Зарядное устройство с регулировкой выходного тока и напряжения

Зарядное устройство с регулировкой выходного тока и напряжения

Зарядное устройство с цифровой индикацией тока и напряжения.

Автор: Кравцов В.Н.

Источник: kravitnik.narod.ru

Приведенная ниже схема зарядного устройства содержит встроенный цифровой блок индикации зарядного тока и напряжения на аккумуляторе. Устройство может служить полнофункциональным лабораторным источником питания для ремонта различной техники и макетирования различных конструкций при их разработке. В основе схемы — ключевой стабилизатор тока и напряжения на широко распространённой специализированной микросхеме TL494. Схема дополнена блоком цифровой индикации тока и напряжения и нормирующим усилителем напряжения токо-измерительного шунта R25, R21.
На R24 необходимо подобрать такой коэффициент усиления, при котором выходное напряжение усилителя численно будет равно протекающему через шунт току — при токе через шунт 6,00 А напряжение выхода должно составлять 0,600 В. Подстроечным резистором R22 устанавливают точное значение коэффициента усиления.

Блок цифровой индикации требует настройки с применением внешнего цифрового мультиметра. Путём подбора резисторов R4 (R4.1+R4.2) и R7 добиваются уровня напряжения на выводе 36 микросхемы DA3 равным 1,000 В. Подбором резисторов R27 и R26 добиваются значения коэффициента деления, равным 10.00, чтобы при выходном напряжении , например 15,00 В, в точке соединения резисторов напряжение было равно 1,500 В . Для облегчения настройки резисторы R7 и R26 можно заменить проволочными многооборотными подстроечными резисторами, но это потребует изменения конфигурации печатной платы. При точной настройке всех прецизионных элементов блок цифровой индикации может отображать выходное напряжение в пределах 0 . 19,99 В и ток от 0 до 19,00А. Подбором резистора R5 добиваются установки требуемого верхнего предела выходного тока. Переменный резистор R6 может иметь любой номинал от 100 Ом до 100К, но соответственно его номиналу потребуется подобрать R5 . Подобрав сопротивление резистора R19 , можно повысить максимальное выходное напряжение до 19,99 В ( это важно для лабораторного блока питания), а совсем удалив резистор R15 — снизить нижний порог выходного напряжения до 2 , 5 В. Переменный резистор R18 тоже может иметь любой номинал, но соответственно его сопротивлению потребуется подобрать резистор R19 . Особое внимание следует уделить изготовлению дросселя L1 , т.к. от его характеристик зависит КПД устройства. Так как в процессе работы происходит намагничивание магнитопровода постоянным током — из-за насыщения индуктивность его сильно зависит от протекающего тока. С целью уменьшения влияния подмагничивания на индуктивность, предпочтительней использовать альсиферовые магнитопроводы с малой магнитной проницаемостью, насыщение которых происходит при значительно больших магнитных полях, чем у ферритов. Если используется Ш- образный или П — образный магнитопровод, в местах сопряжения половинок необходимо установить текстолитовую прокладку толщиной около 1 мм. Можно использовать магнитопроводы от импульсных трансформаторов блоков питания телевизоров или строчных трансформаторов. Очень хорошо подходят броневые сердечники больших типоразмеров и стержневые сердечники с боковыми щёчками. С худшим результатом можно использовать кольцевые ферритовые или альсиферовые магнитопроводы диаметром не менее 40 мм. и толщиной 10 мм. — если кольцо удастся разрезать и соединить половинки с фиксированным зазором — это улучшит технические характеристики. Обмотку наматывают до полного заполнения окна магнитопровода проводом ПЭВ-2 1,5 мм или в два провода ПЭВ-2 1,0 мм . . Силовой диодный мост, ключевой выходной транзистор и диод VD3 следует через слюдяные прокладки укрепить на общем радиаторе площадью не менее 200 . 300 см2. Для увеличения КПД устройства при полностью настроенном зарядном устройстве подключают нагрузку, устанавливают максимальный рабочий ток, а в разрыв цепи эмиттера ключевого транзистора включают амперметр. Подбором резистора R 9 и конденсатора С6 изменяют частоту генерации микросхемы DA2 до получения минимального тока.
Ниже приведена печатная плата устройства:

Для скачивания более качественной копии печатной платы в натуральную величину кликните на рисунок. Силовой трансформатор, большие электролитические конденсаторы, переменные резисторы , шунт, схема питания на VD1, C1 , DA1 , силовые диоды и выходной транзистор являются внешними навесными элементами, не размещаемыми на печатной плате.

ЗУ на 12 В с регулируемым зарядным током

Как всегда неожиданно пришли холода и снова пришло понимание, что нужно купить для аккумулятора машины зарядный выпрямитель. Все знают, что мороз не нравится батареям, а потому подзаряжать их от сети 220 В приходится чаще. Решено было не инвестировать в дешевые китайские автозарядки из супермаркетов, а попытаться что-то сделать самому.

Зарядное устройство должно заряжать / перезаряжать аккумулятор в автомобиле и на мотоцикле. Предполагалось также, что регулировка тока зарядки будет относительно простой в исполнении, потому что не каждый понимает настройки всяких там HTRC T240. Чтобы плавно настраивать ток, можно использовать эту очень простую схему:

Здесь используются обычные резисторы 0.125 Вт, но решено было поставить 0.5 Вт, из-за высокого напряжения. Также добавлен в схему также второй предохранитель на вторичной стороне трансформатора (10 A) на всякий случай, конденсатор фильтра 2200 мкФ 25 В и вольтметр со шкалой до 20 вольт. Диодный мост KBPC2510. Остальное, как на принципиальной схеме.

Выбор трансформатора для зарядного

В гараже нашелся какой-то старый советский трансформатор 15 В 120 VA и решено было использовать именно его в качестве основы для сборки выпрямителя.

В целом выпрямитель работает очень хорошо. После подключения лампы H4 55/60w напряжение падает примерно до 12 В, и это тоже неплохо. Это первый вариант зарядного, во втором (сделанном на заказ) использовался тороидальный трансформатор 100W 11V 9A (предназначенный для питания галогенок), и после выпрямителя там получалось более 15 В на конденсаторе. Теоретически достаточно подключить к цепи вторичного питания (после диодов моста) конденсатор около 100 мкФ / 25 В и измерить напряжение на нем, если оно достигнет 16-17 В все нормально и вы можете безопасно построить на этом трансформаторе ЗУ к АКБ.

Важно: трансформатор должен давать номинальное напряжение 12 В при нагрузке, а не 12 В на холостом ходу — это напряжение слишком низкое. Если мы используем двухтактный выпрямитель — напряжение будет около 16 В. Использование диодов Шоттки даст еще больше прирост — до 17 В. Напряжение сетки также важно — если намного меньше 220 В — не будем иметь достаточного напряжения.

Если при нагрузке напряжение падает до 12-13 В, батарея не будет полностью заряжена. Для выпрямителя требуемое напряжение составляет около 16 В! Хотя правильное зарядное напряжение — 13,8 В — 14,4 В, рекомендуется с учётом просадки на пару вольт подавать выше.

Естественно при управлении симистором в первичной обмотке присутствует постоянная составляющая тока, приводящая к насыщению сердечника и многим другим нежелательным явлениям, таким как гудение трансформатора. Большинство трансформаторов, питающихся таким образом, имеют более-менее проявляющиеся подобные симптомы, но лишь немногие не подходят вообще. В конце концов их можно устранить или заметно ослабить (силовые резисторы). Или вообще изменить тип контроля зарядного тока на такой.

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

1. Aleksandr 16.12.2019

ЗУ на 12 В с регулируемым зарядным током… А какой элемент на схеме регулирует ток? ну так чисто поржать. Это обыкновенный регулятор напряжения, причем нужно постоянно находится рядом с АКБ и контролировать напряжение,понятно что при понижении напряжения будет уменьшатся и сила тока. И вообще индуктивная(трансформатор) нагрузка не любит когда ей на входе рвут синусоиду, начинает трещать и греться.

• 2 Схемы 16.12.2019

Не любит, но опыт показывает что на больших трансформаторах (более 50 ватт) регулируется без проблем.

Схемы зарядных устройств для шуруповерта на 12 и 18 вольт

Срок службы механической части аккумуляторного шуруповерта намного превышает период эксплуатации батареи и зарядного устройства. В случае с выходом из строя АКБ особой альтернативы нет. Аккумулятор подлежит замене, попытки восстановления далеко не всегда заканчиваются удачно и длительного эффекта не дают. Вышедшее из строя (или утерянное) зарядное устройство можно заменить самодельным блоком.

Принцип работы зарядного устройства

Зарядное устройство предназначено для пополнения энергией аккумуляторной батареи (или единичного элемента). Происходит это посредством пропускания постоянного (или импульсного однополярного) тока через АКБ. В гальваническом элементе (батарейке) химическая реакция, в результате которой возникает ЭДС, происходит самопроизвольно. В аккумуляторе эта реакция является возобновляемой и инициируется прохождением тока. Электрическая энергия превращается в химическую, а затем снова в электрическую.

Чтобы заставить процесс протекать, ток должен идти по направлению из источника к аккумулятору. Для этого выходное напряжение источника должно превышать напряжение на заряжаемом элементе, а ток заряда должен ограничиваться:

• на уровне 0,1-0,2С (номинальной емкости аккумулятора) – самый благоприятный режим для АКБ, но занимает много времени;
• в пределах от 0,2С до 0,35С – заряд происходит примерно в два раза быстрее, режим считается приемлемым;
• заряд током около 1С позволяет очень быстро пополнить запас энергии, но плохо влияет на срок службы АКБ – элемент может перегреться или выйти из строя даже в процессе зарядки.

Для NiCd и NiMH аккумуляторов в профессиональных зарядных устройствах применяется реверсивный режим – длительный импульс заряда чередуется с коротким импульсом разряда. Так снимается вредный «эффект памяти», снижающий фактическую емкость АКБ.

Кроме формирования постоянного тока и потребного напряжения, зарядное устройство должно позволять контролировать эти параметры с помощью встроенных вольтметра и амперметра, и иметь возможность их регулировки. Еще лучше поддерживать эти характеристики автоматически, формируя наиболее благоприятный режим заряда аккумулятора.

Виды электрических схем ЗУ

Сделать зарядное устройство для шуруповерта можно самостоятельно. Для этого понадобится схема, набор электронных компонентов, паяльник с расходными материалами и определенные навыки и квалификация.

Перед выбором схемы надо учесть несколько моментов:

• импульсное зарядное устройство легче, компактнее, у него выше КПД, но оно сложнее в сборке и наладке;
• если режим зарядки и контроль ее завершения будет поддерживаться автоматически, то для NiCd, NiMH и Li-ion аккумуляторов алгоритм будет различаться – для первых двух типов зарядка производится стабилизированным током, литий-ионный заряжается по двухступенчатой (в некоторых случаях – трехступенчатой) схеме.

Номинальный ток ЗУ определяется мощностью элементов силовой цепи (трансформаторов, диодов, транзисторов), и их надо подбирать в соответствии с необходимостью.

На 12 вольт

Схема простого зарядного устройства на 12 вольт, в котором параметры зарядки надо поддерживать вручную, не требует высокой квалификации для сборки и не нуждается в наладке.

Ток устанавливается потенциометром, параметры контролируются по амперметру и вольтметру. Трансформатор можно подобрать готовый, с напряжением на вторичной обмотке 12-15 вольт – например, ТПП-48 или ТПП-201-208. Параметры других элементов, от которых не зависит максимальный ток, указаны на схеме. Остальные выбираются в зависимости от потребного выходного тока.

По мере снижения зарядного тока его надо подстраивать до выбранного значения. Если производится зарядка током до 0,2С, процесс может занять до 16 часов, поэтому ручное поддержание параметров крайне неудобно.

Зарядные устройства с автоматическим поддержанием параметров и алгоритмами, соответствующими типу аккумулятора, часто строят на микроконтроллерах. Схемы и прошивки можно найти в сети.

Также зарядные устройства строят на специализированных микросхемах. В качестве примера приведена схема зарядного устройства на MAX713 для никель-кадмиевых аккумуляторов. Очевидно, что схема достаточно сложна, но она универсальна (для различных напряжений), имеет режим тренировочного цикла и обеспечивает оптимальный режим зарядки, а также своевременное ее завершение. Это приводит к увеличению срока службы батарей.

На 18 вольт

Принципиально схемы зарядных устройств для шуруповертов на 18 вольт не отличаются от 12-вольтовых. В большинстве случаев они приводятся к нужному номиналу настройкой параметров или (как в приведенной выше импульсной схеме) переустановкой перемычек. В схеме простого зарядного устройства достаточно применить трансформатор с большим выходным напряжением. Так, ТПП-209 имеет обмотку с напряжением 20 вольт. При его использовании можно заряжать 18-вольтовые аккумуляторы.

Основы по самостоятельному изготовлению

Независимо от предпочитаемого зарядного устройства, электронные компоненты надо расположить на плате и соединить согласно схеме. Самый простой способ – применить кусочек макетной платы (беспаечную применять категорически не рекомендуется – она не сможет обеспечить надежный контакт в течение длительного времени).

Важно! В зарядном устройстве циркулируют достаточно большие токи. Все соединения (особенно в силовых цепях) должны выполняться только пайкой. Скрутки недопустимы, они приведут к локальному перегреву или даже возгоранию. Разъемные соединения также надо минимизировать.

Единственный минус макетной платы – низкая эстетическая составляющая. Если это не устраивает будущего владельца, можно изготовить печатную плату в домашних условиях. Неплохие результаты дает метод ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Ее суть в том, что рисунок платы распечатывается на лазерном принтере на специальной (или просто глянцевой журнальной) бумаге.

Потом рисунок переводится с помощью утюга на медное покрытие заготовки из фольгированного материала и травится.

Более сложный способ – с фоторезистом (жидким или пленочным). Для его реализации потребуется ультрафиолетовая лампа. Зато возможности этого метода намного выше.

Вытравить плату можно в классическом растворе хлорного железа. Более доступна и удобна другая смесь:

• 100 мл аптечной перекиси водорода;
• 30 грамм порошка лимонной кислоты;
• 2-3 чайные ложки поваренной соли.

После травления любым способом плата промывается в большом количестве проточной воды, покрытие рисунка смывается растворителем. Плата сушится, в ней сверлятся отверстия, и после облуживания она готова к монтажу.

Рисунок платы можно разработать в бесплатной программе. Например, легко осваивается Sprint LayOut. При достижении определенной квалификации можно освоить более сложные программы для разработки печатных плат, но их придется приобрести или воспользоваться бесплатными версиями с урезанными возможностями (их достаточно, чтобы закрыть 90% потребностей домашнего мастера). При разработке платы надо предусматривать возможность установки мощных транзисторов и диодов на радиаторы. Для этого должно быть предусмотрено место на плате, либо элементы располагают на краю – чтобы привинтить их на внешние теплоотводы.

Рекомендуем к просмотру: Зарядное для шуруповерта из того, что было в доме.

Если схема позволяет крепить силовые элементы непосредственно на радиатор, то транзисторы или диоды надо сажать на теплопроводящую пасту. Если не позволяет – через изолирующие слюдяные или упругие прокладки. По окончании сборки надо изготовить корпус для устройства или сделать его самостоятельно. На передней панели располагают органы управления и индикации. Для подключения аккумуляторов можно смонтировать посадочное место с контактами от вышедшего из строя ЗУ.

Устройство для зарядки аккумуляторов шуруповерта несложно собрать самостоятельно. Схему (и, соответственно, уровень автоматизации) надо выбирать под собственную квалификацию.

Автомобильное зарядное устройство с регулировкой тока заряда

Сомневаетесь в выборе зарядного устройства Автомобильное зарядное устройство с регулировкой тока заряда ? Наш специалист Вам поможет!

Для этого, оставьте свой номер телефона:

• 125 руб.

• 190 руб.

• 82 руб.

• 110 руб.

• 75 руб.

• 90 руб.

• 104 руб.

• 73 руб.

• 110 руб.

• 114 руб.

• 73 руб.

• 70 руб.

Сомневаетесь в выборе зарядного устройства Автомобильное зарядное устройство с регулировкой тока заряда ? Наш специалист Вам поможет!

Для этого, оставьте свой номер телефона:

• 75 руб.

• 90 руб.

• 70 руб.

• 83 руб.

• 64 руб.

• 60 руб.

• 199 руб.

У нас 40+ магазинов/пунктов самовывоза по Беларуси

Бесплатная доставка в любой населенный пункт.

Уникальный идентификационный номер автомобиля, содержащий информацию о производителе и характеристиках транспортного средства. VIN-код состоит из 17 символов (латинские символы и цифры).

Например: WVGZZZ00000000000
Телефон Viber Telegram
Телефон Viber Telegram

Инструкция по онлайн оплате

На странице оформления заказа в пункте «Способ оплаты» необходимо выбрать пункт — «Оплата картой онлайн»

На странице оформления заказа в пункте «Покупатель» необходимо заполнить обязательные поля — Ф.И.О и номер телефона

На странице оформления заказа необходимо нажать кнопку оформит заказ

После нажатия кнопки «Оформить заказ» вас перенаправит на стрницу на которой будет кнопка:

Если окно с кнопкой для перехода к оплате не открылось автоматически , нажмите на кнопку «Оплатить заказ»:

После нажатия кнопки оплатить вас перенаправит на страницу агрегатора платежей https://checkout.bepaid.by/

Здесь вам необходимо ввести данные с Вашей карточки и нажать кнопку «Оплатить»

1akb — найдете дешевле — купим у Вас!

Не знаете какой аккумулятор выбрать? Позвольте Вам помочь.

Для этого, оставьте свой номер телефона:

© 2015—2021 Все права защищены

Частное предприятие «БатКонтактГрупп»
Беларусь, Минск, ул. Ваупшасова д.10 пом.159 УНП 192434390 р/с BY10 MTBK 3012 0001 0933 0008 6415 в ЗАО «МТБанк» код MTBKBY22
Дата регистрации в Торговом реестре 29.07.2015 г. номером 279761
Свидетельство о государственной регистрации юридического лица: Минским горисполкомом 27 февраля 2015 года в Единый государственный регистр юридических лиц и индивидуальных предпринимателей внесена запись о государственной регистрации Частное предприятие «БатКонтактГрупп» с регистрационным номером 192434390

Номера уполномоченных рассматривать обращения покупателей в соответствии с законодательством об обращениях граждан и юридических лиц: отдел торговли и услуг администрации Партизанского р-на г. Минска:
+375 17 373-74-56, +375 17 374-39-73.