Как сделать зарядное устройство для гелевого аккумулятора своими руками. Зу для гелевых аккумуляторов


Особенности выбора зарядного устройства для гелевых аккумуляторов 12в

Уже не первый год в автомобильных магазинах нашей страны можно встретить большой ассортимент гелевых аккумуляторов. Этот тип батарей имеет много преимуществ по сравнению с электролитными аккумуляторами. В частности, они могут отдавать более мощный ток независимо от степени разряда. Это особенно важно для запуска автомобиля в холодное время года. Преимущество гелевых аккумуляторов заключается в том, что они могут отдавать энергию вплоть до разрядки 25%.

Преимущества гелевых аккумуляторов

Батарея такого типа относится к категории необслуживаемых, поскольку здесь нет обычного электролита, а вместо него используется специальный гель. Он не вытечет ни при каких обстоятельствах, даже если перевернуть батарею вверх ногами. Срок эксплуатации гелевых аккумуляторов также выше, чем электролитных. Как правило, он достигает 14 лет. Хотя такая длительность службы была рассчитана для работы в идеальных условиях, которые в реальности не встречаются. Срок эксплуатации устройства зависит от многих параметров, среди которых наибольшую роль играет:

  • качество тока;
  • температура;
  • влажность окружающего воздуха.

Поэтому, в реальных условиях срок службы не превышает 11 лет, что, в принципе, тоже можно считать отличным показателем по сравнению с традиционными аккумуляторами.

Особенности зарядки гелевых аккумуляторов

Важная особенность, которой отличается зарядка гелевого аккумулятора, - небольшой ток саморазрядки. Это говорит о том, что батарея, заряженная на 100%, может храниться длительное время без подключения. То есть, даже через год простоя, заряд аккумулятора уменьшится не более чем на 20%. Все это стало возможным благодаря применению современных технологий.

Для изготовления гелевых аккумуляторов как своими руками, так и фабричным способом, используются сверхтолстые свинцовые электроды повышенного качества. Кроме того, в процессе изготовления применяется очищенная серная кислота и различные дорогостоящие материалы. Понятно, что подобный состав делает гелевые батареи куда более дорогими, чем кислотно-свинцовые. В то же время, учитывая отменные эксплуатационные характеристики этого устройства и его длительный срок эксплуатации, гелевые аккумуляторы можно считать выгодным приобретением. Среди компаний, производящих такие батареи для автомобилей, наибольшей популярностью пользуется EXIDE, AGM и BOSCH.

Обычная зарядка позволяет восстановить емкость батареи практически до первоначального объема. Новые модели гелевых аккумуляторов выдерживают до 1000 циклов зарядки и разрядки. Принципы обслуживания гелевых аккумуляторов в определенной степени отличается от принципов эксплуатации традиционных электролитных батарей. Для работы такого аккумулятора понадобиться специальное зарядное устройство, специально разработанное для этого типа энергоносителей.

Как выбрать зарядное устройство для гелевого аккумулятора

Выбирая зарядное устройство для гелевых аккумуляторов своими руками, необходимо учитывать ряд основных параметров.

В основном, на отечественном рынке представлены зарядные устройства, которые применяются для жидко-кислотных батарей. Это оборудование категорически не рекомендуется использовать для зарядки гелевых аккумуляторов, так как этот вид батарей имеет другое конечное напряжение заряда. Также стоит отметить, что необслуживаемые аккумуляторы такого типа приспособлены для низкого напряжения. Поэтому их зарядка более высоким напряжением приведет к выкипанию электролита и уменьшению срока эксплуатации прибора.

Это очень важная функция для зарядного устройства, так как она позволяет уменьшать силу тока там, где это необходимо, чтобы не приносить вред аккумулятору. На низкой силе тока батарея будет дольше заряжаться, но это никак не навредит ей.

Рекомендуется выбирать зарядное оборудование, которое обладает функцией температурной компенсации или даже выносным температурным датчиком. Это нужно для того, чтобы предотвратить перегрев батареи при зарядке и увеличить срок ее эксплуатации.

Зарядка гелевых аккумуляторов должна производиться только под определенным напряжением, которое в основном составляет 14,2 вольта. Однако для правильной подзарядки этот параметр лучше уточнить из инструкции. Нужно избегать устройств, выдающих некорректное напряжение как во время заряда, так и в буферном режиме.

Для эффективной зарядки гелевых аккумуляторов желательно приобрести устройство, которое будет разделять эту процедуру на три этапа. На первом этапе осуществляется зарядка постоянным током с увеличением напряжения, на втором этапе - постоянным напряжением с уменьшением тока, а на третьем - поддержание заряда минимальным током и постоянным напряжением.

Большинство моделей зарядного оборудования работает с температурным диапазоном от 5 до 40 градусов по Цельсию. Как правило, чем выше диапазон температур, тем выше качество прибора. Особенно расширенный температурный диапазон полезен в том случае. Если вы собираетесь осуществлять зарядку батареи в местах с невысокой температурой, например на балконе или в плохо утепленном гараже.

Функция регулировки скорости вращения вентилятора особенно полезна в том случае, если зарядное устройство планируется эксплуатировать дома. Тогда подобный механизм позволит уменьшить уровень шума от прибора.

Особенности и преимущества зарядки гелевых аккумуляторов 12в

Зарядное устройство для гелевых аккумуляторов 12в относится к приборам нового поколение. Оно отличается компактностью, легкостью и многофункциональностью. Кроме того, такой прибор имеет специальную защиту от неправильного подключения, автоматическую систему контроля и индикаторы режимов зарядки. Его можно использовать практически в любых условиях и в любом положении. Впрочем, для удобства эксплуатации желательно располагать зарядное устройство в горизонтальном положении на специальных резиновых подставках.

Для подключения в 220-вольтную сеть здесь используется стандартный провод питания, который используется в персональных компьютерах. На аккумулятор энергия подается через два черных проводника, которые на конце имеют разъемы типа крокодил. Несущий провод при этом имеет положительный потенциал, поэтому на нем закрепляются красные изолирующие накладки. Проводник, имеющий отрицательный потенциал, отличается черными изолирующими накладками.

Важным преимуществом зарядки гелевых аккумуляторов 12в считается наличие электронной системы защиты от неправильного подключения. Отличительная особенность такого устройства - это наличие нескольких режимов зарядки, которые переключаются при помощи специальной кнопки MD.

В настоящее время гелевые аккумуляторы нельзя считать очень популярными, даже несмотря на их преимущества. Это связано с их относительно высокой ценой, а также со сложностью эксплуатации. Впрочем, как видно из нашей статьи, зарядка таких батарей своими руками не представляет собой ничего сложного и требует использования качественного зарядного оборудования. Это позволит продлить срок службы гелевых аккумуляторов и сохранить их технические характеристики.

ekowheel.com

Зарядное устройство для аккумулятора

Современного человека окружает много различной техники, которая работает от аккумуляторов. Это мобильный телефон, ноутбук, электроинструмент, фонарь, автомобиль и т. д. Все эти вещи, на первый взгляд, не связаны. Но все они при функционировании используют аккумулятор. Перед владельцем всех этих вещей встаёт вопрос об обслуживании и периодической зарядке всех этих аккумуляторов. Для того чтобы зарядить аккумуляторы, требуется зарядное устройство. Лишь некоторые из перечисленных устройств имеют штатные возможности для подзарядки. Например, у фонарика может быть сделана вилка для подключения в сеть 220 вольт, аккумулятор в автомобиле подзаряжается от генератора. Но в большинстве случаев для полноценной зарядки требуется зарядное устройство (ЗУ). В этой статье мы поговорим о разных типах зарядных устройств и о требованиях к ним. 

Содержание статьи

Зарядные устройства для разных типов аккумуляторов

Для разных типов аккумуляторов выпускаются разные зарядники. Вот основные типы зарядных устройств:

  • Для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов;
  • Для щелочных аккумуляторов;
  • ЗУ для литиевых батарей;
  • Универсальные зарядные устройства.

Давайте, рассмотрим их подробнее.Вернуться к содержанию 

ЗУ для свинцово-кислотных батарей

В большинстве легковых и грузовых автомобилей используются именно свинцово-кислотные аккумуляторы. В этом случае ЗУ используется для полной зарядки АКБ, пока автомобиль находится в гараже или на стоянке.

 

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Сегодня в магазинах предлагается множество ЗУ для автомобильных батарей. Чтобы выбрать необходимое, нужно учесть ряд характеристик АКБ, используемой в вашей машине. На что обратить внимание?
  • Тип аккумуляторной батареи. Самые распространённые аккумуляторы для автомобилей – это WET (обычные с жидким электролитом), AGM (электролитом пропитано стекловолокно), GEL (электролит в гелеобразном состоянии). О зарядных устройствах для AGM и GEL будет сказано ниже;
  • Номинальное напряжение АКБ. На легковых машинах работают аккумуляторы 12 вольт. На некоторых грузовиках и спецтехнике устанавливаются батареи номиналом 24 вольта;
  • Ёмкость аккумулятора. Этот параметр также потребуется при выборе характеристик ЗУ. В большинстве случаев ёмкость нанесена крупным шрифтом на наклейке батареи. Единица измерения ─ ампер-часы.

По этим параметрам выше следует выбирать ЗУ. Существуют три большие группы таких устройств: зарядные, пусковые и пуско-зарядные. Последние являются универсальными и позволяют зарядить аккумулятор и запустить двигатель. Среди пусковых устройств есть отдельная группа – это портативные зарядные устройства. Они выполнены на базе литиевых или гелевых аккумуляторов, и предназначены для пуска двигателя в дороге, если основная АКБ села.

Что касается пуско-зарядных устройств, то вам самим надо решить, нужна ли вам функция запуска мотора. Если автомобиль стоит у дома или на стоянке, использовать такое ЗУ вы всё равно не сможете, поскольку требуется подключение к электросети. Тогда есть ли смысл переплачивать на лишние функции?

Стоит также отметить, что по конструкции зарядные устройства различаются на импульсные и трансформаторные. Трансформаторные имеют большие габариты из-за присутствия в них трансформатора и выпрямителя. Такие ЗУ чаще используются в сервисах аккумуляторщиками. Для бытового использования чаще берут импульсные модели, которые построены на основе инвертора. Такие зарядники компактны и не занимают много места.

Зарядное устройство Бош

Теперь, давайте, рассмотрим основные параметры ЗУ для автомобильного аккумулятора, и на что они влияют.

Ток зарядки. Эта характеристика выбирается по величине ёмкости АКБ. Заряжать аккумулятор рекомендуется током 0,1*С. С ─ это номинальная ёмкость. То есть, для аккумулятора ёмкостью 55 Ач оптимальным током зарядки считается 5,5 ампера. Зарядное устройство должно обеспечивать возможность подачи такого тока. Допускаются меньшие значения, но в этом случае процесс зарядки будет идти дольше. У современного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора часто можно встретить режим Boost для ускоренной зарядки. Он не должен превышать штатную силу тока больше чем на 30 процентов. Специалисты рекомендуют применять такой режим только в случае крайней необходимости.

Лучше всего выбрать ЗУ, которое выдаёт зарядный ток немного выше номинала для вашей батареи. В этом случае устройство не будет работать грани своих возможностей. В идеале берите ЗУ с ручной регулировкой зарядного тока. Такие модели дороже, но они того стоят. Ими вы сможете заряжать аккумулятор малым током при фиксированном напряжении. Таким способом АКБ заряжается дольше, но более полно и равномерно.

А также следует обратить внимание на возможные режимы работы ЗУ. Выше уже говорилось о наличии режима Boost. В некоторых ситуациях он может вам пригодиться. Например, когда аккумулятор сел и нужно срочно ехать. С помощью этого режима за 15─20 минут можно зарядить АКБ до такого состояния, что можно будет пустить мотор автомобиля. Желательно, чтобы ЗУ имело возможность зарядки в полностью автоматическом (включил и забыл) и ручном (при постоянном токе или напряжении) режимах.

Есть профессиональные модели зарядных устройств, которые могут одновременно заряжать несколько АКБ. Но обычным владельцам авто они вряд ли пригодятся. Такие «комбайны» используют профессиональные аккумуляторщики в сервисах.

Вернуться к содержанию 

Зарядное устройство для гелевых аккумуляторов

Аккумуляторы AGM и GEL имеют некоторые особенности зарядки, и для них существует отдельная группа ЗУ. AGM аккумуляторы сейчас можно встретить на автомобилях с системой «Старт-Стоп», а GEL больше используются на мотоциклетной технике и водных транспортных средствах.

Зарядное устройство для гелевого аккумулятора

Давайте, разберёмся, в чём особенности зарядки гелевых аккумуляторов, и почему их нельзя заряжать стандартным ЗУ.
  • Нагрев. Гелевой АКБ нельзя давать перегреваться. В случае AGM аккумуляторов это приведёт к отслоению стекловолокна от пластин электродов. То есть, ЗУ должно выключить подачу тока сразу по окончании зарядки. Кроме того, должна быть предусмотрена защита от перегрева аккумулятора при зарядке;
  • Стабильность электрических параметров. Напряжение должно быть стабильным во времени. А если его величина меняется, то это должно происходить плавно без скачков. Ток зарядки также должен быть стабильным. Нельзя допускать его выхода за допустимые границы. Гелевые аккумуляторы к этому чувствительнее, чем обычные WET.

Требования к ЗУ для гелевых аккумуляторов приведены ниже.

Каким требованиям должно удовлетворять зарядное устройство для гелевых аккумуляторов?

  • Зарядка с учётом нагрева. Устройство должно быть с температурной компенсацией. ТО есть, условия зарядки АКБ должны корректироваться в зависимости от температуры ОС и самой батареи. Например, если аккумулятора нагрелся на 10 градусов, то корректировка напряжения должна составлять 0,3–0,4 вольта на уменьшение. В идеальном случае зарядное устройство должно уметь делать перерывы при достижении определённого порогового значения температуры;
  • Возможность регулировки тока. Зарядка гелевых АКБ, как и WET, ведётся током 0,1*С. Однако, в этом случае превышение тока приводит к значительному сокращению срока эксплуатации, а порой и к выходу из строя;
  • Зарядка должна быть стадийной. Специалисты советуют покупать такие устройства, которые выполняют заряд гелевой батареи в три этапа. Первый этап подразумевает заряд с увеличением напряжения. Второй этап – это постоянное напряжение с постепенно снижающимся током зарядки. А на третьем этапе (компенсирующий заряд) аккумулятор заряжается при минимальных значениях тока и напряжения. Третья стадия нужна, если АКБ будет находиться на хранении. Это позволяет скомпенсировать саморазряд;
  • Рабочая температура. Этот параметр важен не только для гелевых зарядников, но и обычных. Подавляющее большинство моделей функционирует в температурном интервале 5─40 С. То есть, заряжать зимой на балконе или в холодном гараже уже не получиться. Если есть возможность, то покупайте зарядку с расширенным диапазоном рабочей температуры.

Вернуться к содержанию 

Зарядные устройства для щелочных аккумуляторов

Здесь речь пойдёт о ЗУ для зарядки никель─кадмиевых и никель─металлогидридных аккумуляторных элементов, которые часто можно встретить в аккумуляторах для шуруповёртов и прочем портативном инструменте. Есть разновидности щелочных АКБ, которые используются в качестве тяговых на складской технике. Но устройства для их зарядки мы рассматривать не будем по причине их узкой специализации. Мы рассмотрим требования к ЗУ, которыми заряжают батарейки из различной техники (АА, ААА и прочие).

Зарядное устройство для Ni─Cd и Ni─MH аккумуляторов

Для зарядки щелочных аккумуляторов могут применяться различные способы, которые учитывают особенности того или иного типа. То есть, подобные ЗУ можно назвать универсальными в рамках группы щелочных АКБ. Можно выделить следующие методики зарядки аккумуляторов:
  • При постоянном зарядном токе;
  • При снижении зарядного тока;
  • Ступенчатое изменение тока заряда;
  • При постоянном напряжении;
  • Варианты, которые комбинируют предыдущие.

Пользователь аккумуляторов всегда стремиться ускорить их зарядку. Особенно, если они используются в какой-то производственной деятельности. Ограничением в этом ускорении являются требования к зарядке от производителей АКБ. На эти требования завязана и гарантия на аккумуляторы.

Стоит также отметить некоторые вещи, касающиеся конкретных режимов зарядки. Чаще в магазинах предлагаются универсальные ЗУ, имеющие «мозги» для зарядки разных типов щелочных АКБ. Там действия пользователя сводятся к выбору типа аккумуляторов и запуска процесса зарядки. Более продвинутые позволяют устанавливать ток, напряжение, продолжительность заряда. Есть и простые ЗУ для одного типа АКБ. В этом случае помните следующее правило ─ ЗУ для Ni─MH батарей годятся для Ni─Cd, но не наоборот.

Зарядное устройство с выбором под разный типоразмер

Каким требованиям должно удовлетворять универсальное ЗУ для щелочных батарей?

  • Если речь идёт об универсальных ЗУ, то в них обязательно должна быть возможность выбора зарядного тока для разных батареек. Бюджетные устройства, как правило, лишены такой возможности. Там сила ток определяется в зависимости типа АКБ;
  • Посадочные места универсального зарядного устройства должны принимать разный типоразмер батареек. Или конструкция должна предусматривать какую-либо трансформацию для этого;
  • Кроме того, стоит обратить внимание на то, какие способы контроля за окончанием процесса зарядки есть в зарядном устройстве. Это особенно важно для никель─металлогидридных аккумуляторов. Лучше всего, если будут: контроль по дельте напряжения, по температуре, а также скорости изменения последней. А также должен быть контроль общего времени процесса, который требуется для полной зарядки АКБ;
  • Должна быть предусмотрена возможность распознавания установки аккумулятора в ЗУ;
  • Неплохо иметь функцию распознавания первичных источников тока. Попросту говоря, обычных батареек АА и ААА. Это пригодиться, если вы перепутаете их с аккумуляторами.

Вернуться к содержанию 

Зарядник для литиевых АКБ

Литиевые аккумуляторы сегодня широко используются в сотовых телефонах, планшетах, ноутбуках и другой потребительской электронике. В большинстве случаев они заряжаются в тех же устройствах, что и эксплуатируются. Также часто встречается зарядка подобных АКБ от компьютера через интерфейс USB или от автомобильной сети через различные переходники.

Зарядное устройство для литиевого аккумулятора

На выходе ЗУ для литиевых батарей должно быть напряжение 5 вольт и ток от 0,5 до 1 Сн (номинальная ёмкость). Для батарей телефонов зарядный ток обычно составляет 1 ампер, для планшетов ─ 2 ампера, для ноутбуков ─ 3 и более ампера. Отличительной особенностью литиевых аккумуляторов является то, что их зарядка выполняется через контроллер. Это специальная плата, управляющая процессом зарядки.

Солидные производители ЗУ реализуют процесс заряда литиевых аккумуляторов в несколько разных этапов. На первой стадии держится постоянный ток (от 0,2 до 1 С) и напряжение (от 4,1 до 4,2 В). Величины указаны из расчёта на один аккумуляторный элемент. Первый этап длится около 40 минут. На второй стадии постоянным поддерживается только напряжение, а ток постепенно падает. Для того чтобы ускорить зарядку, в некоторых ЗУ используется импульсный режим. Третий этап представляет собой компенсирующий заряд, если аккумулятор находится на хранении.

Повышение напряжения выше 4,1 вольта крайне не рекомендуется из-за начала окислительных реакций. Из-за этого срок службы АКБ сокращается. В некоторых типах литиевых батарей эти проблемы решаются легирующими добавками.

Аккумуляторные элементы литиевого типа имеют высокую чувствительность к излишнему заряду. В этом случае на отрицательном электроде начинает образовываться металлический литий, который очень активен. Он вступает в реакцию с электролитом, выделяется кислород и в корпусе аккумулятора увеличивается давление. Из-за этого может произойти разгерметизация и дальнейшее воспламенение. Чтобы такого не происходило, в литиевых аккумуляторах есть плата защиты или контроллер.

Контроллер литиевого аккумулятора

Эта плата с управляющей микросхемой контролирует заряд-разряд аккумуляторных элементов. Иногда она ещё может вести контроль по температуре с использованием температурного датчика. В некоторых типах элементов (например, 18650) ещё используется защита в виде механического клапана. Он открывается при увеличении давления сверх допустимого.

Всё это было сказано для того, чтобы вы учли меры безопасности при выборе ЗУ для литиевого аккумулятора. Если вы будете вести зарядку каким-то сторонним зарядным устройством, оно должно иметь функционал для контроля напряжения на банке, а также температуры. В противном случае этот процесс может закончиться печально.

Вернуться к содержанию 

Универсальный зарядник для аккумуляторов

Кроме зарядных устройств, предназначенных для зарядки определённых типов аккумуляторов, существуют «универсальные комбайны». Один из таких комбайнов – это зарядник iMAX B6 mini от SkyRC, который вы можете видеть на фото ниже.

Универсальное ЗУ iMAX B6 mini

Интеллектуальное ЗУ iMAX B6 может заряжать и разряжать следующие типы аккумуляторных батарей:

  • Литий─ионные;
  • Литий─полимерные;
  • Li─Fe;
  • Никель─кадмиевые;
  • Никель─металлогидридные;
  • Свинцово─кислотные.
Зарядное и балансировочное устройство iMAX B6 Mini может заряжать как один аккумуляторный элемент, так и несколько сразу. Это может понадобиться для сборки Ni─Cd или Ni─MH аккумуляторов по 1,2 вольта, функционирующих в сборке. Или это может быть сборка литиевых 18650 в аккумуляторной батарее. При необходимости, с помощью iMAX B6 Mini можно разрядить все указанные выше виды аккумуляторов. Устройство также замеряет ёмкость АКБ в процессе заряда или разряда.

Функционирование ЗУ iMAX B6 Mini обеспечивает микропроцессор. Имеется функция отключения, если элемент неисправный. Можно вести зарядку до определённого уровня (степени заряженности). Если подключить температурный датчик, то можно остановить зарядку аккумулятора при определённой температуре. Зарядное устройство от SkyRC может выполнять балансировку батарей, имеющих в своём составе от 2 до 6 элементов.

В iMAX B6 Mini есть возможность использовать ускоренную зарядку аккумуляторных элементов. Кроме того, существует режим хранения батарей литиевого типа. Допускается установка циклического режима работы от 1 до 5 циклов. Это пригодится при проведении тренировочных циклов. В памяти iMAX может держать до 5 предустановок. Так, что если вы часто имеет дело с разными типами аккумуляторов в быту и на работе, то универсальное зарядное устройство может пригодиться.

Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.Вернуться к содержанию

akbinfo.ru

Зарядное устройство для гелевого аккумулятора своими руками

В продаже можно встретить множество зарядных устройств для аккумуляторных батарей, в том числе и для того, чтобы зарядить гелевый аккумулятор. Однако настоящие любители электроники, для которых самое главное в жизни — это проведение собственных интересных экспериментов, могут смастерить зарядное устройство для гелевого аккумулятора своими руками. Сделать это вполне реально, о чем свидетельствуют многочисленные положительные опыты, которыми пользователи с удовольствием делятся, выкладывая тематические видео в Интернет.

Микросхема L200C

На первый взгляд может показаться, что смастерить самому устройство, которое бы соответствовало «требованиям» капризных гелевых батарей, трудно. Однако благодаря существованию популярных в народе «посылок из Китая» есть прекрасная возможность заказать эту схему на AliExpress, что значительно упростит изготовление и сборку зарядного устройства.

Схема зарядного устройства L200C не только регулирует напряжение, но еще и ограничивает ток в нужном направлении. Это ограничение идеально подходит для того, чтобы правильно зарядить именно гелевый аккумулятор. Ведь такая батарея чувствительна к перезарядам и возможным перепадам напряжения в сети. Микросхема снабжена защитой от короткого замыкания и от перегрева. Кроме этого, она генерирует и малый «ток покоя».

Собираем прибор

Собрать зарядник можно, сделав корпус из прочной фанеры и обработав его шпатлевкой и краской. Перед этим необходимо провести грунтовку, чтобы корпус зарядного устройства был максимально прочным и надежным. Грунтовка должна сохнуть в течение двух часов. Затем следует ошкуривание мелкой наждачкой, шпатлевка и покраска. Для окраски можно использовать красящее средство с распылителем, которое выпускается в специальном металлическом баллончике.

Спереди корпуса устанавливается аналоговый амперметр, а также цифровой вольтметр. Вольтметр рекомендуется устанавливать именно цифровой, потому что на нем будет хорошо видна разница зарядки батареи. Внизу корпуса, слева и справа, можно прикрутить болты под выводы питания. К ним и подводятся провода. Провода закрепляются закручиванием болтов, а потом подсоединяются к аккумулятору. Конец проводки оголяется, из него делается небольшая петелька, которая и цепляется за болтик. Болты закручиваются, плотно фиксируя провода. При желании можно использовать и «крокодилы». Вариант очень компактен и удобен.

Сзади зарядного устройства обязательно понадобится вентилятор. Рекомендуется использовать любой вентилятор с напряжением в 12 вольт, можно приобрести компьютерный. Провод питания тоже выводится сзади, для максимального удобства в использовании.

По обоим бокам корпуса должны быть сделаны специальные отверстия для циркуляции воздуха во время вентиляции и охлаждения. В качестве решетки можно использовать крышку от старого компьютерного корпуса: в ней находятся отверстия, прекрасно подходящие для этого случая. Из крышки вырезается перфорированная сетка ножницами по металлу и приклеивается изнутри к корпусу специальным клеем.

Низ корпуса можно облагородить, прикрутив ножки из той же фанеры с помощью саморезов. Для того чтобы ножки были устойчивыми, а саморезы не выпячивались из фанерной основы, их рекомендуется слегка обработать болгаркой, сровняв с поверхностью ножек. Кроме ножек, внизу для фиксации крышек нужно прикрутить стрип-петлю.

Что находится внутри самодельного ЗУ?

Внутри устройства находятся:

  • Два магнита — один в крышке, а другой в самом корпусе. Сила притяжения этих магнитов друг к другу необходима для того, чтобы крышка надежно фиксировалась при закрывании, не оставляя в устройстве щелей. Петля, о которой уже говорилось раньше, поддерживает крышку снизу при открывании, и она никуда не денется.
  • Пайка схемы может быть проведена навесным монтажом. Все проводки крепятся на кусочки фанеры так, чтобы вся внутренняя начинка устройства могла «выезжать» из корпуса для чистки, либо в целях починки при выходе из строя какого-либо элемента.
  • Четыре выпрямительных диода.
  • Конденсатор (кстати, если где-нибудь у вас есть конденсаторы советского образца, они идеально подойдут для самодельного зарядника).
  • Трансформатор в 25 ватт (можно использовать любой небольшой трансформатор — например, из старого музыкального центра 90-х годов).
  • Саму микросхему можно установить на радиатор, взятый из LT— монитора. Во время работы радиатор разогревает микросхему до 40-45°С. Такой нагрев устройство выдержит, ничего страшного в этом нет.

Суть схемы зарядного устройства

Налаживание самой схемы сводится к установке резисторов. Первым производится настройка тока, показатель которого всегда должен быть 10% от емкости заряжаемого аккумулятора. Вторым настраивается напряжение: показатель его должен соответствовать цифре, указанной на корпусе вашей АКБ. Обычно, это английское обозначение Cycle use 14,5-14,9 V.

Что касается обозначений «плюс» и «минус» на самодельном зарядном устройстве, можно нарисовать значки маркером, либо использовать яркие цветные наклейки. Конечно, если зарядник для гелевых аккумуляторов изготавливается своими руками, автор сам будет знать о том, где у него располагаются «полюса». Но для того, чтобы их случайно не перепутать, лучше обозначить сразу.

При большом желании и наличии под рукой предметов, которые могут пригодиться при сборке, смастерить зарядное устройство для гелевых аккумуляторов своими руками вполне возможно, а для того, чтобы собрать все правильно, воспользуйтесь схемой L200C.

Тем, кто не уверен в своих силах, стоит изучить наш рейтинг зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов.

batteryk.com

Сообщества › Сделай Сам › Блог › Зарядное устройство для AGM автомобильных аккумуляторов.

Всем привет.Уважаемые корифеи от электроники могут не читать этот пост, дабы не раздражаться от рассуждений дилетанта, его может быть "кривой" терминологии, не судить его строго. В нем он рассказывает о своих мучениях и ошибках при создании этого зарядного устройства.Я это делаю исключительно для того, чтобы такие как я, в случае если решат пойти по этому пути, не повторяли моих ошибок. Итак, в путь.

Как известно, AGM батареи критичны к режиму зарядки. Обычные зарядные устройства без контроля напряжения зарядки могут вывести их из строя. Внутри AGM батареи свинцовые пластины находятся в своего рода пакетах, наполненных электролитом в виде геля. Их еще поэтому называют гелевыми ( не путать с гелием). У этих батарей много преимуществ перед традиционными, но они требуют определенного к ним отношения при эксплуатации. Их нельзя эксплуатировать в условиях высоких температур (поэтому их размещают вне моторного отсека, в салоне или багажнике авто). Напряжение их зарядки не должно превышать 14,7 в.Производители этих батарей рекомендуют следующий режим их зарядки:1 этап — заряд аккумуляторной батареи током 0.1С до напряжения 14.5-14.8в. Этот момент очень важен так как на этой границе начинается бурное расщепление воды на кислород и водород, тем самым создаётся избыточное давление в банках. Избыточное давление выходит через предохранительные клапаны, повышается кислотность электролита. Срок службы батареи существенно сокращается.2 этап – при достижении на батарее порога напряжения 14,5 – 14,8 в мгновенное снижение напряжения заряда до 13,6 – 13,8 в с ограничением тока 0,01С. Батарея переходит в режим насыщения и может находиться в этом режиме долго без вреда для нее.Вот о таком устройстве и пойдет речь.

Я долго искал схему, позволяющую заряжать AGM батареи по приведенному выше алгоритму токами до 5 А, но находил лишь слаботочные конструкции для малых батарей.За основу я взял схему с сайта forum.cxem.net/index.php автора «kurilka», как наиболее подходящую с моей точки зрения для повторения. Вот она:

Мне пришлось доработать схему под мои задачи. Дело в том, что автор использовал ее также на слаботочных нагрузках. Мне же нужно заряжать батарею током около 4 А в основном режиме, не менее. Поэтому, когда я ее собрал и запустил, то получил зарядный ток около 0,5А, разумеется заменив силовой транзистор Q1 на более мощный, а именно – КТ819. Никакие манипуляции с настройками не давали желаемого результата. Ток не увеличивался.Я предположил, что недостаточное смещение на выходном транзисторе не дает ему открыться. При включенном режиме зарядки, когда на выходе 555 присутствует высокий потенциал, транзистор Q2 открыт и шунтирует управляемый стабилитрон TL431. Напряжение на базе Q1 в этом случае определяется разницей величин напряжения питания ( у меня 21 в) и падением напряжения на R5. Оно получалось недостаточным, чтобы транзистор Q1 открылся. Увеличить напряжение можно уменьшив R5. Но в этом случае возрастает коллекторный ток через Q3 и он наверняка выйдет из строя (для 2N3409 100 миллиампер – это предел).

Что я сделал?

Поменял Q3 на КТ815. У него тоже напряжение насыщения 0,6 в, как и у 2N3409, но ток 1,5 А макс. Я рассчитал схему следующим образом. R5 — 240 Ом. Коллекторный ток на КТ815 при этом мал, радиатор не требуется. На базе Q1 стало около 14 в и он открылся. Ток зарядки стал 4,2 А. Он ограничивается величиной сопротивления R7, которое примерно рассчитывается: J = 0,6/R7. 0,6 в – это напряжения насыщения транзистора Q3, который открываясь шунтирует транзистор Q1, заставляя его закрываться и тем самым ограничивая ток через него. У меня R7 – 0,15 Ом мощностью 10 Вт. Ток при этом около 4 А. Аккумулятор заряжается до напряжения отсечки, т.е. до 14,7 В, как я установил настройками. Затем срабатывает на отключение таймер 555 и напряжение на базе Q1 будет определяться уже напряжением открывшегося стабилитрона, т.е.13,6 В — буферный режим.

А это как раз то напряжение смещения транзистора Q1, при котором ток зарядки при полностью заряженной батарее ( в процессе дозарядки после включения буферного режима ток постепенно уменьшается, у меня с 2,5 А в начальный момент при переключении в буферный режим) должен быть около 0,5 А или немного меньше 0,01С. Это нормально. Такой ток не вредит батарее и компенсирует ее саморазряд.И все бы хорошо, но…Дело в том, что в режиме основной зарядки резистор R5 обеспечивает напряжение смещения на Q1. Но когда схема переключается в буферный режим и транзисторы Q1 и Q3 закрыты, а TL431 открывается и ток идет по цепи R5 — U3 этот резистор является ограничительным по току через регулируемый стабилитрон TL431 и его сопротивление является недостаточным для обеспечения безопасного для U3 тока. Ток слишком велик. U3 греется и может выйти из строя (я два так спалил).То есть, в рабочем режиме необходим резистор, обеспечивающий достаточное смещение на Q1 для получения нужного нам тока зарядки ( в моем случае 4 А), а в буферном режиме требуется резистор значительно большего номинала для ограничения тока через U3 (его рабочий ток не более 100 мА).Что делать? Вводить два резистора и переключающее реле?Все эти вопросы мы обсуждали в переписке с автором исходной схемы, и автор первоисточника убедил меня отказаться от использования реле из-за его инерционности. То есть оно отработает, спору нет, только нет и гарантии, что за время его срабатывания не успеет сгореть TL431. Ток на нем хоть и мгновение, но будет убойный.По его совету я ввел в схему в цепь между базой Q1 и землей транзистор КТ814 (комплиментарный КТ 815-му), а стабилитрон TL431 включил между его коллектором и базой, а между базой и эмиттером — резистор 1 ком. То есть зашунтировал TL431 транзистором, через который пошел основной ток. Этот транзистор установил на небольшой радиатор около 20 см2 ( при работе он греется где-то до 50 гр.С). Резистор R5 поставил 150 Ом. И наконец родилась окончательная схема. Вот она:

Полный размер

Опишу еще процесс наладки устройства.Итак. Имеем три реперные точки.1. Напряжение отключения таймера 555 (отключение основного режима зарядки), а именно — 14,7 в. (верхний порог по напряжению).2. Напряжение включения таймера 555 (примерно соответствует 50 % разряда аккумулятора) — 12,2 в. (включение режима основной зарядки).3. Напряжение буферного режима ( режим ограничения тока 0,01С, или "добивка" аккумулятора до 100% заряда и поддержание его в таком состоянии) — 13,6 — 13,8 в.

Настройка.Начнем с конца. Извлекаем микросхему.Вместо батареи ставим конденсатор (можно электролит, естественно соблюдая полярность и подходящий по напряжению) и подключаем вольтметр. С помощью R8,R9 выставляем напряжение буферного режима (13,6 — 13,8 в).Другими словами, мы настраиваем делитель напряжения для получения нужного потенциала на управляющем выводе регулируемого стабилитрона TL431 для получения нужного напряжения стабилизации. Я манипулировал двумя переменными резисторами, временно подключив их вместо R8 и R9, а затем заменил их постоянными тех же номиналов. Желательно подобрать их точно, комбинируя, если потребуется, параллельное и последовательное их соединение. Можно применить подстроечники, впаяв их вместо постоянных резисторов и оставив в схеме, но желательно тогда многооборотные.

Далее выставляем верхний и нижний пороги срабатывания микросхемы 555. Для этого устанавливаем микросхему на её законное место, отключаем разъем (в авторской схеме перемычка, в моей — разъем папа-мама. Вот для чего он нужен. Без него настройка превратится в гемморой, нужно отключать питание от делителя), а вместо аккумулятора подключаем блок питания (желательно лабораторный или на худой конец регулируемый по напряжению), выставляем на нём около 14 в. Далее выставляем на блоке питания желаемый минимальный порог включения заряда (я ставил 12,2 в) и резистором R3 добиваемся включения NE555 ( на выходе напряжение близкое к напряжению питания микросхемы, т.е. около 12 в), это состояние наглядно продемонстрирует вспыхнувший индикаторный светодиод ( обратите внимание, напряжение срабатывания должно быть обязательно ниже напряжения буферного режима. В моем случае это 12,2 против 13,7 в).Точно также настройте верхний порог срабатывания микросхемы (на выходе около 0 в, светодиод потух) — 14,6 — 14,8 в.Эти манипуляции с двумя подстроечными резисторами довольно муторные и деликатные, так как поворот движка любого из них влияет и на верхнее и на нижнее напряжение, они изменяются. Нужно постоянно подстраивать то один, то другой, чтобы добиться нужного результата.Но ищущий да обрящет! И вот нам это удалось! Мы выставили все три реперные точки по контрольным напряжениям. Устройство настроено. Все отключаем.Соединяем разомкнутый технологический разъем.Подключаем наш аккумулятор. И… Надеюсь все будет хорошо, как и получилось у меня.

Теперь о конструкции.

Узел питания состоит из трансформатора (в моем случае тороидальный) с напряжением вторичной обмотки 16 – 18 в, выпрямительного моста соответствующих параметров и конденсаторов фильтра, емкость которых зависит от нагрузки, в моем случае 20 000 мкф. Напряжение на входе схемы после фильтра у меня около 21 в. Охлаждение силового ключа на транзисторе КТ819 выполнено на радиаторе компьютерного процессора с кулером. Как оказалось, этот радиатор настолько эффективен, что не позволяет разогреться транзистору на токе 4 А более 50 градусов. В этом случае напряжение на вентиляторе около 8 в и он работает не в полную силу. Можно использовать и меньший радиатор.

Схема блока управления кулером

с плавной регулировкой оборотов вентилятора в зависимости от температуры нагрева использовалась очень простая, всего из трех деталей, — транзистор MOSFET IRFBC 40, терморезистор с отрицательным ТКС ( у меня 6,8 ком) и подстроечный резистор ( у меня 2,2 ком). Номиналы резисторов не критичны, главное, чтобы сопротивление подстроечника было примерно в 3 раза меньше сопротивления терморезистора.Вот что в итоге получилось:

А это уже готовое изделие:Зарядное устройство работает нормально. Откатал несколько полных циклов зарядки на разряженном аккумуляторе Varta 68 Ah AGM. Все в штатном режиме. Аккумулятор заряжается током около 4 А до 14,7в, затем зарядка переключается на буферный режим со снижением тока до 0,7 А.Хочу выразить огромную благодарность автору начальной схемы kurilka ( [email protected]…ru) за его помощь в доводке схемы для зарядки аккумуляторов средней емкости, то есть автомобильных.Здоровья ему и творческой удачи. По его словам это первое созданное в железе устройство по его схеме на токи зарядки до 5 А.А меня прошу извинить за долгий рассказ.

www.drive2.ru

Зарядное устройство для гелевых аккумуляторов малой емкости

В радиолюбительской практике в быту и на работе иногда возникает необходимость в резервировании питания различных устройств. Речь не идет об источниках бесперебойного питания (НРБ), а об аварийном освещении, устройствах охранной сигнализации, любительских метеостанциях, рекламных щитах, радиолюбительских репитерах, туристических палатках, т.е. в устройствах и системах, где в качестве резервного или основного питания применяется аккумулятор без преобразования напряжения. Для таких целей обычно применяют аккумуляторы малой емкости с гелевым электролитом. Они более безопасны в эксплуатации, чем обычные кислотные аккумуляторы, но имеют некоторые особенности зарядки. В данной статье рассмотрено несложное зарядное устройство для таких аккумуляторов.Для аварийного питания ряда устройств автор использует гелевую аккумуляторную батарею (АКБ) типа ТР 7-12 (фото 1) емкостью 7 А·ч с рабочим напряжением 12 В. Для ее заряда и поддержания в заряженном состоянии было разработано рассмотренное в статье устройство.В сети Интернет можно найти достаточно много схем различных устройств для заряда гелиевых аккумуляторов. В основном они имеют одинаковые схемотехнические решения и выполнены, обычно, на микросхемах LM317 и L200С. Иногда для управления режимом работы зарядного устройства применяется микроконтроллер (МК). Примером подобного ЗУ может служить конструкция, описанная в [1]. Применение МК позволяет более качественно контролировать процесс зарядки, управлять им автоматически, что продлевает срок службы аккумуляторной батареи.

Разработанное автором зарядное устройство является, собственно, приставкой к заводскому блоку питания с выходным напряжением 20 В. Это ЗУ также имеет в своем составе микроконтроллер IC5 типа РIС12F675 (см. схему рис.1). МК автоматизирует процесс зарядки АКБ.Наличие МК позволяет, при необходимости, изменить алгоритм работы зарядного устройства доработкой программного обеспечения. Микроконтроллер IC5 тактируется внутренним тактовым генератором 4 МГц. Назначение выводов МК IC5 РIС12F675, с учетом записанной в него программы, приведено в таблице.Регулирующим элементом устройства служит регулируемый стабилизатор IC2 типа LM317Т. Его отечественный аналог - КР142ЕН12.

Рассматриваемое зарядное устройство отличается от подобных и от рассмотренного в [1] также тем, что по окончанию основного заряда большим током, равным приблизительно 0,1С (где С - емкость АКБ), ЗУ не отключается, а продолжает подзарядку малым током до максимально допустимого значения напряжения на АКБ (около 14,8... 15 В). Только после этого зарядка полностью отключится. При понижении напряжения ниже этого уровня снова включится подзарядка аккумулятора. Ток подзарядки выбирают на уровне тока саморазряда аккумулятора, он составляет около 0,01 С. Это необходимо при использовании аккумуляторной батареи для обеспечения резервного питания устройств, поддерживая АКБ всегда в заряженном состоянии.

Транзистор Q3 - это ключ отключения режимов зарядки и подзарядки, а Q2 - ключ включения режима подзарядки. Для соответствующей индикации режима используются два светодиода НL1 и НL2.

Когда оба светодиода погашены, напряжение на выходе IС2 и ток заряда АКБ максимальны. Они задаются делителем напряжения R2R5.

Когда светодиод НL1 погашен, а НL2 светится, напряжение на выходе 1С2 и ток заряда уменьшаются, подзаряжая АКБ (режим подзаряда малым током), так как транзистор Q2, открывшись, подключит резистор R4 параллельно R5.

Зарядка и подзарядка осуществляются в импульсном (прерывистом) режиме с периодом 2 с. Причем по мере заряда АКБ длительность импульсов напряжения на выходе IС2 уменьшается, а длительность паузы между ними растет. Это осуществляется программно. МК использует для анализа часть напряжения на АКБ, которое поступает на вход АЦП МК (вывод 7 IС5) через делитель R6RV1R9.

К выводу 6 МК IС1 подключен цифровой датчик температуры IC4 типа DS18B20, обеспечивающий дополнительную автоматизацию и контроль. Его можно использовать для управления режимом работы вентилятора обдува. В этом случае обеспечивается дополнительное охлаждение, поэтому можно уменьшить площадь радиатора микросхемы IC2 LM317. Можно установить также этот датчик непосредственно на аккумуляторе, а ЗУ подключить через реле. В этом случае нормально замкнутая контактная группа реле RL1 включается в разрыв питания MC IC2 LM317T. При аварийной ситуации, когда аккумулятор будет перегреваться и его температура достигнет 50°С, зарядное устройство отключится. Включение-выключение реле RL1 осуществляется транзисторным ключом Q1 по команде с вывода 5 МК (IC5).

Замечу, что программа для МК составлена так, что датчик температуры можно и не подключать. Контроллер сам анализирует отсутствие или наличие этого датчика и корректирует алгоритм работы ЗУ. Когда датчика температуры нет, не будет включаться исполнительное реле RL1, которое управляет включением вентилятора или отключением зарядки АКБ.

Зарядный ток аккумулятора регулируется подбором сопротивления R1 (2 Вт) и выбирается из расчета 0,1 емкости аккумулятора. Например, аккумулятор емкостью 7 А·ч заряжается током 700 мА, а емкостью 8,5 А·ч заряжается током 850 мА. Следует помнить, что максимальный допустимый ток для LM317T равен 1500 мА.

Ток подзарядки (0,01С) регулируется подбором сопротивления резистора R4.

В ЗУ можно использовать блоки питания заводского изготовления типов RS-24-25 или RS-15-25. Они имеют небольшие размеры и достаточно стабильны в работе. Внешний вид этих блоков показан на фото 2.При использовании блока RS-24-25 выходное напряжение следует уменьшить до 20 В, а при использовании блока RS-15-25 увеличить, что осуществляется встроенными в эти блоки подстроечными резисторами. Можно применять и другие блоки питания, подходящие по параметрам.

В качестве реле RL1 автор использовал в экспериментах реле типа OVI-CH-112L. К транзисторам Q1-Q3 особые требования не предъявляются. Вместо ВС548, указанных на схеме, можно использовать даже КТ315.

Заметим также, что при использовании ЗУ для заряда АКБ емкостью более 5 А·ч (ток зарядки >500 мА) микросхему LM317T нужно устанавливать на радиатор, а в случае использования заземленного радиатора корпус этой MC должен быть изолирован от радиатора прокладкой.

Работа с устройством

Для включения устройства нажимаем и удерживаем нажатой кнопку S1 около двух секунд. В качестве подтверждения загорится и погаснет светодиод «Зарядка выкл.». Далее происходит процесс измерения напряжения на клеммах аккумулятора, и, в зависимости от результатов, автоматически устанавливается определенный режим работы.

Если напряжение аккумулятора менее 6,0 В, оба светодиода будут мерцать приблизительно 1 раз в 2 с. Если напряжение аккумуляторной батареи меньше 14,4 В, но больше 6 В, включится основной режим работы, светодиод «Статус» будет мерцать 1 раз в 2 с. Ток зарядки аккумулятора будет около 750 мА (зависит от сопротивления R4).

Если напряжение аккумулятора в пределах 14,4... 14,8 В включится режим подзарядки малым током. Светодиод «Зарядка выкл.» будет мерцать 1 раз в 2 с, а «Статус» будет гореть постоянно.

Если напряжение аккумулятора более 14,8 В, зарядка АКБ полностью отключится. Светодиоды «Зарядка выкл.» и «Статус» будут гореть постоянно.

Выключение устройства производится также удержанием кнопки управления устройством S1 около двух секунд. В качестве подтверждения зажжется светодиод «Зарядка выкл.» и погаснет светодиод «Статус».

Настройка зарядного устройства

Настройка устройства сводится к подбору сопротивлений R1 и R4, устанавливающих зарядный ток аккумулятора и ток подзарядки соответственно.

Кроме того, потенциометром RV1 устанавливают напряжение срабатывания схемы при окончании зарядки и переход ЗУ в режим подзарядки. Для этого предварительно необходимо установить напряжение на выходе ЗУ (без аккумулятора) равным 14,4 В, а затем установить движок потенциометра RV1 в такое положение, при котором светодиоды «Зарядка выкл.» и «Статус» будут поочередно моргать 1 раз в 2 с.

На этом настройка зарядного устройства закончена, и оно готово к работе.

Файл прошивки (НЕХ-файл) и проект в формате программы Proteus (скачать)Ссылки:1.    Носов Т. Автоматическое зарядное устройство для герметичных кислотных аккумуляторов. Режим доступа: http://labkit.ru/html/power_supply_ shm?id=236.

Автор: Николай Викторов, г. Рыбинск

Источник: Радиоаматор №11/12, 2014

meandr.org


Смотрите также