах, которые вызывали у меня много вопросов. Прошу воспринимать данный материал как отчет о проделанной работе. Чтобы понимать, о чем я вообще говорю, вам необходимо изучить вышеупомянутые статьи.

Многие здесь и сейчас присутствующие знают, что я человек расчетливый, и не ищущий легких путей. И недавно, промывая подкапотку любимого авто от месячной пыли, обнаружил недобро косящийся на меня красный глаз индикатора плотности в банке аккумуляторной батареи. В связи с никак не радующими глаз ценами на аккумуляторы, да и что угодно в наше время, в принципе, решил, что не стоит оставлять без внимания такой важный элемент автомобиля, как аккумуляторная батарея, пробуждающая 6 цилиндров в сибирские морозы. Готовь сани летом, как говорится. А с другой стороны, не кошерно таскать в гараж лабораторный блок питания, в который вложил душу.

А что нам стоит дом построить?

За период создания вышеупомянутого лабораторника у меня скопилось достаточной количество барахла, которое можно превратить в объект обсуждения – аккумуляторное зарядное устройство.
По сути, это тот же лабораторный блок питания, но с некоторыми ограничениями – минимальное напряжение на выходе равно 14,4В, максимальное 16В, блок питания не стартует без подключенного к выходным клеммам аккумулятора и имеет защиту от переполюсовки. В штатном режиме регулятор напряжения всегда в крайнем левом положении, и напряжение на выходе равно 14,4В. Повышенное напряжение используется для "пинка" запущенным аккумуляторам.

Суть зарядного устройства: обеспечить стабилизированное напряжение 14,4 вольта и заданный ограниченный ток. Проще говоря, в начале процесса зарядки ток будет максимальным, заданным реостатом. По мере заряда батареи, собственное напряжение аккумулятора будет расти. В конце концов, когда напряжение аккумулятора станет 14,4 вольта, блок питания перейдет в режим стабилизации напряжения и станет постепенно снижать ток до нуля. В таком состоянии аккумулятор может находиться сколь угодно долго, и ничего плохого с ним не произойдет.

Мне по вышеупомянутой причине сия поделка обошлась в 0 рублей и 0 копеек, если же все комплектующие покупать поштучно, бюджет может подрасти до 1000 рублей, где большую часть занимают вольтамперметры. От момента задумки до реализации прошла неделя. Делал в основном вечерами, но пару дней посвятил процессу полностью.

На этом описательно-вступительную часть предлагаю считать оконченной и перейти к самому интересному.
Достался в виде трупа блок питания ATX:

Видно следы отвратительного ремонта: силовые ключи и диодные сборки вообще не прикручены к радиаторам. Схема очень схожа с этой:

Категорически приветствую всех читателей!

Ключевые моменты статьи для удобства восприятия и навигации я выделил полужирным шрифтом.

А что нам стоит дом построить?

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Журналы, книги, сборники
▪ Архив статей и поиск
▪ Схемы, сервис-мануалы
▪ Электронные справочники
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Голосования
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать – советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(150000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине

Зарядное устройство с ШИ регулированием тока

Блок управления зарядным устройством представляет собой импульсный генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2 (см. схему на рис. 1) и позволяющий регулировать скважность импульсов, буферный усилитель – инвертор на элементах DD1.3 и DD1.4 и переключающий регулирующий элемент – полевой транзистор VT1. При указанных на схеме номиналах элементов частота генератора – около 13 кГц.

Так как сопротивление открытого канала транзистора VT1 очень мало (0,017 Ом) и работает он в переключательном режиме, при токе зарядки до 5 А транзистор практически не нагревается – рассеиваемая тепловая мощность не превышает 0,55 Вт. В качестве понижающего использован сетевой трансформатор габаритной мощностью 150 Вт с вторичной обмоткой, обеспечивающей постоянное напряжение 16. 17 В на конденсаторе С1 и зарядный ток до 6 А.

Рис. 1

Выпрямительный мост собран на диодах Шоттки, VD1 – сдвоенный SBL4045PT, а VD2 и VD3 – одиночные 10TQ045. Если вторичную обмотку сетевого трансформатора намотать с отводом от середины, число диодов в выпрямителе и тепловыделение от них можно уменьшить вдвое.

Конструктивно зарядное устройство показано на фото рис. 2. Блок управления собран на печатной плате из стеклотекстолита толщиной 1 мм. Диоды выпрямителя смонтированы на жесткой пластине из алюминиевого сплава, привинченной к литому штыревому теплоотводу размерами 160×45 мм. Диоды прикреплены к пластине через изолирующие прокладки из тонкой слюды, покрытые теплопроводящей пастой. Теплоотвод привинчен к задней стенке корпуса устройства.

Рис. 2

Транзистор VT1 установлен на небольшой (50x50x1 мм) пластине из меди, латуни или алюминиевого сплава, прикрепленной двумя винтами к печатной плате блока управления. Чертеж платы представлен на рис. 3. индикаторная лампа накаливания EL1 – МН26-0.12, (26 В, 0,12 А), амперметр РА1 – М476/2 от бытовых магнитофонов, шунт R6 – намотанный на оправке диаметром 8 мм медный обмоточный провод. ПЭВ-2 1,5, число витков – 16 (сопротивление – около 0,1 Ом). Полное отклонение стрелки амперметра с шунтом – при токе 10 А. Конденсатор С1 – импортный, а С2 можно собрать и из двух К73-17 емкостью по 2,2 мкФ, включенных параллельно, или использовать оксидный емкостью 10 мкФ на напряжение 16 В (соответствующие отверстия в плате предусмотрены).

Рис. 3

Габариты и массу зарядного устройства можно в значительной степени уменьшить, применив для понижения сетевого напряжения так называемый "электронный трансформатор", используемый для питания галогенных ламп напряжением 12 В. Он представляет собой высокочастотный преобразователь на транзисторах с трансформаторным выходом (именно этот конструктивный вариант зарядного устройства показан на фото рис. 2.

Я использовал электронный трансформатор торговой марки "TASCHIBRA" мощностью 150 Вт с выходным напряжением 12 В. Вторичная обмотка его выходного трансформатора, намотанного на ферритовом магнитопроводе, содержит 9 витков жгута из четырех эмалированных проводов диаметром 1 мм (сечение жгута – примерно 3 мм2). Для работы в зарядном устройстве трансформатор необходимо подвергнуть несложной доработке.

Для этого его аккуратно выпаивают из платы, снимают внешнюю изоляцию и доматывают вторичную обмотку в ту же сторону аналогичным жгутом из четырех таких же проводов еще тремя витками, которые соединяют последовательно с имеющейся обмоткой. Место на каркасе позволяет выполнить эту операцию без разборки магнитопровода (он склеен).

После доработки трансформатор впаивают в плату на прежнее место. Теперь выходное напряжение на конденсаторе фильтра С1 повышается до 17 В при максимальном токе зарядки 5,5 А (для батареи СТ-55). При использовании электронного трансформатора оксидный конденсатор С1 следует заменить другим, емкостью 10 мкФ на номинальное напряжение не менее 250 В, подключив к нему параллельно несколько конденсаторов К73-17В общей емкостью 1-2 мкФ на номинальное напряжение не менее 250 В каждый.

Описанный узел управления 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.

Предлагаемое устройство позволяет регулировать мощность от нуля до максимального значения, а регулирующий транзистор не нуждается в эффективном отведении тепла при увеличении тока нагрузки до 5 А.

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.