Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Импульсные зарядные устройства самодельные


Эволюция импульсных зарядных устройств для автомобильного аккумулятора на основе AT/ATX.

РадиоКот >Схемы >Питание >Зарядные устройства >

Эволюция импульсных зарядных устройств для автомобильного аккумулятора на основе AT/ATX.

В инструкциях по эксплуатации к первым отечественным автомобилям было написано, что аккумулятор нельзя эксплуатировать летом (начинать заводить автомобиль и двигаться) при заряде менее 50%, и зимой менее 75%. Проанализируем, почему аккумулятор в некоторых случаях не будет успевать полностью заряжаться. Например, на улице зима, вам нужно за день съездить в 3-4 места, на улице -25, двигатель остывает уже через 15 мин, а перерывы межу поездками 1-3 часа. Уже темно и вы пользуетесь фарами, а также подогревом сиденья и стекол. В результате все это дело потребляет не менее 400- 500 ватт. Генератор дает ватт 800 и у вас остается ватт 300 (в теории) на зарядку аккумулятора. 300 ватт при 14 В в бортовой сети автомобиля это примерно 20 А. Так вот полностью разряженный аккумулятор с емкостью, например, в 52 Ач даже в теории полностью может зарядиться не быстрее чем за 3,5 часа (70 Ач химической емкости 3,5 часа * 20 А). А реально ток заряда никогда не достигнет значения 20 А, в первые минуты зарядка будет происходить током 10-15А, а далее 3-5А. В результате аккумулятор не успевает зарядиться по пути до ближайшего места стоянки. Конечно, он не полностью разряжен. Давайте посчитаем, насколько он разряжается стартером в зимнее время. При температуре -25 общее время работы стартера составит от 30 сек до 5 мин, например ваш стартер в общей сложности проработал 3 мин в день. Стартер потребляет при такой температуре двигателя в среднем 250А (при пуске может и 900А), при этом за 3 мин расходуется 360 часа * 250А = 12,5 Ач. Это много или мало? Как отмечалось выше, у аккумулятора есть химическая емкость и полезная. Химическая - это та, что запасается в химической реакции, а полезная, та, что расходуется на нагрузку. Естественно, что часть энергии при разряде в виде тепла теряется на самом аккумуляторе и полезная емкость зависит от нагрузки и температуры. Например, разряжаете аккумулятор в течении 10 часов при +25 градусах - его емкость становится 52 Ач (а химическая около 70), если разряжаете за час в тепле - его емкость падает до 35 Ач, остальные 35, от химической, идут на нагрев самого аккумулятора. Если же разряд идет при -25, то сопротивление электролита возрастает, и на самом аккумуляторе тепла теряется еще больше. Реальная емкость на морозе может составить 60% от номинальной, т.е при стартерном режиме 35*0,6= 21 Ач. Так много ли потраченных 12,5 Ач для работы стартера за день? В этой ситуации самым не приятным является то, что химическая емкость не меняется. И для того чтобы зарядить аккумулятор надо потратить в любой ситуации 70 Ач. Покрутили 3 минуты стартер, потратили 12.5 Ач (60 % емкости), вернуть придется 40 Ач. Если же вы не ездите по 4 часа до гаража, не стоите с работающем двигателем в морозы во многочасовых пробках, то ваш генератор не в состоянии обеспечить полный заряд аккумулятора, поэтому его и необходимо периодически дозаряжать.

Конечное напряжение заряда при температуре 20 градусов Цельсия равно 2.25-2.3 вольта на элемент батареи. Для батареи с номинальным напряжением 12 В (6 элементов) конечное напряжение заряда равно 13.5-13.8 В. Если батарея эксплуатируется при других температурах, то для увеличения ресурса батарей рекомендуется уменьшать конечное напряжение заряда до 2.2-2.25 В/эл при температуре 40 градусов и увеличивать напряжение до 2.35-2.4 В при температуре 0 градусов. Применение такой температурной компенсации зарядного напряжения позволяет увеличить ресурс батареи при 40 градусах Цельсия на 15 %. Но чтобы аккумулятор заряжался нужно выходное напряжение зарядного поднять хотя бы на один вольт выше максимального напряжения заряженного аккумулятора (напряжение примерно 15,8 вольта). Для полного заряда разряженной батареи рекомендуется проводить заряд в течение 24 часов. Если необходим более быстрый (в течение 8-10 часов) заряд батареи в случае циклического режима эксплуатации, конечное напряжение заряда увеличивают до 2.4-2.48 В/эл (при 20 градусах Цельсия) и обязательно ограничивают время заряда в соответствии с остаточным зарядом батареи перед зарядкой. Следует отметить, что потенциал электрохимической поляризации свинца примерно при 65С падает до нуля, и выше этой температуры аккумулятор не может существовать, т.е. его невозможно будет зарядить, так как на "-" будет идти исключительно побочная реакция, при которой будет восстанавливаться только водород, да и сам свинец начнет реагировать с серной кислотой. Подача на аккумулятор при заряде напряжения ЭДС в 2В + потенциал электрохимической поляризации 1,3В (примерно 3, 3В на ячейку) также ведет к полному смещению процесса к побочным реакциям. При эксплуатации для сведения к минимуму побочного газообразования и скорости коррозии положительных пластин подаваемое напряжения на элемент не следует делать выше 2,4В на ячейку. Если точнее, то максимальное напряжение заряда 2.33 В на банку при +25С. Температурный коэффициент 0,002 Вград. Т.е. зимой при -25 это будет составлять на каждую банку плюс 50град.*0.002 Вград = 0.1 В . Батарею из 6 банок летом надо заряжать напряжением не выше, чем 2,33*6=13,98 В, а зимой (2,33+0,1)*6= 14,58В. При этом, ни какого специального ограничения тока иили времени заряда не требуется. Ток будет ограничиваться естественным образом, за счет сопротивления проводников и переходного сопротивления на клеммах. А жестко заданное напряжение не приведет к закипанию аккумулятора и не создаст условий для повышенной коррозии положительных пластин. Фактически это будет эквивалентно заряду аккумулятора генератором в бортовой сети. И теперь самое важное, на что никогда не акцентируется внимание. Все эти напряжения являются максимальными (пиковыми), и справедливы для зарядных устройств с ограничением максимального напряжения, т.е. стабилизированных источников питания. Многие зарядные устройства не ограничивают напряжение, а регулируют мощность, отдаваемую в батарею. Действующее значение напряжение, которое будет показывать вольтметр может быть и меньше указанных 14 В, но аккумулятор будет кипеть и плохо заряжаться. Потому что часть времени подводимое напряжение будет превышать норму в 14 В, и большая часть подводимой мощности уйдет на электролиз воды и разрушение анода электрода, а оставшуюся часть периода напряжение будет ниже 14 В, ток будет равен 0. Вольтметр на зарядном устройстве может показывать и 11 В, но аккумулятор при этом будет кипеть и едва заряжаться. В нашем зарядном устройстве аккумулятор почти не кипит и хорошо заряжается. Огромный плюс зарядных устройств с ограничением пиковых напряжений - это возможность ставить аккумулятор на заряд не отключая клеммы аккумулятора от бортовой сети. При этом электроника не сбрасывается, крепления клемм не снашиваются, а времени на периодический подзаряд уходит минимум (открыл капот, поставил на заряд минут на 10-15). Зарядка автомобильного аккумулятора при постоянном напряжении: при этом методе, в течение всего времени заряда напряжение зарядного устройства остается постоянным. Зарядный ток убывает в ходе заряда по причине повышения внутреннего сопротивления батареи. В первый момент после включения, сила зарядного тока определяется следующими факторами: выходным напряжением источника питания, уровнем заряженности батареи и числом последовательно включенных батарей, а также температурой электролита батарей. Сила зарядного тока в первоначальный момент заряда может достигать (1,0-1,5)С20. Для исправных, но разряженных автомобильных аккумуляторов такие токи не принесут вредных последствий. Несмотря на большие токи в первоначальный момент зарядного процесса, общая длительность полного заряда аккумуляторных батарей приблизительно соответствует режиму при постоянстве тока. Дело в том, что завершающий этап заряда при постоянстве напряжения происходит при достаточно малой силе тока. Однако, заряд по такой методике в ряде случаев предпочтителен, так как он обеспечивает более быстрое доведение батареи до состояния, позволяющего обеспечить пуск двигателя. Кроме того, сообщаемая на первоначальном этапе заряда энергия тратится преимущественно на основной зарядный процесс, то есть на восстановление активной массы электродов. При этом реакция газообразования в аккумуляторе еще не возможна. Итак, зарядка при постоянстве напряжения позволяет ускорять процесс заряда аккумуляторов при подготовке к использованию.

Различных зарядных устройств на основе блока питания гуляет по просторам интернета немало. Вот решил поведать и я об истории развития своей схемы зарядок. Схема создавалась для того, чтобы наш котомобиль в морозы зимой все же продолжал ездить на авто, а собрать мог каждый желающий, мало-мальски радиокот. Основной упор в схемотехнике зарядных устройств -простота переделки. В наш век "китайтизации" электроники и электронной промышленности зачастую проще, дешевле и доступнее взять готовый AT/ATX блок питания и переделать его под любые свои нужды, нежели купить отдельно силовой трансформатор, диоды на мост, тиристор и прочие детали. Сначала поведаю о самом простом (ну уже проще просто не бывает!!!) и надежном зарядном на основе AT блока питания, без индикатора тока (хотя амперметр никто не мешает поставить).

Ну, вот блоков для переделки вы уже поднасобирали, тогда начнем-с пожалуй:

Подходим поближе и отыскиваем блоки АТ

Эх, наконец-то раздобыли. Разбираем и смотрим на плату. Для нашей схемы берем самого распространенного китайца, собранного на TL494. Его моем, чистим, сушим и смазываем кулер.

Надо сказать небольшое отступление. О качестве комплектующих для АТ и АТХ блоков. Хочу сказать о важном элементе схемы - фильтрующий конденсатор 310 вольт в первичной цепи. От него зависит не только такой параметр как пульсации выходного напряжения с частотой сети под большой нагрузкой, но и, что очень важно - нагрев самих выходных ключей. Если емкости не хватает, то им приходится работать до 35% своего времени на большей ширине импульса, чем при нормальной емкости, так как среднее средневыпрямленное напряжение уже не 310 вольт, а 250 - 260 вольт напряжение, за счет пульсаций. Контроллеру приходится отрабатывать такие провалы, увеличивая ширину и время открытого состояния транзистора. Следовательно, им приходится работать на большем токе, чем при достаточной емкости. Больше ток - больше нагрев - меньше кпд. (Он и так небольшой 60 - 75% в зависимости от блока). Проведя некоторые измерения более древних и очень старых АТ блоков питания и более новых АТХ выяснилось - китайцы совсем совесть потеряли. Если раньше ставили конденсаторы - как на нем написано,

так оно и есть. То теперь 50% допуск всегда в минус. Перебрал сотни блоков: Написано 470МКФ, выпаиваешь замеряешь - 300 -330МКФ, даже новый конденсатор - та же история.

Ну, да и ладно, пусть пишут что хотят: Ну, а нам необходимо заменить в АТ блоке, на основе которого мы будем строить зарядку 200МКФ на эти самые 330МКФ, или еще лучше 470МКФ (настоящих 470). Транзисторам легче будет.
С дросселями та же история. АТ дроссель:

АТХ дроссель:

Не домотаны, и кольцо меньше... Следствием уменьшения индуктивности дросселя групповой стабилизации будет акустический свист на малых токах (1-2 ампера). Индуктивность этого дросселя рассчитывается, исходя из режима непрерывности тока через него при минимальных нагрузках. При включении блока, он сразу выходит на мощность не менее 150Вт (зависит от компьютера). Через дроссель протекают определённые токи, не менее какой то величины. Дроссель можно рассчитать на это минимальное значение тока, но тогда, при включении без нагрузки, ток через дроссель станет прерывистым, что повлечёт за собой некоторые неприятности... Схема ШИМ регулирования рассчитана для случая непрерывности тока, по этому, при прерывистом токе, регулирование будет сбиваться, дроссель будет петь, напряжения на выходах будут прыгать, вызывая дополнительные токи перезарядки электролитических конденсаторов... Конечно, в данном случае нам на помощь придет цепь RC коррекции обратной связи (некоторые расчеты ниже), но притуплять скорость реакции на изменение напряжения бесконечно нельзя, В какой-то момент TL494 при КЗ просто не успеет снизить ширину импульса и транзисторы выйдут из строя. Этот процесс достаточно быстрый. Поэтому с этим нужно быть осторожнее. Ну ладно, это было лирическое отступление. Продолжим с зарядным устройством.

Схема с мягкой характеристикой зарядного тока.

Плата стандартного АТ блока. Смотрим на схему, что надо выпаять (а выпаять надо много-много лишнего), а что запаять, чтобы получить самую простую зарядку для аккума. Схема взята стандартная, стандартного блока АТ и номиналы уже установленных элементов могут существенно отличаться от ваших. Менять их на указанные на схеме НЕ НАДО! Выпаиваем только ставшие ненужными защиты от перенапряжения, канал 5 вольт, канал -12 вольт. В общем, согласно схеме, оставляем следующее.

В итоге чтобы получить полноценную, регулируемую зарядку на 10 ампер и 15,8в с управляемым от тока нагрузки вентилятором, надо добавить всего восемь деталек!!! А именно: заменить два электролита, добавить шунт очень приближенного сопротивления 0,01ома -0,08 ома (например, три сантиметра шунта с китайского мультика - работает отлично). Фото исходного шунта (Авторский донор снят с советской Цэшки):

Резистор на 120ом, на 3,9к, и примерно 18к, переменный резистор на 10к, конденсатор на 10 нано и перевернуть обмотку на дросселе по каналу -5 вольта для вентилятора. Только не забудьте, что вентилятор теперь подключать надо так: красный на корпус, а черный на -5:.-12в. Шунт припаиваем в разрыв косички с силового трансформатора. Когда будете настраивать резистор на 3,9к то его сопротивление подберите по току заряда 10 ампер на реальном аккумуляторе. Вы не поверите - это всё! Это просто небывалая простота переделки практически уже металлолома во вполне достойную вещь! Если диоды по каналу +12в у Вас изначально стояли FR302, то надо заменить на более мощные, например выпаять из более современного ATX блока питания. Причем короткого замыкания он не боится - входит в ограничение тока. А вот переполюсовка подключения к аккумулятору приведет к большому ба-баху! Про "НОУ-ХАУ", уникальную защиту от перегрузки и короткого замыкания, в конце статьи. Цветными кружочками и линиями обозначены добавленные дополнительные элементы.

Настройка: Все включения до полной настройки проводить включая в сеть только последовательно с лампочкой накаливания 60 ватт. Проверяем монтаж.
Настройка канала напряжения. Подключаем крокодилами мультиметр в режиме измерения напряжении на диапазоне до 200вольт. Включаем в сеть. Напряжение на выходе должно быть в пределах 16 вольт плюс/минус 4 вольта. Если что-то около 5 вольт, значит забыли заменить резистор в цепи контроля напряжения (1 вывод TL494) на 18к. Если около 23-25в, и постепенно без нагрузки нагреваются выходные ключи, то значит в цепи контроля напряжения (1 вывод TL494) обрыв или сопротивление 18к слишком большое, и блок вышел на полную ширину импульса и все равно не может набрать напряжение, для включения обратной связи. Настраиваем подбором этого резистора на напряжение примерно 15,8 - 16,2 вольта. Если вы выставите 14,4 в то акум через примерно 1 час перестанет у вас заряжаться вообще (проверено многократно на разных аккумуляторах).
Настройка канала тока. Резистор включенный последовательно с регулятором тока временно меняем на подстроечник 22к выставляем его в положение минимального сопротивления. Подключаем крокодилами мультиметр в режиме измерения тока на диапазоне 10 ампер. Включаем в сеть блок через лампочку. Если лампочка вспыхнула и продолжает ярко светиться, значит что-то напутали, проверяем монтаж. Если амперметр показывает ток в пределах от 1 до 4 ампер то все нормально. Выставляем переменный резистор в режим максимального сопротивления, а подстроечным резистором настраиваем ток 15 -16 ампер. Иногда лампочка не дает так настроить, поэтому настройте примерно такой ток. Теперь подключив на выход разряженный аккумулятор и амперметр последовательно, убираем лампочку и включаем в сеть. Подстроечным резистором подстраиваем более точно ток, но уже 10 ампер. Затем подстроечник выпаиваем, меряем и впаиваем постоянный резистор такого же сопротивления. Вентилятор охлаждения должен вращаться с оборотами пропорционально току. Если на максимальном токе или коротком обороты слишком велики (напряжение выше 20 вольт), то необходимо отмотать витков 10 с обмотки минус 5 вольт канала питания вентилятора Напряжение на вентиляторе при подобранных витках должно быть от 6 вольт до 17 вольт. Все, на этом настройка закончена.
В итоге на выходе сборочного стола получаем такое зарядное устройство. И даже с корпусом практически никаких слесарных работ не нужно. Выходные/входные провода выведены сзади через пластмассовые разъемы. Таких зарядных в свое время было сделано десятки, и все работают до сих пор :-).

Далее приспособим сюда индикатор тока на светодиодах или на люминесцентном индикаторе, кому, как нравится. В итоге чтобы получить на выходе такое симпатичное зарядное устройство, надо всего совсем немного доработать нашу схему. На люминесцентном индикаторе:

На светодиодах:

И корпус без покраски, индикатор на КТ315И.

Если всё устраивает, то тогда продолжаю мурлыкать по теме. Для измерения тока с более менее сносной точностью, нужно собрать усилитель напряжения с шунта на LM358 и сам индикатор на двух LM324 или на КТ315-х и всё :-). Приведу схему отдельно усилителя, с простой платой, и отдельно самого индикатора. Крепить внутри лучше и проще. Индикаторов два варианта.

Схема усилителя. Диод D1, резистор R3, конденсатор С3 интегрирующая цепь, так как на входе пульсирующее напряжение отрицательной полярности, а нам надо на выходе получить постоянное напряжение пропорциональное току. Настройка: обязательно проверить 12 вольт, часто попадаются бракованные КРЕН-ки, затем резистором R2 калибруют показания индикатора по мультиметру. Резистором регулировки тока выставляете максимальный ток и резистором настраиваете, чтобы только-только зажегся, последний светодиод. Конденсатор С3 работает как интегратор и задает плавность спадания показаний индикатора.
Фото собранных плат усилителей напряжения с шунта (подстроечные сопротивления еще не запаяны).

Схема индикатора на КТ 315. Конечно, "прошлый век" и все такое, скажите Вы, но, а если их в наличии 3 литровая банка. Куда прикажите девать? Выбросить? А SMD-шные транзисторы надо идти на базар и купить, а места в корпусе все равно много. Сверлить отверстия под 315 тоже не надо. Но все же на ваш выбор, схема не критична к выбору транзисторов, хоть МП10 запаяйте, все равно будет работать.

Количество транзисторов и светодиодов можно уменьшить, например до 6 шт., но когда много, то красивше. Фото собранной линейки, пока еще без впаянных светодиодов.

И более ранняя разводка

Эмитерный повторитель можно и не запаивать, а включить напрямую, работает и без него, только спадают показания быстро, а не плавно по одному светодиоду. Иногда на некоторых экземплярах требовалось включать прямо включенный диод, типа КД522, между выходом усилителя и линейкой. Это было необходимо, когда при нулевом токе светились один - два первых светодиода. Налаживание линейки. Правильно собранный без ошибок индикатор работает сразу. Подключаем на вход переменный резистор - бегунок ко входу, правый конец резистора на +, левый на -. Подаем питание, вращаем резистор и смотрим на светодиоды, должны поочередно вспыхивать и гаснуть. Данный индикатор обладает существенной нелинейностью показаний (сначала завал и посередине бывают горбы), но для зарядного вполне подойдет. Просто при настройке значение каждого светодиода отмаркируете.
В схеме блока на плате надо добавить источник 6...8в для светодиодной линейки. Для люминесцентного индикатора добавлять этот источник не надо.

Фото собранной зарядки по вышеприведенным схемам, но на блоке ATX (разницы с АТ особой нет, отличие что питание TL494 питается от дежурки):

Фото крепления платы усилителя. Припаивается в основную плату выводами: корпус и +22в.

Далее приведу схему индикатора на операционных усилителях. В качестве самого индикатора лучше использовать люминесцентный индикатор (схема проще). Если использовать светодиоды, то надо будет добавить еще 8 резисторов по 2к и подключать катодами на корпус. Принцип работы прост. Схема в настройке не нуждается, кроме подбора резистора в цепи накала.

В данной схеме используется два счетверенных усилителя, для формирования восемь уровней индикации. Операционные усилители, используемые в этой схеме - LM324 (Или LM393 если используете светодиоды. Тогда подключаем их аноды на +, а катоды каждый на свой выход). Это довольно распространенная ИМС и найти ее не составит труда. Резисторы R2:.R10 образуют делитель, задающий пороги срабатывания каждого усилителя. Усилители работают в режиме компараторов.
Фото собранного индикатора тока на люминесцентный индикатор

Крепится к передней стенке с помощью термоклея пистолетом или паяльником.
Вышеприведенная схема имеет мягкую характеристику зарядного тока. Ток снижается плавно на протяжении всего времени заряда (Как в автомобиле).

Теперь рассмотрим схему с жесткой характеристикой зарядного тока.
Здесь ток снижается более круто и только к концу заряда. На протяжении основного времени ток стабильный. Здесь нам потребуется уже АТХ блок питания. Нововведение коснулось и защиты от переполюсовки и короткого замыкания. В данном зарядном шунт установлен по минусовой шине, поэтому необходимо разрезать соединение платы с корпусом блока. Если этого не сделать то при случайном касании плюсовым проводом металлического корпуса блок питания придется ремонтировать (менять джентльменский комплект - предохранитель, мост, пара MJE13007, резисторы 10 ом базовые :-)). Схема содержит усилитель напряжения с шунта, компаратор с обратной связью на конденсаторе ( о конденсаторе и его расчетах ниже) для более плавной работы и для устранения перерегулирования и любая из рассмотренных выше линеек индикаторов, но предпочтительней на LM324. В данном случае управление микросхемой TL494 осуществляем через вывод 4, как имеющий самое маленькое усиление и следовательно саму малую реакцию на изменение напряжения на его входе, а не 3, 1,16. При управлении через 4 вывод вся схема зарядного работает устойчиво, отсутствуют возбуждения, перерегулирования, нет нагрева выходных транзисторов.

Теперь немного теории. Для устойчивой работы замкнутых обратными связями преобразователей, необходимо, чтобы коэффициент усиления разомкнутого контура стал меньше единицы до того, как фазовый угол достигнет значения -180 гр. Кроме того, в области среза должен быть сформирован наклон ЛАХ (логарифмическая амплитудная характеристика) разомкнутой системы -20дБ/Дек, а в области низких частот коэффициент усиления должен быть достаточно большим для того, чтобы снизить погрешность при измерениях входного напряжения и тока нагрузки. Т.е. мы считаем частоту индуктора выходной емкости по формуле для LC. Потом для этой же частоты по формуле RC считаем сопротивление и емкость в цепи обратной связи. А если у нас выходной конденсатор низкого сопротивления, то по этой же формуле еще раз считаем следующий конденсатор и пару для него берем сопротивление из высокого плеча делителя выходного напряжения.

Правда там не сказано, от чего отталкиваться, выбирая соотношение для величины емкости и сопротивления. Т.е. знаем частоту, знаем формулу, но два неизвестных. А вот в этом

есть эмпирическая формула для подбора величины сопротивления в цепи обратной связи ОУ. R = 5800 * Cвых * Fперекрест * Vвых, где Fперекрест - численно принимается 1/10 от частоты работы преобразователя. Правда почему-то в 2й картинке они емкость считают отталкиваясь от 1/3 частоты LC, что вносит несуразицу, т.к. в 1й картинке считалось ровно по частоте LC. Но хотя бы примерный порядок для подбора величин эти данные дают.
Защита от переполюсовки и КЗ выполнена на двух транзисторах и светодиоде. Схема:

Настройка заключается в подборе R3 в зависимости от вашего шунта, и подборе R5 для ограничения максимального выходного тока на уровне 10 ампер. Доработки линеек индикаторов состоят только в установке и подстройке подстроечного сопротивления для диапазона отображения тока 3 - 10 ампер. Настройка канала тока. Резистор R5 временно меняем на подстроечник 10к выставляем его в положение максимального сопротивления. Подключаем мультиметр в режиме измерения тока на диапазоне 10 ампер. Включаем в сеть блок через лампочку. Если лампочка вспыхнула и продолжает ярко светиться, значит что-то напутали, проверяем монтаж. Если амперметр показывает ток в пределах от 0,2 до 1 ампер то все нормально. Выставляем переменный резистор R6 в режим максимального напряжения с бегунка, а подстроечным резистором настраиваем ток 10 ампер. Затем выпаиваем подстроечник, замеряем и впаиваем постоянный резистор такого же сопротивления. Работа и настройка канала напряжения аналогично первой схеме.
Доработки основной платы АТХ блока для схемы управления на LM358.

Доработки схемы линеек:

В схеме с операционными усилителями ставим Р1 и подбираем его или подбираем R2, а Р1 не добавляем, а подключаем напрямую.

Подробней остановимся на защите от переполюсовки и от короткого замыкания. Схема своего рода "НОУ-ХАУ", по простоте и надежности. Плюс в том, что не нужно использовать мощное реле, или тиристор, на котором падение напряжения около двух вольт. Схема как самостоятельное устройство может быть встроена в любое зарядное устройство и блок питания. Выход из режима защиты автоматический, как только устранится короткое замыкание или преполюсовка. При срабатывании светится светодиод "ошибка подключения".

Описание работы: При нормальном режиме напряжение через светодиод и резистор R9 отпирает VT1 и все напряжение со входа поступает на выход. При коротком замыкании или переполюсовке ток импульсно резко возрастает, падение напряжения на полевике и шунте резко увеличивается, что приводит к открыванию VT2, который в свою очередь шунтирует затвор исток. Добавочное отрицательное напряжение по отношению к истоку (падение на шунте) прикрывает VT1. Далее происходит лавинный процесс закрытия VT1. Светодиод засвечивается через открытый VT2. Схема может находиться в данном состоянии сколь угодно долго, до устранения замыкания.
Для зарядки дополнительно и мотоциклетных аккумуляторов можно добавить переключатель подключающий дополнительный подобранный резистор в цепи вывода 1 TL494. Конструкция будет универсальной если поставите переменный резистор. На выходе можно регулировать напряжение до 20 вольт.

Если поставить мост в выходном канале 12в, то тогда можно регулировать напряжение до 35 вольт. Дальнейшие доработки ограничены только фантазией.
Дабы не быть голословным, привожу фотки работы зарядного
Фото работы зарядного устройства. Ток зарядки 10 ампер.

Также разработаны и другие схемные решения. Продолжение следует...

Файлы:
Печатные платы в формате SL 5.0.

Вопросы, как обычно, складываем тут.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Общее представление о солнечном зарядном устройстве MPPT | Самодельные проекты схем

Здесь мы пытаемся понять фактическую концепцию схемы контроллеров солнечных зарядных устройств типа MPPt и узнать, как эти устройства работают.

Что такое MPPT

MPPT означает отслеживание точки максимальной мощности, концепцию зарядного устройства, специально предназначенную для получения высокоэффективного использования солнечной энергии.

Солнечные панели - отличные устройства, поскольку они позволяют нам использовать бесплатную электрическую энергию солнца, однако настоящие устройства не очень эффективны с их выходами.Как мы все знаем, мощность солнечной панели напрямую зависит от падающих солнечных лучей, поскольку она почти перпендикулярна к ней, обеспечивая хорошую эффективность, которая продолжает ухудшаться из-за наклонных лучей или положения падающего солнца.

Вышесказанное также зависит от облачности.

Более того, выход солнечной панели связан с непостоянными уровнями напряжения, что требует надлежащего регулирования для работы нагрузки, которой обычно является свинцово-кислотная батарея.

Свинцово-кислотные батареи или любые заряжаемые батареи потребуют правильно рассчитанного входа, чтобы они не повредились и не заряжались оптимально.Для этого мы обычно используем контроллер зарядного устройства между солнечной панелью и аккумулятором.

Поскольку напряжение на солнечной панели никогда не бывает постоянным и падает с падающим солнечным светом, ток от солнечной панели также ослабевает по мере ослабления солнечного света.

При вышеуказанных условиях, если солнечная панель подвергается какой-либо нагрузке напрямую, ее ток будет снижаться, что приведет к неэффективной выходной мощности.

Другими словами, эффективность панели максимальна, когда ее напряжение близко к указанному номинальному значению.Поэтому, например, солнечная панель на 18 В будет работать с максимальной эффективностью, когда она работает от 18 В.

И в случае, если солнечный свет станет слабее, и указанное выше напряжение упадет, скажем, до 16 В, все же мы могли бы работать с ним с максимальной эффективностью, если бы мы могли сохранить неизменными 16 В вольт и получать выход, не влияя или не понижая это напряжение.

На приведенном ниже графике показано, почему и как солнечная панель обеспечивает максимальную эффективность, когда ей разрешено работать с максимальным выходным напряжением.

Что такое точка максимальной мощности или точка перегиба

Обычные контроллеры солнечных зарядных устройств регулируют только напряжение солнечной панели и делают его подходящим для зарядки подключенного аккумулятора, однако они не выполняют регулирование панели правильно.

Обычный регулятор зарядного устройства, в котором для регулирования используются линейные ИС, не может предотвратить нагрузку на солнечную панель напрямую от подключенной батареи или инвертора или чего-либо еще, что может быть подключено в качестве нагрузки.

Вышеупомянутая ситуация имеет тенденцию к падению напряжения солнечной панели, соответственно, делая ее использование неэффективным, потому что теперь панель не может производить номинальный ток на нагрузку.

Так почему же эти зарядные устройства с линейным или ШИМ-регулятором не могут избежать нагрузки на солнечную панель, несмотря на то, что они чрезвычайно продвинутые, точные и правильные в своей работе? Как работают настоящие зарядные устройства MPPT?

Ответ на вышеуказанные вопросы нигде полностью не рассматривается в сети, поэтому я счел необходимым дать подробное объяснение разницы между обычными контроллерами зарядного устройства и фактическими MPPT.

Возвращаясь к вышеупомянутому вопросу, ответ заключается в том, что в зарядных устройствах с линейными регуляторами нагрузка напрямую связана с панелью, без промежуточного буферного каскада, что приводит к неэффективной передаче и рассеянию мощности.

В то время как в драйверах MPPT нагрузка подключается через промежуточный понижающий преобразователь, который эффективно изменяет условия питания нагрузки в зависимости от мощности солнечного света на панели, обеспечивая минимальную нагрузку на панель и максимальную подачу мощности на нагрузку.

В основном MPPT были разработаны для обеспечения того, чтобы чистая входная мощность постоянно передавалась на выходную нагрузку независимо от совместимости нагрузки с панелью.

Как топология Buck Boost помогает контроллерам MPPT максимизировать эффективность

Это в первую очередь достигается с помощью технологии слежения за импульсным повышением SMPS.

Таким образом, мы можем сказать, что это технология понижающего напряжения SMPS, которая составляет основу всех конструкций MPPT и обеспечивает чрезвычайно эффективную возможность настройки устройств регулирования мощности и питания.

В контроллерах зарядного устройства MPPT напряжение солнечной панели сначала преобразуется в высокочастотное эквивалентное пульсирующее напряжение.

Это напряжение подается на первичную обмотку компактного ферритового трансформатора хорошего размера, который генерирует требуемый уровень тока на своей вторичной обмотке, соответствующий указанной скорости зарядки аккумулятора.

Напряжение, однако, может не соответствовать напряжению зарядки аккумулятора, поэтому здесь используется обычный линейный регулятор для правильной фиксации уровня напряжения.

При вышеуказанной настройке аккумулятор остается полностью изолированным от солнечной панели и эффективно заряжается даже в плохих погодных условиях, поскольку теперь солнечная панель может работать, не влияя или не снижая доступное мгновенное напряжение при любых данных условиях.

Это помогает реализовать предполагаемый эффект отслеживания точки максимальной мощности, который представляет собой не что иное, как позволяет панели работать при минимальной нагрузке, но при этом гарантирует, что подключенная нагрузка получает полную мощность, необходимую для ее оптимальной работы.

Было бы интересно узнать, как SMPS предотвращает загрузку панели или любого источника непосредственно нагрузкой.

Секрет заключается в использовании ферритовой технологии. Ферритовые трансформаторы - это чрезвычайно эффективные магнитные устройства, которые эффективно насыщаются для эффективного преобразования входа в выход.

Возьмем, к примеру, обычный 2-амперный трансформаторный источник питания с железным сердечником и 2-амперный SMPS. Если вы загрузите два аналога полным током, равным 2 ампера, вы обнаружите, что напряжение на железном сердечнике существенно упало, тогда как напряжение SMPS упало лишь незначительно или, скорее, незначительно.... так что это секрет эффективности MPPT на основе SMPS по сравнению с линейным контроллером зарядного устройства MPPT на основе IC.

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Изготовление светодиодной лампы с помощью зарядного устройства для мобильного телефона

Мощную настенную светодиодную лампу вставного типа можно построить дома, используя несколько белых светодиодов и подключив ее к зарядному устройству для сотового телефона. Мощность зарядного устройства сотового телефона составляет около 6 В при примерно 500 мА.

Зачем использовать зарядное устройство для сотового телефона

Питание от зарядного устройства для сотового телефона может хорошо подойти, и его можно попробовать для питания белых светодиодных ламп. Приложение включает в себя некоторые важные типы, такие как схема светодиодной трубки, схема светодиодного настенного светильника, светодиодный светильник крыльца, светодиодная настольная лампа и т. Д.назвать несколько.

Выброшенное запасное зарядное устройство для сотового телефона и несколько недорогих светодиодов - это все, что вам нужно, чтобы сделать простой, но мощный светодиодный трубчатый светильник. Зарядное устройство для сотового телефона также можно использовать для освещения крыльца, настенного светильника в спальне или настольной лампы. Полная принципиальная схема прилагается здесь.

Симпатичную небольшую настенную схему с прохладной светодиодной трубкой можно построить, используя несколько белых светодиодов и использованный адаптер переменного тока для мобильного зарядного устройства. Использование зарядного устройства для сотового телефона делает устройство очень компактным и прекрасно подходит для установки на розетки.

Зарядные устройства для сотовых телефонов не новость для нас, и в настоящее время у всех нас, кажется, есть пара запасных. Это может быть в основном связано с тем, что всякий раз, когда приобретается новый сотовый телефон, зарядное устройство поставляется бесплатно в комплекте с телефоном. Эти устройства настолько долговечны и надежны, что в большинстве случаев зарядные устройства служат дольше, чем сотовые телефоны.

Эти запасные зарядные устройства для сотовых телефонов часто простаивают, и в какой-то момент мы, как правило, выбрасываем их или просто выбрасываем из дома.Для непрофессионала эти устройства могут быть мусором, но технический специалист может сделать из них настоящую жемчужину. В особенности человек, который может быть любителем электроники, очень хорошо знает, насколько ценным может быть зарядное устройство для сотового телефона, даже если оно не используется по прямому назначению.

Что такое зарядные устройства для сотовых телефонов и как они работают

Мы все видели, как зарядное устройство для сотового телефона работает или, скорее, используется для зарядки сотовых телефонов. Поэтому мы точно знаем, что это как-то связано с подачей какой-либо выходной мощности.

Верно, это на самом деле разновидность адаптеров переменного тока в постоянный, однако они невероятно эффективны по сравнению с обычным адаптером, который может использовать трансформатор для необходимых преобразований.

Зарядные устройства для сотовых телефонов способны обеспечить хорошие шесть вольт при значительном токе 800 мА. Это довольно много, учитывая размер и вес этих устройств.

По сути, зарядное устройство для сотового телефона - это высококачественный источник питания SMPS указанного выше номинального уровня. К счастью, белый светодиод также работает с потенциалами, которые вполне соответствуют указанным выше характеристикам.

Это побудило меня подумать об использовании запасного зарядного устройства для сотового телефона в качестве настенного светильника со вставной вилкой. Имейте в виду, что одно зарядное устройство может обеспечить достаточную мощность для поддержки не менее 30 нечетных чисел мощных высокоэффективных белых светодиодов. Это просто означает, что фонари можно использовать в качестве компактных светодиодных трубок, которые могут с комфортом заменить обычные лампы CFL и генерировать свет столь же хорошо. Без нагрузки зарядное устройство для сотового телефона может обеспечивать выходное напряжение до 10 вольт, которое может легко запитать пара светодиодов последовательно.Серия будет потреблять минимум 20 мА, однако, поскольку зарядное устройство может обеспечить хорошие 500 мА плюс ток, мы можем добавить еще 15 таких последовательностей параллельно, что сделает общее размещение около 30 или более светодиодов.

Детали, необходимые для предлагаемого зарядного устройства для сотового телефона Схема светодиодной трубки

Для создания предлагаемого проекта вам потребуются следующие детали:

    Резисторы серии
  • - все 68 Ом, 1/4 Вт Обычное запасное зарядное устройство для сотового телефона - 1 шт.
  • Белые светодиоды - 30 шт. для изготовления небольшой ламповой лампы или 10 светодиодов для изготовления настенного светильника для спальни и т. д. (см. текст)
  • Печатная плата - общего назначения или согласно спецификации проекта.

Подсказки по конструкции

Сконструировать этот светодиодный настенный светильник с помощью зарядного устройства для мобильного телефона несложно, поскольку для этого нужно только правильно закрепить светодиоды в рядах и столбцах, как показано на схеме. Вы можете использовать питание сотового телефона, чтобы зажечь любое число светодиодов, в зависимости от требований.

Например, если вы хотите сделать веранду для освещения веранды дома, то, вероятно, вам потребуется собрать не более 6 светодиодов.

Изготовление светодиодного светильника для спальни

Для создания светильника в прохладной спальне достаточно одного светодиода, вместо того, чтобы сидеть в полной темноте, этот свет можно использовать или включать во время просмотра телевизора или видео.

Для изготовления настольной лампы для чтения группа из 10 светодиодов обеспечит достаточно света для этой цели.

И, как обсуждалось выше, спускаемый светодиодный трубчатый светильник также может быть построен путем сборки 30+ светодиодов в сочетании с источником питания зарядного устройства сотового телефона.

Как припаять светодиоды

Для всех вышеперечисленных приложений основной режим пайки и крепления светодиодов остается прежним. Закрепите и припаяйте серию из двух светодиодов с последовательным токоограничивающим резистором и теперь продолжайте повторять эту серию столько раз, сколько захотите, в зависимости от типа лампы, которую вы пытаетесь построить.

После того, как вы закончите сборку этой схемы, вы можете перейти к соединению всех свободных концов резисторов, которые становятся одной из клемм питания, аналогичным образом соедините все оставшиеся свободные концы светодиодов, которые становятся другой клеммой питания устройства. Эти входы питания теперь просто нужно подключить к зарядному устройству сотового телефона.

Светодиоды должны немедленно включиться и дать желаемое свечение.

Теперь узел необходимо разместить в подходящем пластиковом корпусе в соответствии с индивидуальной спецификацией и предпочтениями.

Более простая конструкция

Ниже представлена ​​гораздо более простая конфигурация:

Поскольку оптимальное напряжение / ток от стандартного зарядного устройства составляет около 8 В / 1 ампер, имея 2 последовательно соединенных светодиода, мы можем подключить 61 такую ​​серию параллельно чтобы получить выходную мощность 8 Вт

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем сайта: https: // www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими новаторскими идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Преобразование SMPS в солнечное зарядное устройство

В сообщении объясняется, как преобразовать SMPS в схему солнечного зарядного устройства. Этот метод приведет к чрезвычайно эффективной и быстрой солнечной зарядке подключенного аккумулятора.

Солнечные зарядные устройства

SMPS

SMPS стали очень распространенными в настоящее время, и мы обнаруживаем, что они используются в виде адаптеров переменного тока в постоянный там, где это необходимо. Лучший пример - наши зарядные устройства для сотовых телефонов, которые на самом деле представляют собой компактные зарядные устройства SMPS 5V.

Солнечные зарядные устройства также становятся популярными в настоящее время, и люди постоянно ищут варианты в виде солнечных зарядных устройств, обладающих наиболее эффективным временем зарядки.

Солнечные панели или фотоэлектрические устройства обычно используются для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов, на полную зарядку которых уходит относительно много часов, к тому же при плохих условиях солнечного света дела становятся еще более медленными.

Для решения вышеуказанного условия или, скорее, для обеспечения более быстрой зарядки от солнечных панелей были разработаны специальные парящие зарядные устройства на основе MPPT, которые эффективно контролируют уровни максимальной точки мощности солнечной панели и создают наиболее эффективные условия зарядки для подключенной батареи.

В этой статье мы не будем обсуждать идеальный MPPT, но обсуждаемый метод даст вам возможность получить наиболее эффективный способ зарядки аккумулятора через солнечную панель.

Как было предложено в одной из моих предыдущих статей, посвященных пониманию солнечных зарядных устройств mppt для солнечных батарей , импульсный источник питания (SMPS), вероятно, является лучшим вариантом для его работы в качестве схемы солнечного зарядного устройства, поэтому здесь мы узнаем, как Сделайте дома схему солнечного зарядного устройства на базе smps.

Создание SMPS может быть довольно сложным и может потребовать значительного количества времени и знаний для реализации, поэтому здесь мы скорее сосредоточимся на том, как быстро преобразовать готовый SMPS в эффективную схему солнечного зарядного устройства.

Для этого вам потребуются следующие материалы, если предположить, что заряжаемая батарея рассчитана на 12 В:

Готовый ИИП на 120 В или от 220 до 12 В с номинальным током, равным 1/5 от Ач батареи, которая должна быть заряжено.

Несколько солнечных панелей с общим напряжением холостого хода около 100 В.

Соединительные провода.

Преобразование SMPS в схему солнечного зарядного устройства.

Как мы все знаем, обычные сетевые ИИП обычно рассчитаны на вход минимум от 85 В до 100 В, чтобы обеспечить заданный выходной постоянный ток, предположим, что это будет 12 В, то есть для получения 12 В он должен подаваться минимум с 100 В. на входе.

Принимая во внимание вышеупомянутую проблему, мы должны выбрать солнечную панель, которая может производить приблизительно 100 В для обеспечения работы приобретенного SMPS.

Поскольку фотоэлектрические панели с таким высоким напряжением могут быть недоступны, мы можем выбрать несколько низковольтных солнечных панелей, соединенных последовательно для генерации указанного выше напряжения.

Например, вы можете пойти на 3nos. солнечных панелей на 30 В и соедините их последовательно, чтобы получить от них 90 В. Это может просто сработать.

Вышеупомянутый вход, подаваемый на приобретенный SMPS, будет генерировать необходимое 12 В, которое может быть напрямую подключено к батарее для ее эффективной зарядки.

Однако источник питания 12 В может не заряжать аккумулятор на 12 В, для этого нам нужно как минимум 14 В, так что это не большая проблема, требуемое напряжение можно легко настроить и установить, регулируя выходное напряжение ИИП вручную, процедуры могут быть из этой статьи, в которой объясняется, как модифицировать схему SMPS.

Вот и все, вы только что преобразовали готовый блок SMPS в эффективную схему солнечного зарядного устройства, которая может дать вам результаты, эквивалентные схемам зарядного устройства MPPT.

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Импульсное зарядное устройство для Sagem 918 968 959939 3020

  • Категории
    • Младенец и дети
    • Компьютеры и электроника
    • Развлечения и хобби
    • Модный стиль
    • Еда, напитки и табак
    • Здоровье и Красота
    • Домой
    • Промышленное и лабораторное оборудование
    • Медицинское оборудование
    • Офис
    • Старый
    • Забота о животных
    • Спорт и отдых
    • Транспортные средства и аксессуары
    Лучшие типы
    Аудио и домашний кинотеатр
    Камеры и видеокамеры
    Компьютерные кабели
    Компьютерные компоненты
    Компьютеры
    Устройства ввода данных
    Хранение данных
    Сеть
    Печать и сканирование
    Проекторы
    Умные носимые устройства
    Программное обеспечение
    Телекоммуникации и навигация
    телевизоров и мониторов
    Гарантия и поддержка
    другое →
    Ведущие бренды
    Acer
    AEG
    Aeg-Electrolux
    канон
    Dell
    Electrolux
    Fujitsu
    Хама
    л.с.
    LG
    Panasonic
    Philips
    Samsung
    Sony
    Торо
    другое →
.

Смотрите также