Зарядно - восстановительное устройство для автомобильного аккумулятора. Разрядное устройство для автомобильного аккумулятора


Зарядно - разрядное устройство для акб - Мои статьи - Каталог статей

mikhail2623.ucoz.net

Зарядно - разрядное устройство для акб

Материалы собраны в основном с сайта автора зарядного устройства «Профи 5»:  Адаптивные алгоритмы зарядки свинцовых аккумуляторов;Схема защиты АКБ от глубокого разряда взята с сайта: Астрофорум – астрономический портал, тема: Защита аккумулятора от глубокого разряда. Онлайн калькулятор: Делитель напряжения на резисторах. Формула расчета, онлайн калькулятор.Онлайн калькулятор: Параллельное соединение резисторов. Онлайн калькулятор: Комбинация стандартных номиналов резисторов.Ряд номиналов резисторов Е24.Большой сборник схем блоков питания АТХ и ноутбуков.Усиление сигнала с шунта с помощью операционного усилителя. Схема. 

 

Логика работы с АКБ ИБП

  1. Доливка дистиллированной воды.
    1. Долить дист. воды в одну из банок до появления воды сверху пластин, излишек воды сразу отобрать.
    2. Замерить сколько влито дист. воды в банку.
    3. Долить во все банки такое же количество дист. воды.
    4. Долить во все банки воды до появления воды сверху пластин, излишек воды сразу отобрать.
  2. Разрядка АКБ.
    1. Разряд током 0.7А (ставим 0,71-,072А) до 11,9V.
    2. После отсечки на 11,9 V замерить напряжение разорванной цепи на клеммах АКБ (далее по тексту НРЦ).
    3. Снизить напряжение отсечки на величину превышающую 12V при измерении НРЦ АКБ.
    4. Разряд током 0.7А (ставим 0,71А).
    5. Высчитываем реальную ёмкость АКБ (Принято считать, что при НРЦ 12V АКБ отдал около 80% паспортной ёмкости, то есть множитель 1,25).
    6. Если фактическая ёмкость АКБ менее 50%, то разряжаем минимальным током(0,05-0,07 А) до 11,9V.
  3. Заряд током до 1,4А, импульсами, до напряжения 13,8 V(напряжение буферного режима).
  4. Для определения фактической ёмкости даём отстояться АКБ после зарядки не менее 6 часов.
  5. Повторяем цикл разрядки для определения фактической ёмкости (пункты 2a – 2F)

Общая концепция на зарядку АКБ ёмкостью 50-75 А/ч

1. Максимальный ток в импульсе ограничиваем (пик до 16А допустимо), настраиваем ёмкостью конденсаторов перед блоком зарядки, при напряжении 14.4-14,6 В.2. Понятие «заряд не лезет» можно интерпретировать так: в течении 20-30 минут зарядки импульсами напряжение на АКБ не растёт. 3. Контроллер разряда для Са-Са до 12В (11,8В).4. Подключать «реверсную» нагрузку имеет смысл только после зарядки АКБ до 13В. Пропорция по времени 1/3 заряд, 2/3, разряд;  10/1 ток заряда/разряда. 5. Напряжение полностью заряженной аккумуляторной батареи без нагрузки (ЭДС - электродвижущая сила) должно находиться в пределах 12.6-12.9 В.6. Максимальное напряжение при зарядке 14,4 В (диапазон 13,8 – 14,4 В).7. При «реверсном» заряде в цепи нагрузки перед лампой поставить мощный дроссель, который не даст резко расти  току на нагрузку при импульсе зарядки, если добавить небольшой конденсатор, то можно попробовать подключить управление через TL 431.8. В цепь питания индикаторов напряжения и тока поставить диод.9. Амперметр показывает только положительный ток, ставить 2 шт.Первый: Ток разряда и напряжение на акб.Второй: Ток заряда и напряжение на конденсаторах.

На плате шим регулятора перепаял времязадающие конденсаторы (в правом верхнем углу на картинке выше) вместо двух жёлтеньких с маркировкой 102 впаял электролит 33 мкф. (минус конденсатора к верхней дорожке, плюс ко второй ножке таймера 555), в итоге получил период около 3 секунд.Схема работает адекватно во всём диапазоне регулировки.Если нужен другой период, можно применить конденсатор иной ёмкости. Онлайн калькулятор: Расчет таймера NE555/

Очень интересный материал с сайта: https://www.drive2.ru/l/5914573/.Официальные рекомендации от Мазды гласят, что если плотность электролита аккумуляторной батареи составляет менее 1,17 г/см3 (Battery SOC составляет менее 25%, что соответствует напряжению менее 12В), то такая батарея подлежит замене новой, так как в этом случае восстановить нормальное функционирование аккумуляторной батареи с помощью ее заряда уже невозможно (!).Кальциевые автомобильные АКБ лучше вообще никогда не подвергать глубокому разряду, а если разряжать, то не ниже 11,5В (при этом с риском не вернуть назад прежнюю ёмкость АКБ)или 12В (неглубокий КТЦ), т.к. 12В НРЦ (напряжение разомкнутой цепи) на свинцовом АКБ говорит о 0% его ёмкости (напряжение 100% заряженного АКБ составляет 12,7В).Большинство информации почерпнуто мной отсюда: CAR AND DEEP CYCLE BATTERY FAQ 2015 , а также личными "опытами" и наблюдениями.Так же, всем фомам неверующим — обязательно к прочтению этого сообщения! 

Ниже идёт теория, полезно для прочтения.

Процедура тренировки-десульфатации которую я рекомендую:  Собрать схему "с реле и лампочкой" (как самый простой и доступный пример), для циклирования СА - так чтобы подавать постоянное напряжение ХХ в 18-20В(под нагрузкой на ваш СА оно должно падать до 14.5-15В) с током не более 0.5С вперемешку с подачей нагрузки(лампочки).Лампочку(т.е. нагрузку) выбирать из расчета 10 часового разряда для вашего СА. (лампочку параллельно на клеммы СА, а "реле поворотов" в разрыв источника питания и СА с лампочкой). Ток 12-14А, пики до 16А, при этом продолжительность импульса вдвое меньше паузы.Большинство производителей СА рекомендуют 20 часовой разряд токами в 0.05С до 1.8В/элемент (т.е. до 10.8В на 12Вольтовом СА, измеренные под нагрузкой, или не ниже 12В без нагрузки). 10-и часовой разряд будет примерно при 0.1С. Применение этой схемы при 10 часовой тренировке дает 1:1 "нагрузка:пауза" (немного не то что я писал ранее но зато этого 1:1 очень просто достичь) и способствует более полному использованию хим.веществ, потому что в паузах выравнивается плотность электролита. Также известен способ восстановления СА батарей асимметричным током (при соотношении зарядной и разрядной составляющих тока 10:1 и отношении длительностей импульсов этих составляющих 1:2. Но этот метод обычно делается на частотах 50Гц(сеть 220В) и я его не рекомендую - так как 50Гц это "сильно быстро" и будет лишний нагрев СА. Хотя само соотношение "зарядка:нагрузка" в 10:1 (по току) я рекомендую применять для низких частот (0.5-1Гц). 

Второй способ - это собрать из подручных средств простую схему, в которой с частотой 0.5-1сек будет происходить переключение СА с зарядки на разрядку. Соотношение "зарядка: нагрузка" в 10:1 (по току) я рекомендую применять и в этом случае. Напряжение полностью заряженной аккумуляторной батареи без нагрузки (ЭДС - электродвижущая сила) должно находиться в пределах 12.6-12.9 В. Напряжение в бортовой сети автомобиля при работающем двигателе несколько выше, чем на клеммах АКБ, и должно находиться в пределах 13,8-14,8 В (0,2 В от крайних значений). Значение напряжения ниже 13.8 В ведет к недозаряду батареи, а выше 14.4В - к перезаряду, что пагубно сказывается на ее сроке службы.Внимание!!! следует помнить, что заряд непрерывным малым током (0.05с--0.1с) приводит к преимущественному образованию мелкодисперсных кристаллов альфа-модификаций оксида свинца, что затрудняет отдачу больших токов от АКБ. Заряд токами 0.1С--0.2С (а в моих опытах и 1С) с паузами приводит к формированию бетта-модификаций оксидов свинца, которые имеют в два раза большую емкость (ампер-часов) по сравнению с альфа-модификациями. 

Зарядное устройство «Профи 5»

Вопрос: Почему вы запрещаете применять "крокодилы" для подключения АКБ? Ответ: потому что они воруют у процесса заряда энергию и вводят ЗУ в аварийный режим работы! смотрите на фото ниже. Используются стандартные крокодилы, продаваемые повсеместно, не важно они "тугие или не очень"." Желтый - импульсы до крокодила. Синий - после крокодила. Настройки каналов идентичны. Ток от ЗУ порядка 1 Ампера.

 

Я устал повторять и писать, в том числе в Инструкции: КРОКОДИЛЫ НЕ ДАЮТ НОРМАЛЬНОГО КОНТАКТА! НИКАКИЕ, даже "тугие" НЕ ДАЮТ !!! 

В точке контакта наблюдается повышенное сопротивление,(смотрите на осциллограмму выше), из-за которого, при УДАРАХ ТОКА, которые выдает Версия5 (больше сотни Ампер...) в месте контакта увеличивается напряжение, и схема ЗУ МОЖЕТ НЕ УСПЕТЬ отработать снижение напряжения или вообще попасть в аварийный режим работы! Я уже молчу о том, что это просто ворует энергию заряда! Речь идет о миллисекундных переходных процессах, которые штатные защиты ЗУ просто могут не успеть отработать! Отсюда и требование НЕ ПРИМЕНЯТЬ КРОКОДИЛЫ! Производимые мной ЗУ не заряжают АКБ постоянным током, поэтому это"кипятильник" можно включить искрящими крокодилами, тонким проводком, а мои ЗУ - нельзя! СОБЛЮДАЙТЕ ИНСТРУКЦИЮ !!!Правда то что пульсирующее напряжение заряда(разряда) очень хорошо ложится на химию процессов в СА - т.е. в паузах между импульсами идет диффузия электролита.Внимание!!! следует помнить, что заряд непрерывным малым током (0.05с--0.1с) приводит к преимущественному образованию мелкодисперсных кристаллов альфа-модификаций оксида свинца, что затрудняет отдачу больших токов от АКБ. Заряд токами 0.1С--0.2С (а в моих опытах и 1С) с паузами приводит к формированию бетта-модификаций оксидов свинца, которые имеют в два раза большую емкость (ампер-часов) по сравнению с альфа-модификациями. 

Обращение Автора: Прошу вас помнить, что вы приобрели Зарядное Устройство Версия5-Профи, а не "блок питания".

ЗУ это прибор, который разрабатывался изначально для работ по заряду АКБ а не "поддержанию нужного напряжения с ограничением тока". Это предназначение ЗУ накладывает определенные ограничения и убирает "классические требования" по стабилизации напряжения и токов заряда. Данное ЗУ есть результат более чем восьмилетней моей работы по заряду и восстановлению свинцовых АКБ всех типов. В ЗУ применены авторские методики (алгоритмы) заряда, которые отличаются от общепринятых "классических". В основу положены два принципа: "не навреди" и "сделай все возможное, чтобы быстро и качественно зарядить АКБ". Годы работы с применением "адаптивного импульсного" метода заряда показали его высокую эффективность для восстановления свойств свинцовых АКБ всех типов.Данное ЗУ имеет два режима работы - Стандартный и Расширенный. ЗУ проектировалось не только как "поставил на заряд и забыл" но еще и как Инструмент Исследователя свойств АКБ. Поэтому в данном ЗУ применены и описаны ниже разные настройки заряда. Вам не обязательно применять их все, но ЗУ позволяет в случае интереса к проведению экспериментов с АКБ, предоставить вам максимум возможностей. В данном ЗУ пришлось полностью отказаться от применения метода замера токов с использованием "шунтов". Во-первых на токи в 30А шунты занимают очень много места, они греются.В ЗУ токи замеряются как падение напряжения на полностью открытых полевых транзисторах, что позволяет упростить схему и получить приемлемую точность измерения. Современные транзисторы имеют малый разброс величины сопротивления в открытом состоянии, а при производстве ЗУ каждое ЗУ калибруется программно (доступно и пользователю ЗУ) на эталонных токах заряда и разряда. Следует помнить, что невозможно точно измерить и отобразить в виде "столько-то ампер" токи сложной формы, а методы усреднения вносят иногда большие погрешности, поэтому ЖКИ в ЗУ отображает выхваченные из "потока данных" значения токов и напряжения.Напоминаю вам, что согласно электрохимии и ГОСТ, ёмкость АКБ, а так-же отданные ампер*часы можно измерить только проведя КТЦ на активную нагрузку.Все остальные методы являются оценочными разной степени точности и приближения и официально не признаны.

Вопрос: Как подключать клеммы к ЗУ? 

 
       

Я очень прошу Вас не применять для заряда АКБ "разъемы-крокодилы"!Они изготавливаются из тонкого оцинкованного железа, дают высокое сопротивление в точке контакта с АКБ это может привести к нагреву, частичному оплавлению клемм АКБ в точках контакта.При высоких токах(30А, а в импульсах до 100А) развиваемых данным ЗУ, возможно загорание электрической дуги при плохом контакте. Лучше всего применять клеммное соединение с болтовым обжимом проводов. Плохой слабый контакт с АКБ приведет к неправильной работе алгоритмов ЗУ. Не удлиняйте провода от ЗУ к АКБ! ЗУ комплектуется штатно проводами 2*4мм2 сечения длиной 60см. Увеличивая длину проводов вы теряете все преимущества импульсного заряда. При работе ЗУ оно издает звуки. Это нормально. В базовом режиме (модуляция "0") звук напоминает еле легкий шелест, громкость зависит от зарядного тока - чем выше ток тем сильнее звук. При выборе других модуляций звуки могут напоминать "звук циркулярной пилы", чем выше ток тем сильнее звук.    Учитывайте это при эксплуатации ЗУ. Звуки возникают из-за магнитострикции сердечника трансформатора ЗУ при отработке алгоритма заряда, невозможно полностью убрать звук при работе ЗУ. Трансформатор залит лаком с вакуумной пропиткой обмоток, но тишине это не помогает. В ЗУ применено независимое "дежурное питание" для процессорной части. Это позволяет сохранять данные о заряде-разряде АКБ при срабатывании защиты в мощной части ЗУ. Примененный квазирезонансный преобразователь имеет триггерные защиты, которые можно снять только "передернув" питание. Наличие дежурного питания позволяет это сделать без полной перезагрузки ЗУ и без потери данных.При  работе ЗУ напряжение колеблется от  10  до  14.4В  и  могут  быть  отдельные  всплески (до полсекунды) до 16.5В (при отключении проводов АКБ от ЗУ при подаче тока).Сечения провода "по меди" в ЗУ штатно 2 провода по 4мм2 (суммарно 8мм2) для токов до 30А. Провод типа ПГВА или ПВ3, многожильный одинарный. Длину (одного провода от ЗУ к АКБ) не более 70см я рекомендую, это связано с индуктивностью проводов, которая мешает при проведении импульсных алгоритмов заряда.Технические параметры МикроЗУ-Про: Входное напряжение: 9-20В, 5-10А, постоянный ток Напряжение заряда максимальное: 14.4В / при токе 1-10A Зарядный ток: Макс. 10А (12А доступен только в режиме "AUTO")

У вас на сайте строго указано, чтобы минимальное напряжение на батарее не опускалось ниже 10.8В под нагрузкой или 12.0В без нагрузкиВНИМАНИЕ!!! Современные АКБ Са-Са и "гибридной" систем не рассчитаны на глубокие (до 10.8В) разряды!Применять КТЦ для таких АКБ следует с особой осторожностью, и мы рекомендуем использовать разряд до 12В или до 11.5ВВот вам всем ниже - картинка разрядной кривой АКБ более-менее нормального.

Внимание!!Представленная ниже картинка и информация на ней не верна!!Подробности по ссылке на тему:Разрядная кривая свинцовых АКБ

ось Y - это вольты т.е. 1,200 это 12.00 Вольт. Как мы видим, примерно 86% отдаваемой ёмкости АКБ приходится на участок "над 12в", поэтому я еще раз повторяю: НЕТ СМЫСЛА разряжать АКБ до 10.8в без крайней на то нужды! А кальциевые АКБ вообще лучше не разряжать в КТЦ ниже 12в. Целее будут.Мне пишут: "...Попал мне в руки новый аккумулятор MUTLU CALCIUM SILVER 60Ah одного месяца от роду. Сделал несколько КТЦ с предварительной зарядкой и выдержкой 3 часа. 1. КТЦ 12В - вышло 41,6; вошло 48 ач 2. КТЦ 11В - вышло 63; вошло 68,9 ач 3. КТЦ 12В - вышло 36,3; вошло 38,1 ач 4. КТЦ 12В - вышло 29,9; вошло 32,8 ач С каждым разом емкость АКБ снижалась. Вы можете это как-то прокомментировать?..." Я подчерком специально выделил важную строчку !!! КАЛЬЦИЕВЫЕ АКБ НЕ ЛЮБЯТ РАЗРЯДОВ ВООБЩЕ! Они хорошо хранятся, они мало воды (по рекламе) расходуют, но они после первого-же разряда теряют до 50% своей емкости, что человек и подтвердил - второй КТЦ до 11в похоже загнал одну из банок "свежайшего АКБ" "под плинтус".Почему?  потому что: 1) разбалансировку банок, даже "свежайшего АКБ" никто не отменял: 2) при сильном разряде у КАЛЬЦИЕВОГО акб есть "точка разрыва", т.е. переход в необратимую сульфатацию.3) если бы кто-то ХОТЬ ИНОГДА ЧИТАЛ мои FAQ, то увидели бы там вот эту картинку:Которая ясно говорит, сколько можно рассчитывать снять с АКБ при разряде его до 12в,а не опусканием его в область "невозврата по емкости" ниже 11.5в (для КАЛЬЦИЕВОГО АКБ)

ЗАЧЕМ РИСКОВАТЬ И РАЗРЯЖАТЬ КАЛЬЦИЙ НИЖЕ 11В???

Правильная картинка из темы: Разрядная кривая свинцовых АКБ

Вопрос всех времен и народов: почему производители рекомендуют заряжать до 16В, а не 14.4В ???

Мой ответ:И "прокипятить" в конце заряда АКБ – Сам этот совет был дан 100 лет назад, потому, что тогда АКБ были классического вида и сульфаты просто кипячением осыпали вниз банок! Там были специальные карманы-отстойники! Число глубоких циклов тех АКБ был порядка 50-100. Именно потому, что «осыпалось лишнее», все намазки за 50-100 циклов разрушались. 

Для Са-Са свинцовых АКБ производители сейчас пытаются рисовать другую картинку

(Цифровая разметка нанесена мной, возможно я ошибаюсь):

UЗ- напряжение на клеммах при подключенной зарядке Е — ЭДС (электродвижущая сила) аккумуляторной батареи Пояснение: В свободном состоянии напряжение на клеммах аккумулятора равно его собственной э.д.с. (обычно это называется НРЦ). После включения зарядного тока происходит скачок этого напряжения на величину омических потерь (точки 1-2) и начинается первая стадия заряда, на которой происходит заряд эквивалентной емкости поляризации и стабилизация распределения концентрации электролита вблизи электродов (точки 2-3). На второй стадии (точки 3-4) происходит основные процессы восстановления активной массы от поверхности решеток-электродов и вглубь намазок, увеличивается плотность электролита и напряжение на аккумуляторе. Когда почти вся активная масса электродов окажется восстановленной, напряжение на аккумуляторе достигает 13.8 В(примерно). После этого (третья стадия, точки 4-5) зарядный ток начинает частично, а затем полностью расходоваться на разложение воды на водород и кислород. Момент начала газовыделения отмечен на рис. 2 точкой 4. При этом напряжение на аккумуляторе начинает резко повышаться и может достигнуть напряжения ограничения ЗУ, и если у вас "трансформатор и 2 диода" то рост напряжения будет ограничен только напряжением ХХ вашего трансформатора... АКБ при этом будет кипеть как чайник! На стадии (точки 5-6) напряжение остается (может оставаться) постоянным. Наблюдается обильное выделение газа, которое обычно называют «кипением электролита». Происходит отрыв частичек намазок, вынос их вверх банок, иногда помутнение электролита... При токе заряда, равном 1/10 номинальной емкости аккумулятора, этот процесс производители АКБ рекомендуют вести 2-3 часа, для стабилизации плотности. В процессе этого «кипячения» часть крупных кристаллов сульфата осыпается с поверхности пластин на дно АКБ.После завершения четвертой стадии зарядный ток отключают. Напряжение на аккумуляторе скачком уменьшается на величину омических потерь (точки 6-7), после чего происходит разряд емкости поляризации на сопротивление поляризации(зависит от внутрених свойств АКБ). При этом напряжение на электродах аккумулятора постепенно уменьшается, пока не достигнет значения собственной равновесной э.д.с., примерно равной 12.6 В (точки 7-8). Значение равновесной э.д.с. определяется различными факторами, в том числе плотностью электролита, достигнутой в процессе заряда. Этот период (хотя он и не является зарядом, так как зарядный ток отключен) можно условно считать пятой стадией, потому что на этой стадии продолжаются процессы, характерные для заряда — выравнивание плотности электролита у электродов и между ними. 

Вопрос: Александр, расскажите плиз немного о теории и причинах возникновения "мнимого заряда". 

"Мнимый заряд" - я этим термином называю состояние АКБ при котором НРЦ АКБ показывает 80-100% "заряда", а при попытках получить от АКБ заметные (от 1А и выше) токи, напряжение АКБ резко падает ниже допустимого (10.8В). АКБ при этом не держит разрядный-стартерный ток, но при снятии тока стартера практически мгновенно показывает напряжение 80-100% заряда. Это происходит обычно от длительного стояния без работы (циклирования) АКБ, при этом намазки снаружи покрываются кристаллами сульфата свинца, которые мелкодисперсен и просто забивает поры, либо от постоянных неполных(неглубоких) разрядов, когда не вся масса намазок в АКБ работает в процессе. 1) При большом токе "корочка" просто отдает все запасы сразу и электролит становится водой, которая диэлектрик, напряжение АКБ резко падает, а глубинные слои намазок получаются изолированными от основной массы электролита в промежутках между пластинами. Лечение АКБ: методом малых токов (0.05С и ниже) при которых мы полностью выкачиваем емкость и делаем намазки равномерно разряженными. После разряда следует немедленно зарядить акб "с добивкой", и весь цикл заряда я рекомендую делать с паузами на "подвоз снарядов"(ионов) в зону реакций. 2) - при заряде номиналом порядка 0.1-0.2С - но следует следить за "своевременной подачей патронов"(ионов) в топку реакций, тогда формируется равномерная намазка, что позволяет нормально снимать токи с АКБ. Идеальный случай это зарядка номиналом тока с паузами на "подвоз снарядов" (злектролита). Внимание!!! следует помнить, что заряд непрерывным малым током (0.05с--0.1с) приводит к преимущественному образованию мелкодисперсных кристаллов альфа-модификаций оксида свинца, что затрудняет отдачу больших токов от АКБ. Заряд токами 0.1С--0.2С (а в моих опытах и 1С) с паузами приводит к формированию бетта-модификаций оксидов свинца, которые имеют в два раза большую емкость (ампер-часов) по сравнению с альфа-модификациями.Я до сих пор веду работы по применению полученных знаний  в автоматических зарядных устройствах для СА...Что мной достигнуто на сегодня:После "Адаптивного алгоритма заряда" впервые увидел ситуацию когда в свинцовый аккумулятор энергии больше просто не лезет ...по графикам видно четкое окончание зарядки, и после него уже качай или нет - больше просто не лезет и всё ...и это при ПОЛНОЙ зарядке ОБЩИМ ВРЕМЕНЕМ за 3 часа + 30...50 минут!!! Аккумуляторы во время всего процесса ХОЛОДНЫЕ! Самое интересное что напряжение ХХ , т.е. "собственное 100% заряда" достигается в конце зарядки и после полного отключения от ЗУ - напряжение ХХ падает на 0.03-0.05В примерно, за первые 5 минут и... остается таким на всю ночь отличный результат!

Вопрос: Так, Вы предлагаете заряжать аккумулятор импульсным током с некоторой скважностью для обеспечения оптимальной диффузии раствора электролита? 

Ответ: Уважаемые "шпиёны" ! ...а также все кто следит за этой темой... и кто считает что "высокие технологии в зарядке" можно сделать при помощи трех транзисторов и механического таймера, чтобы "дешево и сердито", а не так как этот чувак тут пишет, начитавшийся старых умных книг... Во первых - "диффузия" занимает примерно треть "всех процессов". Во-вторых - Вы не сможете при помощи "блока питания и таймера" повторить мои опыты, потому что "простыми способами" вы никогда не сможете "следить за ложечкой" и вовремя реагировать. Играют роль ограничения - "вниз", начальное напряжение "старта ЗУ", и самое главное "вверх" - это ПОВЕДЕНИЕ АКБ, особенно в диапазоне 12.50--14.46В. НО Самое Главное Ключевое Слово это "КИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ"! Т.е. я отслеживаю ПОВЕДЕНИЕ АКБ, а не тупо (как некоторые до сих пор считают) "даю импульс 10-20сек а потом 20-30сек жду, да еще и хочу за свои УЗУ кучу денеххх". ;) КИНЕТИКУ , да еще и с точностью до 0.01Вольта вы НИЧЕМ кроме процессора не отследите, мало того - НАПРЯЖЕНИЕ "в процессе" нелинейно МЕНЯЕТСЯ, и его "абсолютные значения" в диапазоне 12--14.46В меня не интересуют, меня (и процессор) интересует ДИНАМИКА(КИНЕТИКА) протекающих в АКБ процессов. Если "прозевать динамику" - то из ЗУ тут-же получается неслабый кипятильник :( и результат зарядки достигается прямо противоположный :( ...именно поэтому в 70-х годах эти темы по "ускоренной зарядке" умерли  - тогда не было "микроЭВМ", т.е. нельзя было очень точно и четко реагировать, а те схемы что применялись умельцами, "на таймерах", иногда работали а иногда давали обратные ожидаемым результаты, и "точная настройка" была проблемой номер один - вот как объяснить аналоговой схеме что вот сейчас - надо срабатывать вот так и так, а через 17 с половиной минут и других динамических процессах - надо уменьшить(увеличить) времена заряда или паузы ? Причем "линейностью процессов" тут и не пахнет, а "все кривые" это "почти параболы". Причем для каждого(!) АКБ это "свое семейство кривых", даже из 4-х штук одинаковых АКБ 7Ач 12В - ВСЕ РАЗНЫЕ, и графики реального управления отличаются в разы! Да, есть много "вредных советов", которые говорят что вот если что-то там импульсное поставить то "есть эффект". Да, иногда есть а иногда нет - причем даже "наноимпульсы" :) применяют за бешеные деньги - чтобы "нанотехнологии" всуе упомянуть и гордиться собой :) ...но это все обман и "осколок процессов" - да, можно проведя неделю в гараже "с китайским вольтметром, таймером и транзисторами", нащупать один из вариантов когда одному из Ваших АКБ "полегчает" . Но через месяц наступит весна :) (лето,осень,зима), изменится состав внутри АКБ, и уедут все процессы, и придется опять всю работу начинать сначала... потому что все меняется - КИНЕТИКА протекания она живая и подвижная. С уважением ко всем дочитавшим.

А вы по-старинке плотность меряете над пластинами АКБ?

Не учитывая того что серная кислота электролита это тяжелая нелетучая кислота. Понятно, что если не кипятить АКБ повышенным напряжением, его плотность электролита "над пластинами" будет сильно отставать от плотности электролита "внутри пластин". Потому что пузыри газов, выходя наверх и разрушая намазки, очень хорошо перемешивают электролит, заодно в разы снижая срок службы АКБ... 

Мои ЗУ при заряде не кипятят АКБ!

Повторю, что реальным критерием оценки "сколько там Ампер-Часов" есть проведение КТЦ с разрядом на активную нагрузку 10ти часового разряда. Все остальные методы, в том числе ожидание "правильной плотности" - являются косвенными и не имеют практического смысла.

Вопрос: Что такое «Капельница»?? вы много раз используете это понятие... 

Ответ: Капельница это заряд аккумулятора импульсами постоянного тока с последующей паузой. Соотношение времён заряд: пауза примерно от 1:1 до 10:1(при величине тока от 0,05С до 1С) Этот режим применяется для аккумуляторов, которые разряжены ниже 12В до достижения напряжения на них 12В. Может применяться и для всего времени заряда АКБ.

Вопрос: Что такое «Анти-Капельница»? на форумах много раз используете это понятие... 

Ответ: "Анти-Капельница" - Разряд аккумулятора импульсами постоянного тока с последующей паузой. То есть: разряд нужным током в течении определённого времени, после чего нагрузка ненадолго отключается. "Определённое время" разряда и паузы исчисляется секундами, поэтому понятие "импульс" тут применяется условно. Процесс разряда контролирует пользователь. Соотношение времён разряд: пауза примерно от 1:1 до 10:1(при токе разряда 0,05--0.5С) Напряжение на клеммах аккумулятора, до которого разряжать: 10,8В - тяговые, 11,5В - стартёрные. Этот режим применяется для глубокого разряда аккумуляторов, с выкачкой ёмкости.

Вопрос: Что такое «Качели»?... 

Ответ: Заряд аккумулятора постоянным током до величины напряжения на клеммах 14.4В с последующей паузой, длительностью "пока напряжение на клеммах достигнет 12.7В", затем снова заряд до величины напряжения на клеммах 14.4В, пауза до напряжения на клеммах 12.7В и так далее. Этот режим используется для поддержания аккумулятора в заряженном состоянии. Этот режим используется в ЗУ "СТЕК".

Вопрос: Что такое «Заряд реверсивным током (Реверсивный заряд).»? 

Ответ: "Заряд реверсивным током (Реверсивный заряд)." это заряд аккумулятора импульсами постоянного тока с последующими импульсами разряда. То есть "заряд-разряд-заряд-разряд...." и т.д. Соотношение токов заряд:разряд примерно 10:1 - 20:1 (при непревышении тока заряда 0,1С) Соотношение времён заряд:разряд примерно от 1:1 до 10:1, зависит от АКБ, токов и величины разрядной нагрузки. Этот режим обычно всякие издания рекомендуют применять для десульфатации аккумуляторов. Но не все случаи помогает вылечить.

Вопрос: Что такое «Добивка»?? вы много раз используете это понятие... Ответ: 

"Добивка" это когда Заряд аккумулятора производится импульсами тока от 0.05С до 1С.Алгоритм есть собственность Автора и реализован в его серийно выпускаемых ЗУ. (С) А.В.Сорока Добивку нормально делают только мои изделия. (С) А.В.Сорока . Этот режим используется для десульфатации и "чтобы поднять емкость до 100-107%." (С) А.В.СорокаОтпишусь про ещё один удачный опыт восстановления: С форума Электротранспорта цитата: принесли мне мертвый кальциевый Titan емкостью 60 а/ч, который однажды посадили "в ноль" и бросили почти на целый год. Попытки зарядить его классическим зарядником ни к чему не привели - стартеру не хватало крутануть даже на пару раз. И вот он оказался у меня - черный глаз, НРЦ 11,5 Вольт. Честно говоря, я даже не надеялся что смогу с ним что-то сделать, но в виду того, что у меня было время с ним повозиться, решил-таки поставить его в режим STD.Ток он принимать категорически отказывался, и ЗУ Версия3(ТОР), вопреки его воле, насильно запихивало короткие порции импульсов 0,1-0,5 сек.  Позаряжал его так сутки, закачалось в него примерно 4 а/ч. Переключил в SCa, и практически сразу услышал довольно сильное шипение. Решил, что я его так скорее угроблю, чем восстановлю, поэтому переключил обратно в STD. Прошла неделя... ЗУ пыхтело, напряжение медленно росло, но глаз по-прежнему был черный. Терпение медленно подходило к концу и я подумал, что если завтра ничего не изменится, то отдам его назад. Смотрю, на нем напряжение 13,4 и ниже не опускается. Я слегка покачал АКБ и увидел как поплавок с зеленым глазом занял свое положение, хоть и неустойчивое. Появилась надежда, что идем верной дорогой, поэтому оставил АКБ заряжаться дальше :) Через две недели заряда зеленый глаз уже не уплывал в сторону, как бы я не трёс аккум )) Все, дело сделано, КТЦ решил не делать, а отдать его товарищу как есть. Через день он мне отзвонился, и спросил как называется моя зарядка, захотел купить такую же :)

В этом ЗУ присутствует цепь для автоматического измерения внутреннего сопротивления АКБ. Для чего установлены два мощных сопротивления 10 Ом (ток при 12в = 1.2Ампера) и 5 Ом (ток при 12в = 3.60Ампера(10R+5R в параллель=3.33333R)). Методика замера Rвнутр проводимая ЗУ: 1) подключаем к АКБ резистор 10 Ом. пауза 1сек, меряем напряжение, записываем его как U10. 2) не отключая 10R, подключаем к АКБ резистор 5 Ом. пауза 1сек, меряем напряжение, записываем его как U5. 3) рассчитываем Re расчет: Исходное: U10 - напряжение на АКБ при подключении 10R резистора. U5 - напряжение на АКБ при подключении 5R резистора. Re - внутреннее сопротивление АКБ (рассчитывается). токи считаем так: I10 = U10/10 Ом , I5 = U5/3.33333 Ом dU = U10 - U5, dI = I5 - I10, Re = (U10 - U5) / ((U5/3.33333) - (U10/10))

Оставленный в бездействии незаряженный СА гибнет

(«сульфируется», «сульфатируется»), при чем и катод и анод покрываются окисным сернокислым свинцом PbSO4, веществом белого цвета, НЕ электронпроводным(!), стойким и стремящимся образовывать крупные кристаллы.. Если оставить батарею в разряженном состоянии, сульфат свинца начинает растворяться в электролите до его полного насыщения, а затем выпадает назад на поверхность пластин, но уже в виде крупных и практически нерастворимых кристаллов. Они откладываются на поверхности пластин и в порах активной массы, образуя сплошной слой, который изолирует пластины от электролита, препятствуя его проникновению вглубь. В результате большие объемы активной массы оказываются "выключенными", а общая емкость батареи значительно уменьшается.

В результате многочисленных исследований в СССР было установлено, что емкость(запасенные Ампер*часы) бетта-РbО2 существенно превосходит емкость  альфа-РbО2. 

Истинная поверхность порошкообразной бетта-PbО2 составляет 9.53, а альфа-РbО2 - лишь 0.48 м2/г. Все "классические зарядные устройства формируют в конце заряда АКБ(т.е.на поверхности намазок) преимущественно альфа-модификацию PbO2, потому что снижают ток заряда до минимальных величин, что приводит, исходя из описанного выше, к негативному влиянию на способность свинцового АКБ отдавать значительные токи в течении длительного времени!

Практическими исследованиями установлено, что образование двуокиси свинца памазок пластин при заряде АКБ начинается на поверхности раздела решетка - активная масса, постепенно распростриняясь к наружной поверхности пластины. При этом альфа-модификация РbО2 находится, в основном, в центре пластины, а  бетта-модификация PbО2 в наружных частях активной массы.  Разряд положительных пластин начинается с поверхности и  распространяется вглубь параллельно поверхности. Значительная часть альфа-РbO2 при этом остается неразряженной, что мы и видим, резко снимая напряжение нагрузки с АКБ - напряжение на клеммах АКБ при этом резко растет, что говорит о большом резерве неразряженных слоев намазок содержащих альфа-РbO2.

Разрядная кривая положительноrо электрода характеризуется наличием минимума на начальном участке, что обусловлено значительным пересыщением раствора сульфатом свинца до начала ero кристаллизации. Так, первые кристаллы PbSО4 начинают появляться только через несколько минут после включения разрядноrо тока (при разряде малыми токами).  Кристаллы сульфатов растут затем в направлении, параллельном и перпендикулярном поверхности пластины.В электролите слабой концентрации альфа-РbО2 покрывается плотной пленкой сульфата свинца, в то время как на бетта-Pb02 сплошной изолирующей пленки не образуется. Это различие обусловлено различным механизмом разряда кристаллических модификаций двуокиси свинца.Исследование поверхности электродов из двуокиси свинца под электронным микроскопом (см.картинку выше) после восстановления, показало что при любых условиях разряда сульфат свинца на альфа-РbО2 кристаллизуется в виде более тонкого и плотного(мелкодисперсного) слоя чем на бетта-PbО2.Образование изолирующего слоя PbS04 на альфа-РbО2 затрудняет диффузию электролита под пленку сульфата, а значит и затрудняет  разряд более rлубоких слоев намазок АКБ.

Этот факт подтверждается характером изменения фазовоrо состава смеси альфа- и бетта- РbО2 в процессе разряда. Так, практическими исследованиями было доказано, что в процессе 20-часовоrо разряда АКБ количество бетта-PbО2 убывает с большей скоростью, чем количестно альфа-РbО2. Это различие обьясняется тем, что альфа-РbО2 локализуется в rлубине активной массы в виде отдельных мелких частиц и скорость ее разряда замедляется из-за недостатка электролита. При больших токах разряда ситуация усугубляется - АКБ резко снижает напряжение по этой-же причине.Эти "провалы" при больших токах сильно различны по величине у разного типа АКб - так у стартерных АКБ провал меньше из-за конструктивных особенностей - у них тонкие пластины и следовательно бОльшая доступность веществ и поверхности электродов для реакций чем у "тяговых" АКБ, у которых толстые пластины с толстым слоем намазок.Поэтому тяговые АКБ не предназначены для использования на токах выше 0.1С, но проектирощики электротраспорта и УПС это не учитывают, проектируя УПС и Э.Т. на тяговых АКБ на токи в 0.8-1С и выше!Саморазряд-же бетта-PbО2 протекает вдвое медленнее саморазряда альфа-РbО2. Это объясняет тот факт, что несухозаряженные батареи приобретают большую разрядную емкость,  если их полностью зарядить, оставить стоять без использования несколько дней, а затем подзарядить перед испытанием на  разряд.При этом емкость АКБ увеличивается с увеличением времени хранения, что является следствием перехода альфа-РbО2 в PbSO4 и последующеrо превращения PbSО4 в бетта-PbO2 при подзаряде. 

 

ЗАРЯДНО-РАЗРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

el-shema.ru

   В этой статье речь пойдёт о разрядно-зарядном устройстве (РЗУ). Так как у моих детей много радиоуправляемых устройств, в виде разных машин, танка и вертолёта, то соответственно такое же количество простых зарядок к ним. Постоянно приходилось выбирать из кучи ту, которая нужна была на данный момент. Причём разъёмы для подключения аккумулятора у большинства, были одинаковые и различались лишь по напряжению.

   Логично, что перепутать их не составляло труда, что и было сделано по неосторожности. Итог - расплавившийся блок зарядки! Это натолкнуло меня на создание данного устройства, выполненного в корпусе неисправной автомагнитолы. Функционально зарядно-разрядное устройство можно разделить на 8 узлов. 

   Первый узел - блок питания. Так как он промышленного производства, останавливаться особо на его конструкции не будем. Для данной конструкции подойдёт как импульсный, так и обычный сетевой трансформатор с напряжением на вторичных обмотках 12-13 вольт. Главное он должен иметь две вторичные независимые обмотки. Для чего это нужно, будет сказано далее. В моём первом варианте, как я уже говорил, использован импульсный блок питания от старого компьютерного периферийного устройства, с двумя независимыми обмотками. Напряжение на обмотке III (рис. 1) стабилизировано с помощью параллельного стабилизатора и оптопары, управляющей силовым транзистором блока питания. Обмотка IV не стабилизирована, и имеет напряжение 11 вольт. 

   Второй узел - высокостабильный источник напряжения с питанием параметрического стабилизатора R4, VD1 выходным напряжением от этого же источника. За основу его была взята схема из журнала «Радио» № 1 за 1997г. автора С. Алексеева (зарядные устройство для Ni-Cd аккумуляторов и батарей). Во втором экземпляре такого же устройства, сделанного знакомому, по его просьбе, этот модуль был собран иначе (рис.2), но принцип действия его тот же. С выхода источника, эмиттер VT1 (рис.1), стабилизированное напряжение поступает на делитель, состоящий из R5-R12, и через переключатель SA1 на повторитель напряжения. С точек соединения (1-8) снимается опорное напряжение от 1,4v до 11,2v. На схеме обозначение 1,2v., 2,4v, 3,6v….11,2v, соответствует 1,2,3….8 аккумуляторам. В радиоуправляемых игрушках используются аккумуляторы, состоящие из нескольких одиночных элементов (рис.3). Напряжение заряженного аккумулятора должно быть на 17-20% больше номинального, т.е. 1,4v-1,44v. Для 8 отдельных аккумуляторов номинальное напряжение 9,6v (1,2х8), а 11,2v (1,4х8) соответствует полностью заряженному аккумулятору. Обозначение 1,2v., 2,4v и т.д. на панели управления, указано для удобства пользования, так как на аккумуляторах пишут именно номинальное напряжение.

   Третий узел зарядно-разрядного устройства – точный повторитель напряжения снимаемого с SA1, с большой нагрузочной способностью, который тоже взят из указанной статьи. В его состав входят элементы R13,R14,DA1.2,VT2,C5,C6. Подбором конденсатора С6 устраняют высокочастотную генерацию узла. В первом варианте VT2 КТ972А, во втором КТ817А. Разницы в работе не замечено.

   Четвертый узел – стабилизатор тока, собранный на микросхеме DA2.1 и транзисторе VT3. В цепи истока стоит мощный резистор R26 сопротивлением 1ом и мощностью 5Вт, являющийся датчиком тока. Напряжение с него поступает на инвертирующий вход микросхемы DA2.1. Особенностью данного стабилизатора тока является линейная зависимость напряжения на неинвертирующем входе и тока на стоке транзистора, т.е. проще говоря, напряжение равно току. При Uвх=1mV, ток в цепи стока будет 1mA, при Uвх=1V, ток соответственно 1А. Применение транзистора VT3 типа IRF1010N, обусловлено весьма малым сопротивлением открытого канала - 0,01ома. Иные значения тока подбираются резисторами R16-R24. Минимальное значение подбирают резистором R24 в положении «1» SA2, следующее значение тока резистором R23 в положении «2» SA2, и так далее. Если использовать опорное напряжение +1,2V, снятое с точки «Е» (рис.1), то максимальный ток разряда-заряда будет около 1,2А. Но при этом, следует заменить транзистор VT2 более мощным.

   Пятый узел – разрядный. Он используется для предварительного разряда аккумулятора. Известно что, если аккумулятор не разряжать до значения 1 вольт на 1 элемент, начинает проявляться так называемый «эффект памяти», соответственно ёмкость аккумулятора со временем уменьшается. Особенно это характерно для NI-Cd аккумуляторов. Узел состоит из компаратора на микросхеме DA2.2, транзистора VT4,реле К1 и кнопки включения режима разрядки SA4, имеющей не фиксированное положение в нажатом состоянии. При кратковременном нажатии на SA4,если напряжение на одном элементе аккумулятора более 1V, включается реле К1 и своими контактами К1.3, подключает узел к шине питания +15V, контакты реле К1.2 подключают (-) аккумулятора к общем минусовому проводу (земле) устройства, а (+) аккумулятора через К1.1 к стоку VT3.Начнётся разрядка. От положения SA2 (ток АКБ), зависит ток разряда. После предварительной разрядки аккумулятора, компаратор наDA2.2 отключает реле, и (-) аккумулятора контактами реле К1.2 подключает к стоку VT3, (+) контактами К1.1 к эмиттеру VT2. Начнётся зарядка тем же током. Нормальным током заряда считается ток 1/10 от ёмкости аккумулятора. При ёмкости аккумулятора 1000mAh, ток заряда-100mA. Работа узла зависит от количества и напряжения аккумуляторов, подключенных к устройству и положения SA1. Напряжение на инвертирующем входе DA2.2 (т. Г), должно быть 1V (подбирается резистором R32) в положении «1» переключателя SA1, и с каждым переключением увеличиваться на 1V. В положении «8» SA1, соответственно 8V.

   Шестой узел - стабилизатор образцового напряжения с выходным напряжением +0,5 вольта. Изменить его можно подбором резисторов R28,R29. Он собран на DA3. Опорное напряжение необходимо для работы стабилизатора тока DA2.1, VT3. В первом варианте он выполнен на одном из четырёх ОУ входящих в состав DA2 и транзисторе для поверхностного монтажа. Опорное напряжение такое же и составляет +0,5v. Следует отметить, что этот узел на КР142ЕН22 имеет более простое решение.

   Седьмой узел РА1 - это цифровой измеритель тока. В данном варианте использован модуль ЕК3488М фирмы ЕКITS, включенный в режим измерения напряжения до 1V. Напряжение питания модуля по паспорту 6-20V, ток потребления около 0,08А. Измерительный вход ЕК3488М подключен к резистору R26. Напряжение на нём равно току разряда-заряда. Питается модуль, как и всё устройство от обмотки III трансформатора блока питания.

   Восьмой узел РА2. В первом варианте РА2 отсутствует, однако с его установкой нет никаких проблем. Второй вариант (для знакомого) имеет РА2. В начале статьи, рассказывая о блоке питания, я сказал о дополнительной независимой вторичной обмотке трансформатора. Она нужна для питания вольтметра на модуле EK-2501, той же фирмы. Измерительный вход модуля всегда подключен к плюсовому выводу разъёма ХР1, к которому подключается аккумулятор, через первую группу контактов SA3,замкнутых при включении устройства. Общий провод модуля подключается к минусовому выводу ХР1. Это схемное решение позволяет контролировать напряжение на аккумуляторе, как во время заряда, так и во время разряда, а минус аккумулятора связан с «землёй» устройства только во время режима разрядки. Если же (-) вольтметра подключить к «земле» устройства, то не будет контролироваться изменение напряжения на аккумуляторе. Вот именно по этой причине и нужна обмотка IV в блоке питания. В принципе можно обойтись без вольтметра и дополнительной обмотки, контролируя лишь ток. Нулевым показаниям миллиамперметра РА1, соответствует полная зарядка аккумулятора. Вторая группа SA3 используется для подключения блока питания к сети. Такое решение принято для исключения разрядки аккумулятора через элементы устройства, при положении SA3 в состоянии выключено, если, к примеру, нет времени разъединять разъёмы аккумулятора и разрядно-зарядного устройства.  

   Описанное зарядно-разрядное устройство находится в эксплуатации с августа 2009 года, и не разу не подводило. Надеюсь, статья была интересной для вас. Если возникнут, какие вопросы, задавайте на форуме. Всем удачи, с вами был Сергей Крылов. (INVERTOR).

Зарядно - восстановительное устройство для автомобильного аккумулятора

 Аккумуляторная батарея в автомобиле — один из важнейших элементов. Несмотря на постоянные старания производителей по повышению надежности и долговечности аккумуляторов, через 3 — 4 года они все же приходят в негодность, чему способствует постоянный недо-заряд при езде в городских условиях Стоимость аккумулятора остается высокой, поэтому для продления срока его службы имеет смысл хотя бы один раз в летний сезон проводить восстановительную зарядку.

Существуют устройства, способные в какой-то степени вернуть дееспособность аккумулятору путем разряжения батареи на активную нагрузку (резистор) во время отрицательного полупериода. Токи разряда в зависимости от состояния аккумулятора могут составлять 200 — 500 мА. Такие устройства достаточно просты в изготовлении, однако качественного восстановления они не обеспечивают.

Смысл восстановления аккумуляторов методом переполюсовки: «Чтобы перевести крупнокристаллическую сульфатацию в аморфный свинец, нужна мощность 1500 Вт, при этом температура электролита не должна превышать 42°С. Дальнейший нагрев приводит к короблению и замыканию пластин.

  Для снижения нагрева электролита время импульса не должно превышать 3...5 мс (рис.1).

Между временем заряда и разряда остается промежуток в 8...12 мс, достаточный для охлаждения электролита. К тому же, энергия импульса расходуется почти без потерь на нагрев поверхности пластин.

Необходимость разрядного тока связана с тем, что после прекращения тока заряда ионы, не достигающие поверхности засульфатизированной пластины, при последующем положительном полупериоде не имеют «разгона» ввиду малого расстояния до пластины. Отрицательный полупериод отводит ионы от кристаллов сульфата свинца.

Уменьшение площади поверхности, занятой крупнокристаллическим сульфатом свинца, позволяет зарядно-восстановительному току проникнуть в более глубокие слои активной массы, на поверхности которой имеется рабочая сульфатация, легко восстанавливающаяся в процессе эксплуатации».

Кроме того, с увеличением плотности электролита до 1,30 г/см3 батарея может храниться при более низкой температуре (T1.30= -60°С) без причинения ей ущерба (без размораживания активных масс электродов).

Ниже приводится упрощенная схема устройства для восстановления аккумуляторов, которое легко изготавливается и налаживается.

Устройство предназначено для зарядки автомобильных аккумуляторов емкостью до 75 А/час. Для восстановления более мощных аккумуляторов потребуется соответственно более мощный трансформатор.

Блок-схема зарядно-восстановительного устройства показана на рисунке 2,

а принципиальная электрическая схема — на рисунке 3.

Как видно из рисунка 2, в первый полупериод зарядный ток идет от обмотки WII трансформатора через диод VD1, тиристор VS1 на плюс аккумулятора. Затем с минуса аккумулятора замыкается на второй вывод обмотки WII трансформатора.

Во второй (разрядный) полупериод ток движется с обмотки Wll через диод VD2, тиристор VS2 на минус аккумулятора и далее с его плюса замыкается на второй вывод обмотки Wll трансформатора.

Для правильной работы устройства в режиме заряд—разряд обмотки фазируются так, как показано на схемах (начало обмотки отмечено точкой).

Блоки управления включением тиристоров в режимах заряда (ВУЗ) и разряда (БУР) абсолютно одинаковы. В отличие от схем блоков управления в упомянутой статье, транзисторные аналоги динисторов работают лучше, когда тиристор включен параллельно ему, что обеспечивает его стабильную работу по формированию импульса управления. Это обеспечивается тем, что конденсатор в каждый период разряжается.

Рассмотрим более подробно работу одного из блоков управления, например, зарядного (рис.3). Аналог динистора, а это именно он, работает только в положительный полупериод. С ростом тока в положительный полупериод (рис.1) растет напряжение на эмиттере транзистора VT1, т.к. конденсатор С1 заряжается через резистор R1. Одновременно растет напряжение на базе этого транзистора, поступающее с делителя R2, R5. Наступает момент, когда напряжение на эмиттере транзистора VT1 достигает уровня, на 0,3 — 0,4 В большего (относительно минусовой шины), чем на его базе. Последняя становится «минусее» эмиттера. А это значит, что возникло условие, при котором транзистор открывается. На его коллекторе напряжение становится положительным.

Соответственно, транзистор VT2 открывается. На резисторе R4, включенном в цепь эмиттера транзистора VT2, появляется напряжение положительного знака, которое поступает на управляющий электрод тиристора VS1. Тиристор открывается и аналог динистора приостанавливает свою работу. В этот момент конденсатор разряжается не только через резисторы R1, но и через эмиттерно-коллекторный переход транзистора VT1.

Транзистор VT2 играет большую роль в создании импульсного режима. Напряжение лавинно возникает не только на его эмиттере, но и на коллекторе. База транзистора VT1 становится еще «минусе» эмиттера этого транзистора. Происходят скачкообразные возникновения импульса напряжения с крутым фронтом, что очень важно для работы данной схемы.

В зависимости от продолжительности заряда конденсатора С1 меняется время (момент) возникновения импульса управления тиристором. Чем скорее срабатывает блок управления от начала положительной полуволны, тем дольше будет протекать ток через открытый тиристор, тем больше будет ток заряда аккумулятора. И, наоборот, чем позднее включится блок управления по отношению к началу положительной полуволны, тем меньше времени будет открыт тиристор и, соответственно, будет меньше ток заряда.

Таким образом, изменяя продолжительность заряда конденсатора С1 с помощью резистора R1, можно изменять зарядный (разрядный) ток аккумулятора.

В данном устройстве использован трансформатор ТС-180. Две его вторичные обмотки намотаны заново проводом ПЭВ-2 2,2 мм (WII) и ПЭВ-2 0,41 мм (Will). Они содержат по 65 витков, что дает в режиме холостого хода 23 В. В принципе, для формирования вторичного напряжения для разряда аккумулятора может использоваться самостоятельный трансформатор. Самое важное при наладке — это правильно «сфазировать», — обе исправные обмотки соединить последовательно, и на выходе не должно быть никакого напряжения, т.е. оба напряжения включены в противофазе. Тиристор VS1 ТС2-25У2 установлен на теплорадиатор площадью 25 см2.

Согласно рекомендациям зарядный ток составляет 3,75 А, а разрядный — 0,4А. Время зарядно-восстановительного процесса 3...5 часов.

В приборе используется один амперметр, который с помощью переключателя SA1 подсоединяется для контроля либо заряда, либо разряда. Резисторы шунтов выполнены сдвоенным проводом ПЭВ-2 0,41 и содержат 11 витков, намотанных на оправку толщиной 6 мм.

При наладке вместо аккумулятора удобнее подключить лампочку на 12 В.

meandr.org

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Практически каждый автовладелец рано или поздно сталкивается с проблемой запуска двигателя автомобиля из-за разрядки аккумуляторной батареи. Случиться эта неприятность может из-за множества причин: к примеру, автомобиль долгое время стоял в гараже, водитель забыл выключить фары или радио после того, как заглушил двигатель. Особенно часто разряжаются аккумуляторы у автомобилей, оснащенных спутниковой сигнализацией. Если таким транспортным средством не пользоваться хотя бы раз в неделю, спутниковая охранно-позиционная система полностью разрядит аккумулятор.

Зарядное устройство для аккумулятора

Существует несколько способов решения проблем, связанных с разрядкой АКБ. К примеру, иногда опытные автовладельцы «прикуривают» от аккумулятора чужого автомобиля и от уже запущенного генератора пытаются зарядить батарею своего транспортного средства. В принципе метод вполне рабочий., вот только у него есть пара серьезных недостатков. Во-первых автомобиль-донор найти бывает довольно сложно. Во-вторых, при неправильном подключении клемм у транспортного средства могут выгореть все электронные компоненты. Поэтому такой способ зарядки аккумулятора рекомендуется применять только в крайнем случае.

Если же батареи вашего транспортного средства разряжаются регулярно, а причины этого вызваны именно неправильной эксплуатацией автомобиля. Лучше всего купить зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Все зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов можно разделить на два больших класса:

  • Трансформаторные
  • Импульсные

К трансформаторным зарядным устройствам относятся агрегаты, состоящие из выпрямителя тока и трансформатора. Несмотря на высокую надежность таких устройств. В продаже они встречаются крайне редко и не пользуются особым спросом из-за большой массы и габаритов.

Зарядное устройство для автомобиля

Импульсные зарядно-разрядные устройства для автомобильного аккумулятора имеют в своем составе высокочастотный преобразователь. Имеющий несколько автоматических регулировочных режимов. Такая конструкция отличается небольшими размерами и весом. Поэтому импульсные аппараты сегодня получили наибольшее распространение. Также зарядные устройства для автомобильного аккумулятора различаются и напряжением, и, как следствие, назначением.

Агрегаты, подающие на выход ток напряжением 6В предназначены для заряда батарей мотоциклов, разнообразной мото техники, аккумуляторного инструмента.

Оборудование, вырабатывающее ток напряжением 12 В предназначено для обслуживания легковых автомобилей и малотоннажных грузовиков.

Батареи грузовиков и автобусов подключают к зарядному устройству для автомобильных аккумуляторов с выходным напряжением 24 В.

Помимо этого различные агрегаты могут отличаться друг от друга наличием дополнительных функций. Таких как защита от короткого замыкания, ошибки в подключении полюсов, автоматической регулировки тока заряда.

К сожалению, бывают ситуации. В которых даже самое хорошее зарядное устройство бессильно зарядить аккумуляторную батарею. Имеется ввиду выход последней из строя. Даже при соблюдении всех правил использования аккумуляторной батареи. На ее пластинах образуется кристаллический осадок, препятствующий взаимодействию металла с электролитом. Частично удалить его можно при использовании специализированного зарядно-разрядного десульфатирующего оборудования. Простое же зарядное устройство для автомобильного аккумулятора с такой задачей справиться неспособно.

Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:

www.4akb.ru

Разрядно-зарядное устройство для аккумуляторных батарей « схемопедия

Правильная эксплуатация аккумуляторов и аккумуляторных батарей различных типов во многом обеспечивает их долговечность и надежность. Для частичного или полного восстановления емкости, а также устранения "эффекта памяти" рекомендуется тренировка аккумуляторов проведением нескольких циклов разрядки-зарядки. Предлагаемое устройство автоматизирует этот процесс. Оно разработано для обслуживания Ni-Cd, Ni-Mh, но может быть использовано для аккумуляторов и других типов.

Предлагаемое устройство после подключения аккумуляторной батареи сначала ее разряжает, затем заряжает, после чего переходит в режим ожидания. Напряжения разрядки и зарядки предварительно устанавливают в интервале 1…12В, а токи разрядки и зарядки — в интервале 0…0,25 А.

Схема устройства показана на рис. 1. Оно содержит блок питания, стабилизаторы тока разрядки и зарядки, а также узел управления и индикации. Блок питания собран на понижающем трансформаторе Т1, выпрямителе на диодном мосте VD1 со сглаживающим конденсатором С1 и интегральном стабилизаторе напряжения DA2. Выходное напряжение стабилизатора, кроме питания микросхем и других элементов, используется как образцовое для контроля за напряжением аккумуляторной батареи. Выходной ток стабилизатора не превышает 15 мА и практически не влияет на изменение его выходного напряжения.

Узел управления и индикации содержит два ОУ DA1.1, DA1.2, которые использованы как компараторы, два триггера DD1.1 и DD1.2, электронные ключи на транзисторах VT1, VT2, VT4, VT5 и стабилизатор тока на транзисторе VT3. ОУ DA1.2 контролирует напряжение на аккумуляторной батарее при ее разрядке. Переменным резистором R1 устанавливают напряжение, до которого она должна быть разряжена. Пока напряжение на ней превышает установленное, на выходе ОУ DA1.2 оно соответствует низкому логическому уровню. ОУ DA1.1 контролирует напряжение аккумуляторной батареи при ее зарядке. Переменным резистором R3 устанавливают напряжение, до которого она должна быть заряжена. Пока напряжение на ней меньше установленного, на выходе ОУ DA1.1 присутствует низкий уровень.

Стабилизатор тока разрядки представляет собой источник тока, управляемый напряжением (ИТУН). Он собран на ОУ DA3.1, транзисторе VT6 и резисторе R23 — датчике тока. Конденсаторы С7 и С9 обеспечивают устойчивую работу ИТУН. Ток разрядки устанавливают переменным резистором R17. Его значение можно определить по формуле Iразр = UR17/R23, где UR17 — напряжение на движке резистора R17.

Стабилизатор тока зарядки собран на транзисторе VT7, источник образцового напряжения — на стабилитроне VD2, ток через который стабилизирован транзистором VT3, а резистор R26 выполняет функцию датчика тока. Переменным резистором R25 устанавливают ток зарядки. Диод VD3 предотвращает разрядку аккумуляторной батареи через транзистор VT7 при отключении устройства от сети. В этой же ситуации резисторы R7 и R8 ограничивают входные токи ОУ DA1.1 и DA1.2 [3].

Работает устройство следующим образом. После подключения аккумуляторной батареи переменными резисторами R1 и R3 устанавливают значения напряжения, до которых необходимо разрядить и зарядить батарею, и включают устройство в сеть. При кратковременном нажатии на кнопку SB1 "Пуск" триггеры DD1.1 и DD1.2 установятся в нулевое состояние — низкий уровень на прямых выходах (выводы 1 и 13 DD1) и высокий на инверсных (выводы 2 и 12). Напряжение питания поступит на резистор R15, и на движке резистора R17 появится управляющее напряжение стабилизатора тока разрядки, поэтому он начнет работать. Этот режим индицирует светящийся светодиод HL2 "Разрядка", поскольку на него поступит питающее напряжение через открытый транзистор VT2.

По мере разрядки напряжение на аккумуляторной батарее начнет уменьшаться, и когда оно станет меньше напряжения на движке резистора R1, компаратор DA1.2 переключится. На его выходе появится высокий уровень, который установит триггер DD1.2 в единичное состояние. На инверсном выходе установится низкий уровень, поэтому ток разрядки станет близким к нулю, светодиод HL2 погаснет, а транзистор VT5 откроется. Поскольку транзистор VT4 при этом открыт за счет высокого уровня на инверсном выходе триггера DD1.1, через стабилитрон VD2 потечет ток и начнет работать стабилизатор тока зарядки. Этот режим индуцируется горящим светодиодом HL3 "Зарядка".

По мере зарядки напряжение на аккумуляторной батарее увеличивается, и при достижении напряжения отключения, которое установлено резистором R3, ОУ DA2.1 переключится, сменив на высокий низкий уровень на выходе. Триггер DD1.1 установится в единичное состояние, что приведет к открыванию транзистора VT1 и закрыванию транзистора VT4. Зарядка остановится, светодиод HL3 погаснет, и загорится светодиод HL1 "Конец зарядки".

Большинство деталей устанавливают на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2. Конденсаторы С5, С6 и С8 монтируют со стороны печатных проводников на выводах микросхем DD1, DA1 и DA3. Транзисторы VT6, VT7 после установки на плату крепят к пластине размерами 99x25x10 мм и толщиной 1,5 мм из алюминиевого сплава, которая служит теплоотводом. Причем транзистор VT6 крепят через теплопроводящую изолирующую прокладку. Плату устанавливают на дно пластмассового корпуса подходящего размера, там же закрепляют и понижающий трансформатор Т1. На крышке корпуса устанавливают переменные резисторы, светодиоды и кнопку, а на боковой стенке — держатель плавкой вставки.

Применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, переменные — СПЗ-4аМ группы А, но возможна замена на переменные резисторы другого типа с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота движка. Оксидные конденсаторы — К50-35 или импортные, остальные — К10-17. Транзисторы КТ3102А заменимы на транзисторы КТ3102, КТ342, КТ315 с любыми буквенными индексами, КТ3107 — на транзисторы КТ3107, КТ361 также с любым буквенным индексом. Транзистор КПЗ0ЗВ можно заменить на КПЗ0ЗГ, КПЗОЗД, транзистор КТ973А — на КТ973Б. ОУ LM358N заменим его аналогами КР1040УД1, КР1464УД1R аналог микросхемы LM7812CV— КР142ЕН8Б. Кнопка SB1 — любая с самовозвратом, например, П2К без фиксации. Понижающий трансформатор — ТС-10-ЗМ либо другой, обеспечивающий на вторичной обмотке переменное напряжение 15…18 В при выходном токе до 0,3 А. Диодный мост RB152 заменим любым с допустимым обратным напряжением не менее 50 В и прямым током не менее 0,5 А или отдельными диодами с такими же параметрами.

Если монтаж выполнен правильно и элементы исправны, налаживание сводится к градуировке шкал резисторов R1 и R3, R17 и R25 и регулировке стабилизаторов тока разрядки и зарядки. Сначала градуируют шкалы резисторов R1 и R3 — для этого включают питание, а к их движкам поочередно подключают вольтметр. Изменяя положение движков резисторов, устанавливают требуемое напряжение и делают соответствующие отметки на шкале. Шкалу резистора R1 градуируют через 1 В (из расчета 1 В на один аккумулятор), а шкалу резистора R3 — через 1,45 В. Например, шкала резистора R1 — 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 В, а шкала резистора R3 — 1,45; 2,9; 4,35; 5,8; 7,25; 8,7; 10,15 и 11,6 В.

Для градуировки шкалы резисторов R17 и R25 их движки устанавливают в нижнее (R17) и правое (R25) по схеме положение, а последовательно с заряженной батареей аккумуляторов включают амперметр и подключают их к устройству. Движки резисторов R1 и R3 устанавливают в верхнее по схеме положение, включают устройство в сеть и кратковременно нажимают на кнопку SB1 "Пуск". Устройство начнет работать в режиме разрядки. Движок резистора R17 устанавливают в верхнее по схеме положение и контролируют максимальный ток разрядки. При необходимости его изменяют подборкой резистора R15. Затем градуируют шкалу резистора R17, делая на ней отметки в соответствии с показаниями амперметра. Для градуировки шкалы резистора R25 его движок устанавливают в крайнее левое по схеме положение и кратковременно подают напряжение питания (12 В) на вход S (вывод 8) триггера DD1.2 — устройство перейдет в режим зарядки. При необходимости максимальное значение тока зарядки устанавливают подборкой резистора R22. Далее градуируют шкалу резистора R25, делая на ней отметки, соответствующие показаниям амперметра.

Н. Мазепа, г. Харьков, Украина., Радио №10, 2010г.

shemopedia.ru

Простое зарядное устройство для аккумулятора

Схема простого автомобильного зарядного устройства состоит из трансформатора, тумблеров, автомобильных ламп накаливания и выпрямительного диодного моста.

При изготовлении такого самодельного зарядного устройства для АКБ необходимо знать и соблюдать правила электробезопасности!

Такое простейшее автомобильное зарядное устройство можно сделать своими руками и использовать для зарядки 12 вольтовых аккумуляторов с емкостью от 4 до 75 ампер-часов. При этом лампы используются не только для ограничения тока, но и для индикации заряда - в начале заряда они светят ярко, а в конце тускло. При использовании ЗУ совместно с разрядным устройством можно восстанавливать аккумуляторы и измерять их фактическую ёмкость

*В схеме используются недорогие автомобильные лампы накаливания: 60 Вт - ближний свет, 21 Вт - указатели поворотов и 5 Вт - дублирование указателя поворотов.

**Максимальный рабочий ток тумблера зависит от мощности лампы.

Можно также использовать двухконтактные лампы 21+5 Вт. Количество ламп и тумблеров может быть любым, но при всех включенных лампах суммарный ток не должен превышать 8 А. Мощность трансформатора для заряда АКБ емкостью 75 А/час. должна быть не менее 200 ВТ, для заряда АКБ емкостью 55-60 А/ч – не менее 150 Вт. Для заряда аккумуляторных батарей от источников бесперебойного питания или им подобных емкостью 4 – 8 A/h минимальная мощность трансформатора составит 10 и 20 Вт соответственно. Запас по мощности не повредит, особенно если аккумулятор сильно разряжен.

Мощность автомобильной лампы

Ток в начале заряда**

Средний ток заряда

Ток в конце заряда

60 Вт

6 Ампер

5 Ампер

4 Ампера

21 Вт

2 Ампера

1,7 Ампера

1,4 Ампера

5 Вт

0, 5 Ампера

0,4 Ампера

0,3 Ампера

**Начальный ток заряда сильно зависит от степени разряда АКБ, напряжение на разряженном аккумуляторе не должно быть менее 10 Вольт. При более глубоком разряде первоначальную зарядку следует производить через две включенные последовательно лампы.

Для примера рассмотрим вариант с пятью тумблерами и шестью одинаковыми лампами на 21 Вт:

Перед зарядкой все тумблеры отключают, подключают АКБ и включают S5.

Если лампы Н5 и Н6 светят достаточно ярко, значит аккумулятор сильно разряжен и нужно дождаться пока эти две лампы не будут гореть в пол накала при токе 0,6 – 0,7 А. Теперь можно тумблерами S1-S4 установить необходимый ток заряда, каждый включенный тумблер дает увеличение тока на 1,5-1,7 А. Таким образом можно установить ток заряда со следующим шагом:

Включены следующие тумблеры

Приблизительный ток заряда

S5

0,7 А

Один любой (S1…S4)

1,5 А

Один любой (S1…S4) + S5

2,3 А

Два любых (S1…S4)

3 А

Два любых (S1…S4) + S5

3,7 А

Три любых (S1…S4)

4,5 А

Три любых (S1…S4) + S5

5,2 А

Все четыре (S1…S4)

6 А

Все четыре (S1…S4) + S5

6,7 А

В простейшем варианте заряжать автомобильный аккумулятор 60 A/h можно без тумблеров через одну лампу на 60 Вт или через 3-4 включенные параллельно на 21 Вт.

Диоды могут быть любые на напряжение от 100 вольт и ток от 10 ампер. Для исключения перегрева лучше установить их на алюминиевые изолированные пластинки.

Если надо зарядить аккумулятор на 6 вольт, то напряжение на вторичной обмотке трансформатора зарядного устойства должно быть 18 вольт. Остальные выкладки остаются в силе.

  • Напряжение на светодиоде
  • Общедомовой учет тепла
  • Схема светодиодной лампы на 220в
  • Лампа ЭРА А65 13Вт
  • Как паять светодиодную ленту
  • Светодиодная лента на 220 в
  • Простое зарядное устройство
  • Разрядное устройство для автомобильного аккумулятора
  • Схема драйвера светодиодов на 220
  • Подсветка для кухни из ленты
  • Подсветка рабочей зоны кухни
  • LED лампа Selecta g9 220v 5w
  • Светодиодная лампа ASD LED-A60
  • Схема светодиодной ленты
  • Схема диодной лампы 5 Вт 220в
  • Простой цифровой термометр своими руками с датчиком на LM35
  • firstelectro.ru

    4.8 Устройство для автоматической зарядки и разрядки автомобильных аккумуляторов

    riostat.ru

    Поиск по сайту

    В процессе длительного (несколько месяцев) хранения автомобильных аккумуляторных батарей происходит их саморазряд, в связи с чем рекомендуется не реже одного раза в месяц производить подзарядку аккумуляторов. Однако обычная подзарядка не в состоянии предотвратить сульфатацию пластин, приводящую к уменьшению емкости аккумулятора и снижению срока его службы. Для того чтобы исключить эти нежелательные явления, рекомендуется время от времени производить тренировку аккумулятора:

    разрядку его током, в амперах численно равным 1/20 номинальной емкости, выраженной в ампер-часах, до напряжения 10,5 В, и последующую зарядку до напряжения 14,2...14,5 В. Такой зарядно-разрядный цикл можно повторять неоднократно, если батарея сильно засульфатирована или длительное время находилась в полуразряженном состоянии.

    Описываемое ниже зарядно-разрядное устройство предназначено для работы совместно с зарядным устройством, обеспечивающим необходимый зарядный ток. Устройство позволяет:

    производить разрядку аккумулятора до напряжения 10,5 В;

    автоматически начинать зарядку по окончании разрядки;

    вести зарядку асимметричным током при соотношении зарядной и разрядной составляющих равном 10;

    прекратить зарядку аккумулятора при достижении напряжением на зажимах аккумулятора значения 14,2...14,5 В, что соответствует сообщению аккумулятору его полной номинальной емкости;

    контроль напряжения происходит в момент, когда зарядный ток через аккумулятор не протекает;

    прекратить разрядку аккумулятора при пропадании сетевого напряжения;

    производить циклы разрядки-зарядки однократно или многократно.

    Рассмотрим работу устройства по его принципиальной схеме, приведенной на рис. 84.

    Зарядно-разрядное устройство состоит из собственно зарядного устройства (ЗУ), обозначенного на схеме прямоугольником, и электронного узла управления. Питание узла управления осуществляется от аккумуляторной батареи.

    В качестве порогового элемента (компаратора), вырабатывающего сигнал при достижении напряжением на аккумуляторе значения свыше 14,2...14,5 В и при снижении до 10,5 В, используется интегральный таймер КР1006ВИ1 (микросхема DA1). Напомним кратко, как работает эта микросхема. Таймер содержит два основных входа: вход запуска (вывод 2) и пороговый вход (вывод 6). На этих входах происходит сравнение внешних напряжений с эталонными значениями, составляющими для указанных входов соответственно 1/3 Uпит и 2/3 Uпит, где Uпит - напряжение питания таймера, поданное на вывод 8 относительно общего вывода 1. Если на выводе 6 действует напряжение меньше 2/3 Uпит; то уменьшение напряжения на выводе 2 до значения, меньшего 1/3 Uпит приведет к установке таймера в состояние, когда на выходе Q (вывод 3) действует напряжение высокого уровня. При последующем повышении напряжений на входах соответственно больше 1/3 Uпит и 2/3 Uпит таймер переключится в другое устойчивое состояние, которому соответствует напряжение низкого уровня на выходе таймера.

    Вывод 5 таймера служит для контроля значения образцового напряжения, а также для возможного изменения его значения с помощью внешних элементов. В данном случае образцовое напряжение стабилизировано стабилитроном VD3. Это сделано для повышения устойчивости работы компаратора при отслеживании медленно изменяющихся напряжений. Этой же цели служит и стабилизация напряжения питания таймера параметрическим стабилизатором VD2R8. Нижний и верхний пороги срабатывания компаратора можно изменять подстроечными резисторами R10 и R9.

    Допустим, что аккумуляторная батарея и ЗУ подключены к устройству и в сети присутствует напряжение 220 В. Напряжение не слишком сильно разряженного 12-вольтового аккумулятора обычно составляет 12...12,6 В. При этом интегральный таймер установится в состояние, соответствующее напряжению высокого уровня на его выходе, и транзистор VT1 будет открыт. Будет светиться светодиод HL1, индицирующий режим заряда. Однако, как правило, степень разряженности подключенного аккумулятора неизвестна, и перед началом зарядки его следует разрядить до напряжения 10,5 В. Для включения режима разрядки кратковременно нажимают кнопку SB1 "Пуск". При этом через контакты SB1.1 на вывод 6 таймера подается напряжение, переключающее его в противоположное состояние, и светодиод HL1 гаснет. Одновременно контакты SB1.2 подают на RS-триггер DD1.1DD1.2 сигнал, устанавливающий его в состояние напряжения высокого уровня на выходе логического элемента DD 1.1

    При показанном на схеме положении контактов переключателя SA1 на выходах логических элементов DD1.3, DD1.4, включенных инверторами, действует напряжение низкого уровня. Если транзистор оптопары U2 открыт, то через базу транзистора VT4, резистор R22, транзистор оптопары и выходы логических элементов DD1.3 и DD1.4 протекает ток, достаточный для насыщения составного транзистора VT4. При этом через лампу накаливания EL1, подключенную к зажимам ХТЗ, ХТ4, начинает протекать разрядный ток аккумулятора. Разрядный ток в данном случае составит около 2,5 А, что соответствует режиму 20-часового разряда аккумулятора 6СТ55. При разрядке аккумулятора иной емкости следует применять лампу EL1 другой мощности, выбранной с учетом указанных выше соображений.

    В устройстве предусмотрено отключение цепи разрядки при пропадании сетевого напряжения. Для этой цели используется транзисторная оптопара U2. Напряжение сети через резистор R1 подается на диодный мост VD1, выпрямляется им и подается на последовательно соединенные светодиоды оптопар U1 и U2. Конденсатор С1 и резистор R2 образуют фильтр, который сглаживает пульсации тока, протекающего через светодиод оптопары U2. Пока в сети имеется напряжение, через светодиод оптопары U2 протекает ток, фототранзистор открыт и выходной ток логических элементов DD1.3 и DD1.4 протекает через базу транзистора VT4. открывая последний. Идет разрядка аккумулятора на лампу EL1. При пропадании сетевого напряжения фототранзистор оптопары закрывается, это приводит к закрыванию транзистора VT4 и прекращению разрядки аккумулятора.

    По мере разрядки аккумулятора напряжение на его зажимах уменьшается. Когда оно достигнет 10,5 В, интегральный таймер DA1 переключится в противоположное предыдущему состояние, которому соответствует напряжение высокого уровня на выходе Q. При этом откроются транзисторы VT1 и VT2. Открывание транзистора VT1 вызовет подачу напряжения на светодиод оптопары U3. зажигание светодиода HL1 "Зарядка", переключение RS-триггера DD1.1DD1.2, а также открывание транзистора VT3. Переключение RS-триггера приведет к появлению напряжения высокого уровня на выходах логических элементов DD1.3, DD1.4. Светодиод HL2 погаснет, транзистор VT4 закроется и разрядка аккумулятора прекратится. Одновременно через открывшийся фототиристор оптопары U3 напряжение с выхода зарядного устройства ЗУ будет подано на выводы аккумуляторной батареи, и начнется ее зарядка.

    Ток зарядки устанавливают в соответствии с инструкцией по эксплуатации аккумуляторной батареи, т.е. равным 1/10 или 1/20 емкости батареи. Если зарядка идет без контроля оператора, следует обеспечить ограничение колебаний зарядного тока при возможных колебаниях сетевого напряжения. Самый простой метод стабилизации тока - включение двух-трех параллельно соединенных автомобильных ламп мощностью 40... 50 Вт в разрыв одного из выходных проводов зарядного устройства. Такой же эффект может быть достигнут включением лампы напряжением 220 В и мощностью 200...300 Вт в разрыв одного из входных (сетевых) проводов ЗУ. Сопротивление вольфрамовой нити ламп накаливания возрастает с увеличением температуры, т.е. лампа обладает свойствами стабилизатора тока.

    Зарядный ток содержит дозированную разрядную составляющую, что благотворно сказывается на протекании электрохимических процессов в батарее. Разрядная составляющая тока протекает через резистор R 19 и транзистор VT3 и равна примерно 0,5 А.

    В процессе зарядки напряжение на полюсных выводах аккумулятора плавно увеличивается. Известно, что напряжение полностью заряженной батареи составляет 14,2...14,5 В. Измерение этого напряжения следует производить в отсутствие зарядного тока, поскольку импульсы зарядного тока в зависимости от степени разряженности аккумуляторной батареи увеличивают мгновенное значение напряжения на ее зажимах на 1...3- В по сравнению с режимом, когда ток зарядки не протекает. Для обеспечения такого режима измерения в устройстве использованы элементы U1, R4, VT2. В режиме зарядки транзистор VT2 открыт. На рис. 85 показаны эпюры напряжений и токов, поясняющие работу оптопар U1 и U2.Напряжение сети (эпюра 1) выпрямляется диодным мостом

    (эпюра 2) и подается на светодиоды оптронов U1 и U2. Фототранзистор оптрона U1 открывается в моменты, когда ток через светодиод этого оптрона (эпюра 3) превышает ток открывания фототранзистора. При этом резистор R4 шунтирует подстроенный резистор R9, и верхний порог срабатывания интегрального таймера DA1 значительно увеличивается. Фототранзистор открыт большую часть периода сетевого напряжения, и лишь в моменты перехода сетевого напряжения через нуль фототранзистор закрывается, и порог срабатывания таймера уменьшается до 14,2...14,5 В. Именно в это время через аккумулятор не протекает ток зарядки. Такое измерение производится в каждом полупериоде, т.е. 100 раз в секунду. Длительность измерения составляет 1...3 мс. Как только напряжение на аккумуляторе достигнет в отсутствие тока зарядки 14,2...14,5 В, таймер DA1 переключится в противоположное состояние, и зарядка прекратится. Однако разрядка не начнется, поскольку RS-триггер не изменит своего состояния. Закончился один цикл работы устройства. В таком состоянии устройство может находиться несколько суток, поскольку потребляемый им от аккумулятора ток достаточно мал (20...30 мА) и не может вызвать его существенной разрядки.

    Если необходима многократная тренировка батареи разрядно-зарядными циклами, контакты переключателя SA1 переводят в нижнее по схеме положение. В этом случае RS-триггер не будет задействован, и режимы зарядки и разрядки будут чередоваться до тех пор, пока не будет выключено сетевое напряжение либо не будет отключен заряжаемый аккумулятор. Конденсаторы С2, СЗ повышают помехоустойчивость работы таймера. Резисторы R 18, R21 обеспечивают надежное удержание транзисторов VT3, VT4 закрытыми в отсутствие тока базы.

    В устройстве вместо КТ608Б можно применять любые транзисторы из серий КТ603, КТ608, КТ3117, КТ815; вместо КТ503Б-КТ315, КТ501, КТ503, КТ3117 с любыми буквами; вместо КТ814Б -любой из серий КТ814, КТ816, КТ818, КТ837 и вместо КТ825Г -любой из этой серии. Оптопары U1,U2 годятся любые из серий АОТ101, АОТ110, АОТ123, АОТ128, может лишь потребоваться уточнение сопротивления резисторов R3 и R23 по надежному открыванию фототранзисторов. В качестве оптопары U3 можно использовать оптронные тиристоры Т02-10, Т02-40, ТСО-10. Диодный мост VD1 может быть также типов КЦ402, КЦ405 с буквами А-В.

    Стабилитрон VD2 желательно использовать с небольшим температурным коэффициентом напряжения, например, Д818 с другими буквами. Оксидный конденсатор С1 - К50-16, К50-35, К50-29; С2, СЗ -КМ-бб, К10-23, К73-17. Подстроечные резисторы R9, RIO - любые многооборотные, например, СП5-2. Резистор R19 - типа ПЭВ мощностью 10 или 15 Вт. Остальные - МЛТ, ОМЛТ, С2-23. Кнопка SB1, переключатель SA1 - любого типа, например, КМ2-1 и МТ1.

    Зарядное устройство ЗУ, являющееся источником зарядного тока, обязательно должно иметь на выходе пульсирующее напряжение -это необходимо для нормальной работы узла на оптопаре U1.

    Большая часть элементов устройства установлена на печатной плате. Оптопара U3 и транзистор VT4 установлены на радиаторах с поверхностью охлаждения 100... 150 см^2. Плата установлена в любом корпусе подходящих размеров (например, 260 х 100 х 70 мм). Соединения, по которым протекает ток зарядки и разрядки, должны быть выполнены проводами сечением не менее 2 мм^2. Провода, соединяющие устройство с аккумуляторной батареей, желательно выбрать гибкими.

    Для налаживания устройства потребуются источник постоянного напряжения, регулируемого в пределах 9...15 В и током не менее 0,6 А, и вольтметр.

    Зарядное устройство и лампу EL1 временно отключают от устройства, а вместо аккумулятора подключают источник постоянного напряжения. Установив по вольтметру напряжение 10,5 В, подстроечным резистором R 10 устанавливают нижний порог срабатывания компаратора, а затем, установив напряжение 14,2...14,5 В, подстроечным резистором R9 устанавливают верхний порог. О срабатывании компараторов таймера судят по зажиганию светодиодов HL1 и HL2.

    Если имеется осциллограф, его вход подключают параллельно резистору R9, и при подключенном аккумуляторе и при поданном напряжении сети наблюдают кратковременное периодическое увеличение напряжения на выводе 6 микросхемы DA1, соответствующее моменту прохождения сетевого напряжения через нуль. При отсутствии осциллографа можно обойтись вольтметром, который также подключают к резистору R9. На нем замеряют напряжение, когда сетевое напряжение подано на мост VD1 через резистор R1, а затем напряжение сети отключают. Напряжение на резисторе R9 должно несколько увеличиться. В противном случае следует проверить исправность оптопары U1.

    На этом настройку можно считать законченной.


    Смотрите также