Электрические схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов: Зарядное устройство из советских деталей для АКБ

Содержание

Зарядное устройство из советских деталей для АКБ

Всех приветствую, сегодня мы соберем зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов, но зарядка эта весьма непростая. Во-первых я буду использовать только и только советские компоненты для сборки, во-вторых несмотря на то, что схема довольно старая, обладает весьма неплохими параметрами и по классу может тягаться с хорошими, промышленными устройствами.

Основой схемы является мощный, железный трансформатор, что повышает надежность зарядного устройства, сейчас как мы знаем все делают на базе импульсных источников питания, но они даже рядом не стоят с хорошим железным трансформатором.

По сути это трансформатор + стабилизатор, представленная схема была опубликована свыше 10 лет назад в одном из радиожурналов и показалась мне очень интересной. Это стабилизатор тока и напряжения, метод стабильного тока и напряжения самый лучший для зарядки аккумуляторов.

Первая часть схемы из себя представляет стабилизатор тока с возможностью регулировки в диапозоне от 0 до 5-6 ампер, но схему можно слегка переделать и снять ток скажем в 10 ампер.

Правая часть из себя представляет стабилизаторно-фиксированное напряжение, оно подбирается в зависимости заряжаемого аккумулятора и задает напряжении окончания заряда, для автомобильных аккумуляторов это напряжение лежит в пределах от 13,5 до 14 вольт.

Силовым элементом стабилизатора является мощной биполярный транзистор с током коллектора от 10 ампер. Нужное напряжение на выходе задаётся стабилитроном, кстати, настраивают схему под нагрузкой, иначе стабилизация напряжения работать не будет.

Поговорим о трансформаторе.

Важно чтобы он обеспечивал выходное напряжение от 15 до 25 вольт, стоит учитывать то, что на стабилизаторе будут некоторые потери и выходное напряжение всегда меньше входного, в нашем случае на 1 вольт.

Ток вторичной обмотке трансформатора будет зависеть от ваших нужд, в случае зарядки автомобильных аккумуляторов трансформатор должен обеспечивать максимальный ток в 5-6 ампер, этого достаточно для нормальной зарядки аккумулятора с ёмкостью 50-60 ампер\часов.

Можно заряжать аккумуляторы и большей ёмкости, естественно, время зарядки в этом случае увеличится.

Мой трансформатор обеспечивает выходное напряжение в районе 22 вольт, схема имеет защиту от переполюсовки питания, в случае, если вы перепутаете полярность откроется защитный диод спалив предохранитель.

Имеем токовый шунт (R1), который задействован в схеме стабилизатора тока, по сути это датчик тока, который можно собрать из низкоомных резисторов, сопротивление шунта должно быть в пределах от 0,1 до 0,3 ом, мощность не менее 5 ватт.

В моём варианте использовано 2 резистора по 0,51 ом соединенных параллельно.

Мало мощный транзистор кт3107 может быть заменен любым другим транзистором прямой проводимости, можно даже использовать транзисторы средней мощности наподобие кт814-кт816.

Пара ключей кт815, также могут быть заменены на другие ключи средней мощности, обратной проводимости, можно даже КТ805, 819 и им подобные.

Один из этих ключей управляет силовым транзистором, такое включение обеспечивает большое усиление по току. Эту часть можно заменить всего 1 составным транзистором на подобии кт827, но они нынче стоят очень дорого).

Стабилитрон в схеме стабилизации тока (VD5) должен иметь напряжение стабилизации от 5 до 8 вольт. Если не находите нужных стабилитронов, можно подключить несколько последовательно для получения нужного напряжения стабилизации.

Силовой транзистор (VT4), тут очень много аналогов, например КТ805, 809,819 и т.д.. с током от 10 ампер.

Этот транзистор обязательно устанавливают на массивный радиатор, так как схема линейная при больших токах тепловыделение будет внушительным, также советую дополнить конструкцию кулером.

Диодный выпрямитель — использовал штатные советские диоды Д242, они бывают без индекса, с индексом «а» или с индексом «б», первые два варианта на 10 ампер, диоды с индексом «б» на 5 ампер.

Мне естественно не повезло и диоды оказались именно с индексом «б» выдраны они из старого советского усилителя. Благо в усилителе оказалось 8 таких диодов, из которых был собран один мощный мост на 10 амперСхема защищена 2 предохранителями, 1 из них сетевой. ( FU1, FU2 )

Готовая схема в наладке не нуждается, единственное, что вам нужно сделать это подобрать стабилитрон VD6 на нужное напряжение.

Процесс заряда простой, подключаем аккумулятор, путём вращения верхнего переменного резистора выставляем нужный ток заряда, нижний резистор предназначен для установки максимального тока ограничения, в нашем случае 5-6 ампер.

Даже при коротком замыкании выходных клемм ток ограничивается на уровне заданного.

Печатная плата получилось довольно компактный, она так-же есть в архиве.

В следующей статье мы закончим сборку этого агрегата, установим всё в корпус, подберем нужные индикатор, в общем скучать точно не придется.

Архив к статье: скачать…

Автор; АКА Касьян

Три простые схемы регулятора тока для зарядных устройств

Мы уже рассматривали много схем регуляторов напряжения для самых разных целей, сегодня же я вам покажу три простые схемы регуляторов постоянного тока, которые стоит взять на вооружение, так как они универсальны и могут быть использованы не только в зарядных устройствах, но и во многих самодельных конструкциях, включая и лабораторные блоки питания.

Регулятор тока по идее не многим отличается от регулятора напряжения, стоит заметить, что есть понятие стабилизатор тока.

В отличие от регулятора он поддерживает стабильный выходной ток независимо от напряжения на входе и выходной нагрузки.

Сегодня мы рассмотрим пару вариантов стабилизатора и один регулятор общего применения, стабилизатор тока неотъемлемая часть любого нормального лабораторного блока питания или зарядного устройства, предназначен он для ограничения тока подаваемого в нагрузку.

Важный момент… во всех трех вариантах в качестве датчика тока использованны шунты, по сути это низкоомные резисторы, для увеличения выходного тока любой из перечисленных схем нужно будет снизить сопротивление шунта экспериментальным образом.

Кстати ссылки на все печатные платы найдёте в конце статьи. Нужное значение тока выставляют вручную, как правило вращением переменного резистора.

Все три варианта которые мы сегодня рассмотрим работают в линейном режиме, а значит силовой элемент — транзистор. При больших нагрузках будет нагреваться и нуждается в охлаждении.

Постараюсь пояснить принцип работы схем максимально простыми словами…

Первая схема отличается максимальной простотой и доступностью компонентов, всего два транзистора, один из них управляющий, второй же является силовым, по которому протекает основной ток.Датчик тока или шунт представляет из себя низкоомный проволочный резистор, при подключении выходной нагрузки на этом резисторе образуется некоторое падение напряжения, чем мощнее нагрузка, тем больше падение.

Такого падения напряжения достаточно для срабатывания управляющего транзистора, чем больше падение, тем больше приоткрыт этот транзистор.

Резистор R1 задаёт напряжение смещения для силового транзистора, именно благодаря ему основной транзистор находится в открытом состоянии.

Ограничение тока происходит за счет того, что напряжение на базе силового транзистора, которое было образовано резистором R1, грубо говоря затухается или замыкается на плюс питания через открытый переход маломощного транзистора. Этим силовой транзистор будет закрываться, следовательно ток протекающий по нему уменьшается вплоть до полного нуля.

Резистор R2 по сути обычный делитель напряжения, которым мы можем задать как бы степень приоткрытости управляющего транзистора, а следовательно управлять и силовым транзистором, ограничивая ток протекающий по нему.Увеличить общий ток коммутации этой схемы, можно дополнительными силовыми транзисторами, подключенных параллельно. Так как характеристики даже одинаковых транзисторов будут отличаться, в их коллекторную цепь добавлены резисторы, они предназначены для выравнивания токов через транзисторы, чтобы последние были нагружены равномерно.

Вторая схема построена на базе операционного усилителя, её неоднократно использовал в зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, в отличие от первого варианта эта схема является именно стабилизатором тока.Как и в первой схеме, тут также имеется датчик тока или шунт, операционный усилитель фиксирует падение напряжения на этом шунте, всё по уже знакомой нам схеме.

Усилитель сравнивает напряжение на шунте с опорным, которое задается стабилитроном. Переменным резистором мы искусственно меняем опорное напряжение, операционный усилитель в свою очередь постарается сбалансировать напряжение на входах, путём изменения выходного напряжения.

Выход операционного усилителя управляется мощным полевым транзистором.

То есть, принцип работы мало, чем отличается от первой схемы за исключением того, что тут имеется источник опорного напряжения в лице стабилитрона.

Эта схема также работает в линейном режиме и силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться и ему необходим радиатор, кстати возможно применение биполярных транзисторов.

Последняя схема построена на базе популярной интегральной микросхемы стабилизатора LM317, это линейный стабилизатор напряжения но имеется возможность использовать микросхему в качестве стабилизатора тока.Нужный ток задается переменным резистором. Недостатком схемы является то, что основной ток протекает именно по ранее указанному резистору и естественно тот нужен мощный, очень желательно использование проволочных резисторов.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Максимально допустимый ток для микросхема LM317 составляет около полтора ампера, увеличить его можно дополнительным силовым транзистором, в этом случае микросхема уже будет в качестве управляющей, следовательно нагреваться она не будет.

Взамен будет нагреваться транзистор и от этого никуда не денешься.

Архив к статье; скачать…

Автор; АКА Касьян

Схемы зарядных устройств | 2 Схемы

Сборник радиосхем зарядных устройств для свинцовых, никель-кадмиевых и литиевых аккумуляторов. Есть зарядки для авто на 12 В, есть для электровелосипедов и электромобилей. Все пойдут для сборки своими руками.

Как известно, литий-ионные аккумуляторы требуют специального контроллера для управления процессом заряда-разряда. Попытка зарядить такой аккумулятор с нарушением режима чревата занимательными пиротехническими эффектами. Модуль контроллера заряда …

Потребители энергии получают определенный ток от батареи или аккумулятора. Как долго они могут работать, зависит от емкости элементов, составляющих батарею. Если нагрузка потребляет ток 1 …

Для свинцово-кислотного, гелевого или другого аккумулятора с жидким электролитом, как все знают требуется подходящее зарядное устройство. Автоматическая зарядка ограничивает зарядный ток и максимальное напряжение, которое …

Всем любителям самодельных девайсов привет. Хотел бы представить на ваш суд зарядное устройство, которое недавно сделал для своей старенькой BMW (точнее для её аккумулятора 60 …

В своей практике каждый автолюбитель часто сталкивался с необходимостью стабильного питания заряда АКБ авто. При использовании некоторых цифровых автомобильных зарядных модулей, в случае сбоя питания …

Хотим представить довольно удачный цифровой выпрямитель для зарядки автомобильных аккумуляторов, сделанный некоторое время назад сразу в двух экземплярах. Предыдущий простой выпрямитель, который сделан был на …

Знакомые с автобазы маршрутных микроавтобусов попросили сделать зарядное устройство для зарядки аккумуляторов 12 В и 24 В. Поскольку пользоваться им будут абсолютно неподготовленные люди, решено …

А это ещё один зарядный аппарат для авто аккумулятора по схеме автоматического выпрямителя на 12 В / 5 А. Зарядное устройство было сделано для периодической …

Здравствуйте уважаемые радио-авто-любители, представляем интересный проект зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов на основе драйвера TL494. В эпоху доступности таких устройств и их привлекательных цен можно …

Здравствуйте все посетители сайта 2 Схемы. Представляем очередной девайс для самостоятельное сборки, которое работает как зарядное устройство гелевой батареи. Представленное ЗУ состоит из трансформатора ТС25/6 …

Данный зарядный выпрямитель к мощным аккумуляторам основан на схеме, которую за последние 30 лет повторили уже наверное тысячи раз. Сюда только добавлен простой контроллер вентилятора, …

Вот самодельный выпрямитель для небольших кислотных или гелевых необслуживаемых батарей. Устройство имеет возможность изменять выходное напряжение под АКБ 6 и 12 В. Многие из аккумуляторов, …

Это схема очень мощного самодельного пуско-зарядного устройства для авто АКБ 14,5 В на ток 500 А, представляет собой однотранзисторный прямоходовый преобразователь. Для ключа использован регенеративный …

Здесь вы сможете посмотреть схему и готовую конструкцию автоматического зарядного устройства для батареек Крона типоразмера 6F22 (на 9 В), выполненное на специализированном чипе MAX712. Зарядное …

Большой популярностью среди автолюбителей самодельщиков пользуются тиристорные автозарядки, в которых питание от мощного трансформатора поступает на АКБ через тиристор, управляемый открывающими его импульсами от генератора. …

Зима неумолимо приближается и скоро начнется сезон покупки (сборки) автомобильных зарядных устройств. Хотим представить зарядное устройство, которое изготовлено самостоятельно для собственных потребностей в зарядке двух …

Все кто имел дело с мощным зарядным устройством знает, что обратное подключение полярности аккумулятора может повредить или зарядное устройство, или сам аккумулятор. Но далеко не …

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 …

Это зарядное устройство верой и правдой служит уже года 4, причём оно в отличии от многих других самодельных и промышленных автозарядок имеет несколько преимуществ, которые …

Это уже второй собранный зарядный выпрямитель, первый был очень успешным в действии и теперь понадобилось другое похожее зарядное устройство. Практически все детали были в наличии, …

Выпрямитель для зарядки аккумуляторов 12/24 В

Знакомые с автобазы маршрутных микроавтобусов попросили сделать зарядное устройство для зарядки аккумуляторов 12 В и 24 В. Поскольку пользоваться им будут абсолютно неподготовленные люди, решено сделать его устойчивой к ошибкам от далёких от электроники юзерам.

Просмотрев несколько разных схем с сайта 2Схемы обнаружилось, что бессмысленно делать какую-то автоматику и электронику. Выпрямитель должен просто давать правильное напряжение и, при необходимости, оптимальный ток. Что как раз нужно автомобильным аккумуляторам.

Схема выпрямителя для АКБ на 12 и 24 В

В общем конструкция тривиальна. Трансформатор, выключатель, диодный мост, светодиоды, амперметр, реле, кнопка. Вот и всё.

Как действует зарядное устройство

Нажмите кнопку СТАРТ, чтобы подать напряжение на трансформатор. Это приводит в действие реле Pk, которое соединит контакты, подключенные параллельно кнопке START. Цепь зафиксируется и проводит до тех пор, пока на катушке реле есть напряжение.

Реле действует как «защита от дурака», такая как случайное замыкание и постоянная перегрузка выпрямителя. Короткое замыкание или большой ток вызывают падение напряжения и реле размыкается, отключая источник питания трансформатор и защищая выпрямитель от повреждения.

Далее тут есть переключатель напряжения в сочетании со светодиодами, которые информируют о текущем напряжении на выходе. Можно было соединить две обмотки параллельно и тогда выходной ток был бы больше, но в наличии был переключатель только однополюсный. Конечно вы можете сделать такую модификацию либо использовать другой трансформатор и получать разные напряжения, например 6 В и 12 В. Нужно только впаять другое реле и светодиоды.

Выходные напряжения 14 В и 28 В. Ток — 3,5 А или чуть выше. Понадобилось всего 5 часов, чтобы собрать и запустить его (с перерывом на обед). Передняя панель напечатана на белой клейкой бумаге для струйной печати.

Аккумулятор должен заряжаться током 1/10 от его емкости, то есть 45 Ач — 4,5 А. Что подразумевает полное время зарядки 10 часов. Полная разрядка кислотной батареи окажет большое влияние на ее работу.

Конечно ошибкой является отсутствие предохранителя на выходе выпрямителя, который защитил бы АКБ в случае пробоя моста. Кроме того, сетевой предохранитель следует обязательно размещать на обмотке.

Что касается отсутствия регулирования тока. Вероятно оно и не нужно при такой текущей эффективности. Максимальный ток составляет 3,5 А, то есть можете легко зарядить авто аккумулятор 36 Ач и выше. Перегрузка тоже не угроза, потому что напряжение низкое и ток будет падать с ростом напряжения. Естественно заряжая аккумулятор не забывайте, что он подключен (автомата тут нет).

Понятно что в идеале зарядный ток должен быть установлен на уровне 10% емкости аккумулятора (например 100 Ач — это 10 A зарядный ток или 50 Ач — это зарядный ток 5 А), после этого зарядное напряжение не должно превышать 13,8 В во время обычной зарядки, а на ускоренном третьем напряжении 15 В должен быть автоматический выключатель зарядки, когда зарядный ток достигает небольшого значения на конечной стадии зарядки и зависит от емкости аккумулятора и его температуры, ну и должно быть защищено от короткого замыкания и перегрузки, но это всё уже из области совсем других ЗУ.

Если трансформатор на напряжение 20 В, то будет ток намного больше, чем 10 А, а если 10 В, ток, вероятно, вообще не будет течь. Для зарядки батареи обычно достаточно 5 А. Помните еще одну вещь: чем больше ток, который заряжаете АКБ, тем быстрее придётся заменить его новым!

Схема защиты зарядного

Самая простая система защиты может быть выполнена на нескольких радиоэлементах. Реле с контактным током, превышающим зарядный ток (например 16 А) — катушка на 5-9 В постоянного тока. Диод — 1 А, резистор Р — в 5 раз больше, чем сопротивление катушки реле. Конденсатор С — например 220 мкФ 25 В. Конечно у схемы есть недостаток — после отсоединения аккумулятора реле продолжает работать, пока не отключится электропитание.

Можно использовать два решения. Сначала установите дополнительный выпрямительный диод в направлении противоположном «стабилитрону» в цепи катушки реле. Второе решение состоит в том, чтобы поставить выпрямительный диод в противоположном направлении вместо «стабилитрона», а светодиод также обратно плюс резистор и использовать его как знак обратного подключения батареи.

Также советую использовать диоды Шотки, например, от блока питания компьютера. Эти диоды выделяют меньше тепла чем обычные. Дальнейшее снижение потерь мощности в выпрямителе может быть достигнуто с помощью трансформатора с симметричной (двойной) вторичной обмоткой. Трансформатор тут на 50 Вт, нельзя ожидать от него многого, но он всё-же делает свою работу уже долгое время.

Обзор схем зарядных устройств

Соблюдение режима эксплуатации аккумуляторных батарей, и в частности режима зарядки, гарантирует их безотказную работу в течение всего срока службы. Зарядку аккумуляторных батарей производят током, значение которого можно определить по формуле

I=0,1Q

где I - средний зарядный ток, А., а Q - паспортная электрическая емкость аккумуляторной батареи, А-ч.

Зарядный ток, рекомендуемый в инструкции по эксплуатации аккумуляторной батареи, обеспечивает оптимальное протекание электрохимических процессов в ней и нормальную работу в течение длительного времени.

Классическая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и регулятора тока зарядки. В качестве регуляторов тока применяют проволочные реостаты (см. Рис. 1) и транзисторные стабилизаторы тока.

В обоих случаях на этих элементах выделяется значительная тепловая мощность, что снижает КПД зарядного устройства и увеличивает вероятность выхода его из строя.

Для регулировки зарядного тока можно использовать магазин конденсаторов, включаемых последовательно с первичной (сетевой) обмоткой трансформатора и выполняющих функцию реактивных сопротивлений, гасящих избыточное напряжение сети. Упрощенная схема такого устройства приведена на рис. 2.

В этой схеме тепловая (активная) мощность выделяется лишь на диодах VD1-VD4 выпрямительного моста и трансформаторе, поэтому нагрев устройства незначителен.

Недостатком схемы на Рис. 2 является необходимость обеспечить напряжение на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза большее, чем номинальное напряжение нагрузки (~ 18÷20В).

Схема зарядного устройства, обеспечивающее зарядку 12-вольтовых аккумуляторных батарей током до 15 А, причем ток зарядки можно изменять от 1 до 15 А ступенями через 1 А, приведена на Рис. 3.

Предусмотрена возможность автоматического выключения устройства, когда батарея полностью зарядится. Оно не боится кратковременных коротких замыканий в цепи нагрузки и обрывов в ней.

Выключателями Q1 - Q4 можно подключать различные комбинации конденсаторов и тем самым регулировать ток зарядки.

Переменным резистором R4 устанавливают порог срабатывания реле К2, которое должно срабатывать при напряжении на зажимах аккумулятора, равном напряжению полностью заряженной батареи.

На Рис. 4 представлена схема еще одного зарядного устройства, в котором ток зарядки плавно регулируется от нуля до максимального значения.

Изменение тока в нагрузке достигается регулированием угла открывания тринистора VS1. Узел регулирования выполнен на однопереходном транзисторе VT1. Значение этого тока определяется положением движка переменного резистора R5. Максимальный ток заряда аккумулятора 10А , устанавливается амперметром. Защита устройства обеспечена со стороны сети и нагрузки предохранителями F1 и F2.

Вариант печатной платы зарядного устройства (см. рис. 4), размером 60х75 мм приведен на следующем рисунке:

В схеме на рис. 4 вторичная обмотка трансформатора должна быть рассчитана на ток, втрое больший зарядного тока, и соответственно мощность трансформатора также должна быть втрое больше мощности, потребляемой аккумулятором.

Названное обстоятельство является существенным недостатком зарядных устройств с регулятором тока тринистором (тиристором).

Примечание:

Диоды выпрямительного мостика VD1-VD4 и тиристор VS1 необходимо установить на радиаторы.

Значительно снизить потери мощности в тринисторе, а следовательно, повысить КПД зарядного устройства можно, если регулирующий элемент перенести из цепи вторичной обмотки трансформатора в цепь первичной обмотки. Схема такого устройства показана на рис. 5.

В схеме на Рис. 5 регулирующий узел аналогичен примененному в предыдущем варианте устройства. Тринистор VS1 включен в диагональ выпрямительного моста VD1 - VD4. Поскольку ток первичной обмотки трансформатора примерно в 10 раз меньше тока заряда, на диодах VD1-VD4 и тринисторе VS1 выделяется относительно небольшая тепловая мощность и они не требуют установки на радиаторы. Кроме того, применение тринистора в цепи первичной обмотки трансформатора позволило несколько улучшить форму кривой зарядного тока и снизить значение коэффициента формы кривой тока (что также приводит к повышению КПД зарядного устройства). К недостатку этого зарядного устройства следует отнести гальваническую связь с сетью элементов узла регулирования, что необходимо учитывать при разработке конструктивного исполнения (например, использовать переменный резистор с пластмассовой осью).

Вариант печатной платы зарядного устройства на рисенке 5, размером 60х75 мм приведен на рисунке ниже:

Примечание:

Диоды выпрямительного мостика VD5-VD8 необходимо установить на радиаторы.

В зарядном устройстве на рисунке 5 диодный мостик VD1-VD4 типа КЦ402 или КЦ405 с буквами А, Б, В. Стабилитрон VD3 типа КС518, КС522, КС524, или составленный из двух одинаковых стабилитронов с суммарным напряжением стабилизации 16÷24 вольта (КС482, Д808, КС510 и др.). Транзистор VT1 однопереходной, типа КТ117А, Б, В, Г. Диодный мостик VD5-VD8 составлен из диодов, с рабочим током не менее 10 ампер (Д242÷Д247 и др.). Диоды устанавливаются на радиаторы площадью не менее 200 кв.см, а если радиаторы будут сильно нагреваться, в корпус зарядного устройства можно установить вентилятор для обдува.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Как часто автовладельцы не могут завести четырехколесного любимца из-за отсутствия заряда в аккумуляторе? Конечно, если этот казус приключился в гараже возле зарядного агрегата или поблизости есть друг с автомобилем, готовый помочь запустить стартер, особых проблем не предвидится.

Куда хуже обстоят дела, если ни первый, ни второй вариант вы реализовать не можете, особенно от этого страдают автомобилисты, не имеющие возможности приобрести дорогостоящее зарядное заводского производства. Но и в этом случае можно найти решение, если сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Преимущества и недостатки самодельного устройства

Главным преимуществом самодельного зарядного устройства является его дешевизна, даже если вы не имеете всех необходимых деталей, экономия будет ощутимой. Также значительным плюсом является возможность использования ненужных приборов и устройств в качестве источника материалов для самодельного ЗУ.

К недостаткам самодельной зарядки аккумуляторов следует отнести несовершенство в эксплуатации. Увы, но модель не может самостоятельно отключаться при достижении максимального заряда, поэтому вам придется контролировать этот процесс или дополнить изобретение самодельной автоматикой, что под силу опытным радиолюбителям.

Параметры устройства

Как вам хорошо известно, вся сеть в авто питается низким напряжением 12В постоянного тока, но уровень зарядки автомобильного аккумулятора должен находиться в диапазоне от 13 до 15В. Ток заряда на выходе устройства должен составлять порядка 10% от емкости источника питания. Если ток окажется меньше, заряд все равно будет происходить, но процедура продлиться гораздо дольше. Поэтому выбор элементов для зарядного устройства должен отталкиваться от рабочих параметров конкретной модели свинцовых АКБ и сети, к которой оно будет подключаться.

Что нужно для ЗУ?

Конструктивно зарядное устройство включает в себя такие элементы:

  • Главным элементом является двухобмоточный трансформатор, если у вас имеется агрегат с большим числом обмоток, можно использовать и его, но остальные катушки окажутся незадействованными. Помимо классических вполне подойдут и импульсные трансформаторы, взятые из китайской электроники.
  • Так как напряжение на выходе из трансформатора получится переменным, а для подзарядки аккумулятора требуется постоянное, вам понадобится выпрямитель. В данном примере мы соберем его самостоятельно из четырех диодов, но если у вас имеется подходящая модель, можете установить ее.
  • В зависимости от расстояния и величины вторичного напряжения, вам могут пригодиться соединительные провода, а для самостоятельной намотки еще и медный проводник в лаковой изоляции.
  • Амперметр и вольтметр для контроля основных величин на выходе, их можно проверять и обычным мультиметром, но это потребует излишних затрат времени, поэтому куда проще установить стационарные приборы. Рис. 1: измерение с помощью мультиметра
  • Автоматика отключения может выполняться посредством реле напряжения или тока. Реагирует на заполнение емкости батареи и отключает автоматическое ЗУ. Вместе с реле можно установить автомобильную лампочку или светодиод для регистрации окончания заряда.
  • Переменный резистор или переключатель для регулировки тока во вторичной цепи зарядного агрегата. Необходим, если вы собираетесь использовать зарядное устройство для аккумуляторов разного типа или если вам сложно рассчитать рабочие параметры и их придется подстраивать.
Рис. 2: Пример установки регулировочного резистора

Если вы собираетесь зарядить аккумулятор  одни раз, можно использовать только первые три элемента, для постоянного использования будет удобнее иметь, хотя бы контрольные приборы.   Но, прежде чем собрать все это в единую конструкцию, вам необходимо убедиться, что параметры зарядного устройства после сборки будут соответствовать вашим потребностям. Первым, что должно соответствовать, является трансформатор зарядного приспособления.

Если трансформатор не подходит

Далеко не всегда в гараже или дома вы встретите именно такой трансформатор, который будет питаться от 220В и выдавать на выходных клеммах 13 – 15В. Большинство моделей, используемых в обиходе, действительно имеют первичную катушку на 220В, но на выходе может быть любой  номинал. Чтобы это исправить вам потребуется изготовить новую вторичку.

Для начала пересчитайте коэффициент трансформации по формуле: U1/U2 = N1/N,

где U1 и U2 – напряжение на первичной и вторичной обмотке соответственно;

 N1 и N2 – количество витков в первичке и вторичке соответственно.

К примеру, электрическая машина используется в качестве блока питания на 42В, а вы хотите получить для зарядного устройства 14В. Следовательно, вам необходимо при 480 витках в первичке, сделать 31 виток на вторичке зарядного. Этого можно добиться как путем сокращения числа витков, удалив лишние, так и путем намотки новой. Но первый вариант не  всегда подходит, так как сечение обмотки трансформатора может не выдержать силу тока с меньшим числом витков.

U1*I1 = U2*I2 , 

Где U1 и U2 – напряжение на первичной и вторичной обмотке, I 1 и I 2 – ток, протекающий  в первичке и вторичке.

Как видите, с понижением числа витков и напряжения на вторичной обмотке сила тока в ней пропорционально возрастет. Как правило, запаса по сечению не хватает, поэтому после определения силы тока под нее подбирают новый проводник из данных таблицы:

Таблица: выбор сечения, в зависимости от протекающего тока

Медный проводник Алюминиевый проводник
Сечение 

жил. мм2

Ток, А Сечение  жил. мм2 Ток, А
0,5 11
0,75 15
1 17
1.5 19 2,5 22
2.5 27 4 28
4 38 6 36
6 46 10 50
10 70 16 60
16 80 25 85

Если расчетная величина тока на выходе зарядного устройства превышает нужные 10% от емкости аккумулятора, в цепь обязательно включается токоограничивающий резистор, величина которого подбирается пропорционально излишку тока.

Порядок сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

В зависимости от имеющихся у вас компонентов и параметров аккумулятора, сборка ЗУ будет значительно отличаться. В данном примере технология изготовления включает в себя такие этапы:

  • Составьте или возьмите готовую схему зарядного устройства для кислотных аккумуляторов. В данном примере используется такой довольно простой вариант: Рис. 3: схема зарядного устройства
  • Здесь применяется трансформатор с двумя первичными и двумя вторичными обмотками, которые нужно соединить последовательно для получения нужного уровня напряжения. Рис. 4: Трансформатор ТС — 180 — 2

Но вы должны отталкиваться от параметров вашей электрической машины. Поэтому при необходимости уберите лишние обмотки или заизолируйте их выводы (если они есть), намотайте вторичку (если существующая не дает нужный уровень напряжения в ЗУ).

Рис. 5: перемотайте обмотки
  • В рассматриваемом примере для этого на первичных обмотках соединяются перемычкой выводы 1 и 1′ Рис. 6: соедините выводы 1

а на вторичной выводы 9 и 9′.

Рис. 7: соедините выводы 9

Для защиты зарядного устройства, как со стороны сети, так и со стороны свинцовой батареи нужно установить два предохранителя. В рассматриваемом примере с высокой стороны зарядного устройства применяется предохранитель на 0,5А, а в цепи зарядки свинцового аккумулятора 10А.

При наличии регулятора тока зарядного устройства, начинать зарядку следует с минимального значения на амперметре и плавно повышать его до требуемой величины. При накоплении в аккумуляторе достаточного количества заряда, амперметр будет показывать около 1А, после чего можете смело отключать зарядное от сети и использовать аккумулятор по назначению.

Рис. 14: зависимость величин от времени заряда

Видео по теме

Схема и принцип работы зарядного устройства для мобильных аккумуляторов

Схема зарядного устройства для мобильных аккумуляторов - это устройство, которое может автоматически заряжать аккумулятор мобильного телефона при низком уровне заряда. В настоящее время мобильные телефоны стали неотъемлемой частью жизни каждого человека и, следовательно, требуют частой зарядки аккумулятора из-за более длительного использования.

Зарядные устройства для аккумуляторов бывают простыми, непрерывными, с таймером, интеллектуальными, универсальными зарядными устройствами-анализаторами, быстрыми, импульсными, индуктивными, USB-зарядными устройствами, зарядными устройствами на солнечных батареях и зарядными устройствами с подвижным приводом.Эти зарядные устройства также различаются в зависимости от приложений, таких как зарядное устройство для мобильных телефонов, зарядное устройство для транспортных средств, зарядные устройства для аккумуляторов электромобилей и зарядные станции.

Способы зарядки подразделяются на две категории: метод быстрой зарядки и метод медленной зарядки. Быстрая зарядка - это система, которая используется для зарядки аккумулятора примерно за два часа или меньше, а медленная зарядка - это система, используемая для зарядки аккумулятора в течение ночи. Медленная зарядка выгодна, поскольку не требует какой-либо схемы обнаружения заряда.Кроме того, это дешево. Единственным недостатком этой системы зарядки является то, что для зарядки аккумулятора требуется максимальное время.

Зарядное устройство с автоматическим выключением

Этот проект направлен на автоматическое отключение аккумулятора от сети, когда аккумулятор полностью заряжен. Эта система также может использоваться для зарядки частично разряженных элементов. Схема проста и состоит из преобразователя переменного тока в постоянный, драйверов реле и зарядных станций.

Схема зарядного устройства для мобильных аккумуляторов
Описание схемы

В секции преобразователя переменного тока в постоянный трансформатор понижает доступное напряжение переменного тока до 9 В переменного тока при 75 мА, которое выпрямляется с помощью двухполупериодного выпрямителя, а затем фильтруется конденсатором.Зарядное напряжение 12 В постоянного тока обеспечивается регулятором, и при нажатии переключателя S1 зарядное устройство начинает работать, а светодиод включения питания светится, показывая, что зарядное устройство «включено».

Секция драйвера реле состоит из транзисторов PNP для включения электромагнитного реле. Это реле подключено к коллектору первого транзистора, и оно управляется вторым транзистором PNP, который, в свою очередь, управляется транзистором PNP.

В секции зарядки микросхема регулятора смещена примерно на 7.35В. Для регулировки напряжения смещения используется предустановка VR1. Между выходом ИС включен диод D6, и для зарядки аккумулятора используется ограничивающее выходное напряжение аккумулятора до 6,7 В.

При нажатии переключателя происходит защелка реле и начинается зарядка аккумулятора. Когда напряжение на ячейку превышает 1,3 В, падение напряжения начинает уменьшаться на R4. Когда напряжение падает ниже 650 мВ, транзистор T3 отключается и переходит на транзистор T2 и, в свою очередь, отключает транзистор T3.В результате реле RL1 обесточивается, отключая зарядное устройство, и красный светодиод LED1 гаснет.

Зарядное напряжение в зависимости от никель-кадмиевого элемента может быть определено с помощью технических характеристик, предоставленных производителем. Зарядное напряжение установлено на 7,35 В для четырех ячеек по 1,5 В. В настоящее время на рынке доступны элементы емкостью 700 мАч, которые можно заряжать от 70 мА в течение десяти часов. Напряжение холостого хода около 1,3В.

Точка напряжения отключения определяется путем полной зарядки четырех элементов (при 70 мА в течение четырнадцати часов) и добавления падения диода (до 0.65 В) после измерения напряжения и смещения LM317 соответственно.

В дополнение к вышеупомянутой простой схеме, реализация этой схемы в реальном времени на основе проектов солнечной энергетики обсуждается ниже.

Контроллер заряда солнечной энергии

Основная цель этого проекта контроллера заряда солнечной энергии - заряжать аккумулятор с помощью солнечных батарей. В этом проекте рассматривается механизм контроля заряда, который также обеспечивает защиту аккумулятора от перезаряда, глубокой разрядки и пониженного напряжения.В этой системе с помощью фотоэлектрических элементов солнечная энергия преобразуется в электрическую.

Контроллер заряда солнечной энергии

Этот проект включает в себя такие аппаратные компоненты, как солнечная панель, операционные усилители, полевой МОП-транзистор, диоды, светодиоды, потенциометр и аккумулятор. Солнечные панели используются для преобразования энергии солнечного света в электрическую. Эта энергия накапливается в аккумуляторе в дневное время и используется в ночное время. Набор OP-AMPS используется в качестве компараторов для непрерывного контроля напряжения панели и тока в проводе.

Светодиоды используются в качестве индикаторов и горят зеленым цветом, показывая, что аккумулятор полностью заряжен. Точно так же, если аккумулятор недостаточно заряжен или перегружен, они светятся красным светом. Контроллер заряда использует MOSFET - силовой полупроводниковый переключатель для отключения нагрузки, когда батарея разряжена или находится в состоянии перегрузки. Транзистор используется для передачи солнечной энергии в фиктивную нагрузку, когда батарея полностью заряжена, и защищает батарею от чрезмерного заряда.

Фотовольтаический MPPT-контроллер заряда на основе микроконтроллера

Этот проект направлен на разработку контроллера заряда с отслеживанием точки максимальной мощности на основе микроконтроллера.

Photovoltaic MPPT Charge Controller

Основными компонентами, используемыми в этом проекте, являются солнечная панель, аккумулятор, инвертор, беспроводной трансивер, ЖК-дисплей, датчик тока и датчик температуры. Электроэнергия от солнечных панелей подается на контроллер заряда, который затем выдается в батарею и используется для хранения энергии. Выход батареи подключен к инвертору, который предоставляет пользователю выходы для доступа к накопленной энергии.

Солнечная панель, аккумулятор и инвертор покупаются отдельно, а контроллер заряда MPPT разработан и изготовлен солнечными рыцарями.ЖК-экран предназначен для отображения заряда аккумулятора и других предупреждающих сообщений. Выходное напряжение изменяется с помощью широтно-импульсной модуляции от микроконтроллера к драйверам MOSFET. Способ отслеживания точки максимальной мощности с использованием реализации алгоритма MPPT в контроллере гарантирует, что аккумулятор заряжается на максимальной мощности от солнечной панели.

Так можно сделать зарядное устройство для мобильных телефонов. Два упомянутых здесь примера могут облегчить вам процесс. Более того, если у вас есть какие-либо сомнения и вам нужна помощь в реализации проектов в реальном времени и схем промышленных зарядных устройств, вы можете оставить комментарий в разделе комментариев ниже.

Фото:

  • Схема зарядного устройства для мобильных аккумуляторов от ggpht
  • Фотоэлектрический контроллер заряда MPPT от eecs

Руководство по зарядке электромобилей | ChargeHub

Электромобили (EV) и гибридные автомобили с подзарядкой от электросети являются относительно новыми на рынке, и тот факт, что они используют электричество для приведения в движение, означает, что была создана новая инфраструктура, которую мало кто использует. знаком с.Вот почему мы создали это полезное руководство, чтобы объяснить и прояснить различные решения для зарядки, используемые для зарядки электромобиля.

В этом руководстве по зарядке электромобиля вы узнаете больше о 3 местах, где можно заряжать, о 3 различных уровнях зарядки, доступных в Северной Америке, о быстрой зарядке с нагнетатели, время зарядки и разъемы. Вы также найдете важный инструмент для общедоступной зарядки и полезные ссылки, чтобы ответить на все ваши вопросы.

Прежде чем мы перейдем к этим концепциям, полезно знать различные термины, используемые для зарядных станций. Обычно все они относятся к одному и тому же.

  • Зарядная станция
  • Розетка для зарядки
  • Вилка для зарядки
  • Порт зарядки
  • Зарядное устройство
  • EVSE (оборудование для электроснабжения электромобилей)

Поделитесь этим руководством на facebook или twitter и поделитесь знаниями!



Зарядные устройства для электромобилей

Зарядка электромобиля или подключаемого гибрида в основном производится дома.На домашнюю зарядку приходится 80% всей зарядки, производимой водителями электромобилей. Вот почему важно понимать доступные решения, а также их преимущества.

Решения для домашней зарядки: уровень 1 и уровень 2

Существует два типа домашней зарядки: уровень 1, зарядка и уровень 2, зарядка.

  • Уровень 1 Зарядка происходит при зарядке электромобиля (EV) с помощью зарядного устройства, входящего в комплект поставки автомобиля.Эти зарядные устройства можно подключить одним концом к любой стандартной розетке на 120 В, а другой конец подключается напрямую. в машину. Он может заряжать 200 километров (124 миль) за 20 часов.
  • Зарядные устройства Level 2 продаются отдельно от автомобиля, хотя часто их покупают одновременно. Эти зарядные устройства требуют немного более сложной настройки, так как они подключаются к розетке 240 В, что позволяет заряжать от 3 до В 7 раз быстрее в зависимости от электромобиля и зарядного устройства.Все эти зарядные устройства имеют разъем SAE J1772 и доступны для покупки через Интернет в Канаде и США. США. Обычно их устанавливает электрик. Вы можете узнать больше о зарядных станциях уровня 2 в этом руководстве.

Для каждого электромобиля или подключаемого гибрида рекомендуется использовать домашнюю зарядную станцию ​​уровня 2, чтобы помочь вам заряжаться быстрее и полностью раскрыть потенциал вашего электромобиля.Провинциальный в некоторых регионах действуют муниципальные льготы, помогающие оплачивать покупку и установку. Вы также можете посетить следующие веб-сайты для получения дополнительной информации.


Плюсы домашней зарядки

Чтобы пользоваться всеми преимуществами зарядки в домашних условиях, необходимо использовать домашнее зарядное устройство 2-го уровня.

Полностью заряженный аккумулятор за несколько часов

Зарядное устройство 2-го уровня позволяет заряжать электромобиль в 5-7 раз быстрее для полностью электрического автомобиля или до 3 раз быстрее для подключаемого гибрида по сравнению с зарядным устройством 1-го уровня.Это означает, что вы сможете максимально использовать электромобиля и уменьшите количество остановок для зарядки на общественных зарядных станциях.

Для полной зарядки автомобиля с аккумулятором на 30 кВтч (стандартный аккумулятор для электромобиля) требуется около четырех часов, что позволяет максимально эффективно управлять электромобилем, особенно когда у вас ограниченное время для зарядки.

Начните свой день полностью заряженным

Домашняя зарядка обычно производится вечером и ночью.Просто подключите зарядное устройство к электромобилю, когда придете домой с работы, и на следующее утро у вас будет полностью заряженный аккумулятор. В большинстве случаев электромобили запаса хода хватит на все ваши ежедневные поездки, а это значит, что вам не придется останавливаться у общедоступных зарядных устройств для зарядки. Дома ваш электромобиль заряжается, пока вы едите, играете с детьми, смотрите телевизор и спите!

Большая экономия на расходах на зарядку

Еще одно преимущество домашней зарядки - это низкая стоимость бытовой электроэнергии по сравнению со стоимостью общественных зарядных станций и стоимостью газа.

  • В Квебеке зарядка дома примерно на 30% дешевле, чем на общественном зарядном устройстве, и в 6 раз дешевле проехать 100 км (62 мили) на электричестве, чем на газе.
  • В Онтарио зарядка дома примерно на 65% дешевле, чем на общественном зарядном устройстве, и в 5 раз дешевле проехать 100 км (62 мили) на электричестве, чем на газе.
  • В Британской Колумбии заряжать дома примерно на 30% дешевле, чем на общественном зарядном устройстве, и в 5 раз дешевле проехать 100 км (62 мили) на электричестве, чем на газе.
  • В США все зависит от цен на электричество и газ. Вы должны сравнить потребление электроэнергии в кВтч / 100 миль электромобиля, умноженное на стоимость кВтч, с потреблением галлонов / 100 миль бензиновой машины, умноженные на цену галлона бензина. Таким образом, вы сможете быстро узнать, сколько вы можете сэкономить на путевых расходах.


Общественные зарядные станции для электромобилей

Общедоступная зарядка позволяет водителям электромобилей заряжать свои электромобили в дороге, когда им нужно проехать на большие расстояния, чем позволяет автономность их электромобилей.Эти общественные зарядные устройства часто находятся рядом с ресторанами, магазинами. центры, парковочные места и подобные общественные места.

Чтобы легко их найти, мы предлагаем вам использовать карту зарядных станций ChargeHub, доступную для iOS, Android и веб-браузеров. Карта позволяет легко найти все общедоступные зарядные устройства в Северной Америке. Вы также можете увидеть большинство зарядных устройств. статус в режиме реального времени, составлять маршруты и многое другое.В этом руководстве мы будем использовать нашу карту, чтобы объяснить, как работает общественная зарядка.

Об общественной зарядке нужно знать три основных момента: 3 разных уровня зарядки, разница между разъемами и сетями зарядки.


Выбор правильного уровня общественной зарядки для электромобиля

Прежде всего, мы рекомендуем избегать зарядных станций уровня 1.Они слишком медленные и не приспособлены к потребностям водителей электромобилей, когда они путешествуют. Если вы хотите зарядить максимально быстро, вам следует использовать зарядное устройство уровня 3, так как эти зарядные станции обеспечат большой запас хода вашего электромобиля за короткое время. Однако зарядка на станции DCFC эффективна только в том случае, если уровень заряда аккумулятора (SOC) ниже 80%. После этого зарядка будет значительно замедлиться. Поэтому, как только вы достигнете 80% заряда, вы должны подключить свой автомобиль к зарядному устройству уровня 2, так как последние 20% зарядки со станцией уровня 2 так же быстро, как со станцией уровня 3, но это намного дешевле.Вы можете также продолжите свое путешествие и зарядите свой электромобиль до 80% с помощью следующего зарядного устройства уровня 3, которое вы встретите в дороге. Если время не является ограничением и вы планируете провести несколько часов у зарядного устройства, вам следует выбрать уровень 2, который медленнее, но дешевле.




Зарядка электромобиля на работе

Зарядка на рабочем месте работает аналогично домашней зарядке.Его работодатель предлагает своим сотрудникам. Таким образом, сотрудники имеют доступ к парковочным местам с зарядными станциями уровня 2 или уровня 1 в течение дня. В зависимости от в зависимости от ваших привычек, зарядки на работе хватит на все путешествия.

Плюсы зарядки на рабочем месте

Увеличенный электрический диапазон

В сочетании с домашней зарядкой зарядка на рабочем месте может удвоить ваш дневной запас хода.Это особенно интересно для подключаемых гибридов, поскольку вы можете использовать электродвигатель на больших расстояниях и, следовательно, сэкономить деньги на топливо.

Уровень 2 Зарядка позволяет заряжать быстрее, что особенно интересно для сотрудников, работающих неполный рабочий день, или для рабочих мест, где сотрудники не находятся на работе весь день.

Большая экономия на транспортных расходах

Затраты на электроэнергию на рабочих местах часто берет на себя работодатель, что означает, что сотрудники могут взимать плату на работе бесплатно.В других случаях работодатель взимает плату за использование зарядного устройства, но стоимость обычно ниже, чем зарядка от общедоступного зарядного устройства.

Государственные льготы для зарядных устройств на рабочем месте

Чтобы побудить работодателей устанавливать зарядные станции для своих сотрудников, многие правительства внедрили программы, снижающие затраты на закупку и установку, а также различные преимущества для работодателя.Однако многие работодатели не знают о существовании этих программ, и на плечи заинтересованных сотрудников ложится с ними поговорить.


Теперь, когда вы более знакомы со всеми типами зарядки для электромобиля или подключаемого гибрида, мы предлагаем вам прочитать наше руководство о том, как выбрать домашнее зарядное устройство 2-го уровня.Поскольку 80% вашей зарядки будет производиться дома, это действительно важно выбрать зарядную станцию, отвечающую вашим потребностям.

КАК ВЫБРАТЬ ПОДХОДЯЩЕЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО?

Вы нашли этот контент полезным? Поделитесь им с друзьями, которые могут захотеть узнать больше о том, как заряжать электромобиль.

цепей питания :: Next.гр

- Стр. 6

  • Вы можете сэкономить на счетах за электроэнергию, переключившись на альтернативные источники энергии. Описанный здесь фотоэлектрический модуль или солнечная панель может обеспечивать мощность 5 Вт. При полном солнечном свете солнечная панель выдает 16. 5V. Может ток поставить ....

  • Линейное зарядное устройство постоянного тока / постоянного напряжения для одноэлементных литий-ионных (li-ion) может быть сконструировано с использованием только крошечной микросхемы контроллера зарядного устройства EUP8054 и нескольких пассивных компонентов.Этот крошечный чип интегральной схемы подходит для различных ....

  • На схеме здесь показано минимальное количество компонентов для зарядного устройства USB с использованием микросхемы LTC4053 для получения полностью совместимого зарядного устройства USB. Эта ИС представляет собой автономное линейное зарядное устройство для литий-ионных (литий-ионных) аккумуляторов, которое может получать питание напрямую от USB....

  • Зарядное устройство в этом проекте предназначено для зарядки двух никель-металлгидридных или никель-кадмиевых элементов AA любой емкости (при условии, что они одинаковы) примерно до 470 мА. Он будет заряжать никель-металлгидридные аккумуляторы 700 мАч примерно за 1,5 часа, никель-металлогидридные аккумуляторы 1500 мАч примерно за 3,5 часа и никель-металлогидридные аккумуляторы 2500 мАч примерно за 5,5 ...

  • Схема автомобильного зарядного USB-адаптера

    с использованием схемы регулятора LM317..

  • ..

  • Это схема зарядного устройства, эта схема имеет преимущества, которые могут автоматически отключать электрическую зарядку аккумулятора.Датчик напряжения, используемый в этой схеме, - LM301 IC2. Этот датчик служит для отключения АКБ, если напряжение зарядки упало ....

  • Эта схема зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов заряжает аккумулятор до 75 мА до тех пор, пока аккумулятор не зарядится, а затем снижает ток до минимальной скорости. Он полностью зарядит разряженную / обесточенную батарею за 4 часа, и батарею можно оставлять в зарядном устройстве на неопределенный срок.....

  • 200 мА в час Цепь зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов 12 В. Эта схема зарядного устройства NiCAD заряжает батарею током 75 мА до тех пор, пока она не будет заряжена, а затем снижает ток до минимальной скорости. Следующая диаграмма представляет собой принципиальную схему батареи NiCAD 12 В ....

  • Для этой схемы требуется стабилизированный входной каскад с напряжением 10 В постоянного тока, способный обеспечить ток 2 А.Начинает период заряда при 240 мА, а при полной зарядке автоматически переключается в плавающее состояние (постоянный заряд) 12 мА. Конденсаторы должны быть керамическими 50В (или больше) ....

  • На следующей схеме представлена ​​схема зарядного устройства для гелевых батарей 6 В. Перечень компонентов: R1 = 22 Ом, 1 Вт R2 = 270 Ом R3 = 220 Ом * R4 = 715 Ом, 1% * R5 = 3.57K, 1% * R6 = 1. 40K, 1% * R7 = 1. 47K, 1% C1 = 0. 1 F, керамический C2 = 0. 1 F, ....

  • В схеме экранирования сотового телефона используются две микросхемы таймера NE555: одна как очень простой нестабильный мультивибратор (IC2), а вторая как моностабильный мультивибратор (IC3). Нестабильный мультивибратор имеет временные резисторы R1 и R2, но с тех пор не имеет временного конденсатора....

  • Схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов

    . LM301A сравнивает падение напряжения на R1 с опорным напряжением 18 мВ, установленным R2. Выход компаратора управляет регулятором напряжения, заставляя его выдавать более низкое плавающее напряжение при зарядке батареи ....

  • Следующая диаграмма представляет собой принципиальную схему зарядного устройства Ni-CAD, в которой предусмотрены ограничения по току и напряжению для продления срока службы батареи.Лампа L1 будет гореть ярко, а светодиод погаснет, когда батарея разряжена, а батарея ....

  • Напряжение питания 220–240 В переменного тока понижается до 9 В переменного тока трансформатором X1. Выход трансформатора выпрямляется диодами с D1 по D4, подключенными по мостовой схеме, а положительный источник постоянного тока напрямую подключается к выходному контакту зарядного устройства, в то время как....

  • ..

  • Некоторые из вас могут задаться вопросом, зачем вообще нужно зарядное устройство, чтобы заряжать аккумулятор на 12 В от источника 12 В! Ну, во-первых, источник «12 вольт» обычно варьируется от 11 вольт до 15 вольт, а затем аккумулятор нуждается в контролируемом токе заряда и....

  • Разработка зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов с разделением нагрузки MCP73837 Аккумуляторы часто служат в качестве основного источника энергии для портативных электронных устройств. Хотя они зависят от батарей, портативных бытовых электронных устройств, таких как устройства GPS и мультимедиа ....

  • Все мы хорошо знаем о солнечных батареях и их функциях.Основные функции этих удивительных устройств - преобразование солнечной энергии или солнечного света в электричество. В основном солнечная панель состоит из отдельных частей отдельных фотоэлектрических элементов .....

  • Зарядное устройство работает путем подачи короткого импульса тока через последовательный резистор и последующего контроля напряжения батареи, чтобы определить, требуется ли еще один импульс.Ток можно регулировать путем изменения последовательного резистора или регулировки входного напряжения .....

  • В этой схеме также используется операционный усилитель IC LM324 для управления VN64GA сигналом ошибки и управления выходным напряжением. Это выходное напряжение является пульсирующим постоянным током, что вполне удовлетворительно для зарядки аккумулятора.Эта схема также может быть преобразована в ....

  • Эта схема имеет выходное напряжение 14 В при максимальном токе 4 А. Можно использовать на батареях nicad и на аккумуляторных батареях, влажных и сухих. Но аккумулятор должен быть на 12 Вольт и иметь ток 4А или выше. Текущее напряжение заполнения для микросхемы CA3140 или LM324.Можно какие две микросхемы .....

  • Эту схему можно использовать для зарядки аккумуляторов и аккумуляторов, схема может иметь очень стабильный выход, который продлит срок службы аккумулятора и максимизирует добавленную емкость аккумулятора. Когда зарядка также была довольно быстрой, поэтому можно оптимизировать время. Используется диак ....

  • Это устройство рассчитано на напряжение зарядки 2,4 В на элемент в соответствии с рекомендациями большинства производителей.Эта схема подает импульс на аккумулятор ниже 14,4 В (6 ячеек по 2, 4 В на элемент) с частотой 120 Гц. Вы читаете Схемы ....

  • Зарядное устройство оснащено настройками выходного напряжения, так что мы можем регулировать, какое напряжение заряжать аккумулятор. А настройки, использующие потенциалы, облегчают нам управление напряжением до мВ.См. Схему зарядного устройства ниже: Вы читаете ....

  • Эта схема быстро заряжает аккумулятор. Если вам нужно более быстрое зарядное устройство, вам рекомендуется эта схема. И это зарядное устройство имеет низкую температуру, температура составляет 5 градусов по Цельсию. Входное напряжение составляет 15 вольт постоянного тока, а выходное напряжение для зарядки составляет 6-12 В и вы....

  • ..

  • Это очень простое зарядное устройство 9В - 30В, зарядное устройство с основным управлением от микросхемы LM317L и транзистора 2N222.Напряжение постоянного тока на входе, рекомендуемый конденсатор - 1000 мкФ. Он может фильтровать выходное напряжение и обеспечивать длительный срок службы батареи. И сделать это несложно ....

  • Без какой-либо схемы зарядного устройства USB для аккумулятора телефона мы можем заряжать аккумулятор телефона через порт на USB-компьютере, но это быстро приведет к повреждению аккумулятора телефона, и аккумулятор будет выпирать.Потому что напряжение, которое было выдано на usb, составляет 5 вольт, а напряжение ....

  • Действительно, схема зарядного устройства аккумулятора, требуемое напряжение должно соответствовать напряжению батареи, например, 12 вольт, выходное напряжение не должно быть выше 12 вольт, а 12 вольт не должно быть слишком низким. Если оно не соответствует требуемому напряжению ,....

  • ..

  • ..

Зарядка электромобиля | HowStuffWorks

Любой электромобиль, использующий аккумуляторы, нуждается в зарядной системе для подзарядки аккумуляторов.Система зарядки имеет две цели:

  • Подавать электричество в батареи настолько быстро, насколько это позволяют батареи
  • Для контроля за батареями и предотвращения их повреждения в процессе зарядки

Самые сложные системы зарядки контролируют напряжение аккумулятора, ток и температуру аккумулятора, чтобы минимизировать время зарядки. Зарядное устройство передает столько тока, сколько может, без слишком сильного повышения температуры батареи. Менее сложные зарядные устройства могут контролировать только напряжение или силу тока и делать определенные предположения о средних характеристиках батареи.Такое зарядное устройство может подавать максимальный ток на батареи до 80 процентов их емкости, а затем уменьшать ток до некоторого заданного уровня на последние 20 процентов, чтобы избежать перегрева батарей.

Объявление

Электромобиль Джона Мани на самом деле имеет две разные системы зарядки. Одна система принимает питание 120 или 240 вольт от обычной электрической розетки. Другой - индукционная система зарядки Magna-Charge, популяризированная автомобилем GM / Saturn EV-1.Рассмотрим каждую из этих систем отдельно.

Обычная бытовая система зарядки имеет то преимущество, что ее можно подзарядить везде, где есть розетка. Минус - время зарядки.

Обычная бытовая розетка на 120 В обычно имеет автоматический выключатель на 15 А, а это означает, что максимальное количество энергии, которое может потреблять автомобиль, составляет примерно 1500 Вт или 1,5 киловатт-часа в час. Поскольку для полной зарядки аккумуляторной батареи в машине Джона обычно требуется от 12 до 15 киловатт-часов, полная зарядка автомобиля с использованием этого метода может занять от 10 до 12 часов.

При использовании 240-вольтовой цепи (например, розетки для электрической сушилки) автомобиль может получать 240 вольт при 30 ампер или 6,6 киловатт-часов в час. Такое расположение позволяет значительно ускорить зарядку и полностью зарядить аккумулятор за четыре-пять часов.

В машине Джона горловина бензобака была удалена и заменена на заглушку. Простое подключение к стене с помощью удлинителя для тяжелых условий эксплуатации запускает процесс зарядки.

В этой машине зарядное устройство встроено в контроллер. В большинстве самодельных автомобилей зарядное устройство представляет собой отдельную коробку, расположенную под капотом, или даже может быть отдельно стоящим устройством, отдельным от автомобиля.

В следующем разделе мы рассмотрим систему Magna-Charge.

Как сделать схему зарядного устройства суперконденсатора

Термин Суперконденсатор и его возможное использование в электромобилях, смартфонах и устройствах Интернета вещей широко рассматриваются в последнее время, но сама идея суперконденсатора восходит к 1957 году, когда он был Компания General Electric впервые провела эксперимент по увеличению емкости своих конденсаторов.За прошедшие годы технология суперконденсаторов значительно улучшилась, и сегодня они используются в качестве резервных батарей, солнечных батарей и других приложений, где требуется кратковременное повышение мощности. Многие ошибочно считают суперконденсаторы заменой батареи в долгосрочной перспективе, но, по крайней мере, с учетом современных технологий суперконденсаторы - это не что иное, как конденсаторы с высокой зарядной емкостью, вы можете узнать больше о суперконденсаторах из наших предыдущих статей.

В этой статье мы узнаем , как безопасно заряжать такие суперконденсаторы, разработав простую схему зарядного устройства , а затем использовать ее для зарядки нашего суперконденсатора, чтобы проверить, насколько хорошо он удерживает энергию.Подобно аккумуляторным элементам, суперконденсатор также может быть объединен в конденсаторные блоки питания, подход к зарядке конденсаторных блоков питания отличается и выходит за рамки данной статьи. Здесь будет использоваться простой и общедоступный 5,5-вольтовый 1F монетный суперконденсатор, который похож на монетный элемент. Мы изучим , как заряжать суперконденсатор монетного типа и использовать его в подходящих приложениях .

Зарядка суперконденсатора

Смутно сравнивая суперконденсатор с батареей, суперконденсаторы имеют низкую плотность заряда и худшие характеристики саморазряда. , но все же с точки зрения времени зарядки, срока хранения и цикла зарядки суперконденсаторы превосходят батареи.В зависимости от наличия зарядного тока суперконденсаторы могут быть заряжены менее чем за минуту , и при правильном обращении они могут прослужить более десяти лет.

По сравнению с батареями, суперконденсаторы имеют очень низкое значение ESR (эквивалентное последовательное сопротивление), что позволяет более высокому значению тока течь в конденсатор или из него, что позволяет ему быстрее заряжаться или разряжаться большим током. Но из-за этой способности выдерживать большой ток суперконденсатор необходимо безопасно заряжать и разряжать, чтобы предотвратить тепловой пробой.Когда дело доходит до зарядки суперконденсатора, есть два золотых правила: конденсатор должен заряжаться с правильной полярностью и напряжением, не превышающим 90% от его полной емкости по напряжению .

Суперконденсаторы

, представленные сегодня на рынке, обычно рассчитаны на 2,5, 2,7 или 5,5 В. Так же, как и литиевый элемент, эти конденсаторы должны быть соединены последовательно и параллельно, чтобы сформировать блоки высоковольтных батарей. В отличие от батарей, конденсатор при последовательном подключении будет взаимно суммировать свое общее номинальное напряжение, что требует добавления дополнительных конденсаторов для формирования аккумуляторных блоков приличной стоимости.В нашем случае у нас есть конденсатор 5,5 В 1 Ф, поэтому напряжение зарядки должно составлять 90% от 5,5, что составляет около 4,95 В.

Энергия, накопленная в суперконденсаторе

При использовании конденсаторов в качестве элементов накопления энергии для питания наших устройств важно определить запасенную в конденсаторе энергию, чтобы предсказать, как долго устройство может работать. Формулы для расчета энергии , хранящейся в конденсаторе, можно представить как E = 1 / 2CV 2 . Итак, в нашем случае для 5.Конденсатор 5V 1F при полной зарядке запасенная энергия будет

  E = (1/2) * 1 * 5,5  2  
  E = 15 джоулей  

Теперь, используя это значение , мы можем рассчитать, как долго конденсатор может питать вещи , скажем, например, если нам нужно 500 мА при 5 В в течение 10 секунд. Затем энергия, необходимая для этого устройства, может быть рассчитана по формуле Энергия = Мощность x время . Здесь мощность рассчитывается по формуле P = VI, , поэтому для 500 мА и 5 В мощность равна 2.5 Вт.

  Энергия = 2,5 x (10/60 * 60)
Энергия = 0,00694 Вт-час или 25 джоулей  

Из этого мы можем сделать вывод, что нам понадобятся как минимум два из этих конденсаторов параллельно (15 + 15 = 30), чтобы получить блок питания Джоулей, которого хватит для питания нашего устройства в течение 10 секунд.

Определение полярности на суперконденсаторе

Когда дело доходит до конденсатора и батарей, мы должны быть очень осторожны с полярностью.Конденсатор с обратной полярностью, скорее всего, нагреется и расплавится, а иногда и лопнет в худшем случае. У нас есть конденсатор монетного типа, полярность которого обозначена маленькой белой стрелкой, как показано ниже.

Я предполагаю, что направление стрелки указывает направление тока . Вы можете думать об этом так, как будто ток всегда течет от положительного к отрицательному, и, следовательно, стрелка начинается с положительной стороны и указывает на отрицательную сторону.Как только вы узнаете полярность и захотите зарядить его, вы даже можете использовать RPS, установите его на 5,5 В (или 4,95 В для безопасности), а затем подключите положительный вывод RPS к положительному выводу, а отрицательный вывод к отрицательному выводу и вы должны увидеть, что конденсатор заряжается.

Основываясь на номинальном токе RPS, вы можете заметить, что конденсатор заряжается в течение нескольких секунд, и как только он достигнет 5,5 В, он перестанет потреблять ток. Теперь этот полностью заряженный конденсатор можно использовать в подходящих целях до того, как он саморазрядится.

Вместо использования RPS в этом руководстве мы создадим зарядное устройство, которое регулирует напряжение 5,5 В от адаптера 12 В и будем использовать его для зарядки суперконденсатора . Напряжение конденсатора будет контролироваться с помощью компаратора операционного усилителя, и как только конденсатор будет заряжен, схема автоматически отключит суперконденсатор от источника напряжения. Звучит интересно, так что приступим.

Необходимые материалы

  • Адаптер 12 В
  • LM317 Регулятор напряжения IC
  • LM311
  • IRFZ44N
  • BC557 PNP транзистор
  • светодиод
  • Резистор
  • Конденсатор

Принципиальная схема

Полная принципиальная схема этой цепи зарядного устройства суперконденсатора приведена ниже.Схема была нарисована с помощью программного обеспечения Proteus, моделирование будет показано позже.

Схема питается от адаптера 12В; Затем мы используем LM317 для регулирования 5,5 В для зарядки нашего конденсатора. Но эти 5,5 В будут подаваться на конденсатор через полевой МОП-транзистор, действующий как переключатель. Этот переключатель замыкается только в том случае, если напряжение конденсатора ниже 4,86 ​​В, поскольку конденсатор заряжается и напряжение увеличивается, переключатель размыкается и предотвращает дальнейший заряд аккумулятора.Это сравнение напряжения выполняется с помощью операционного усилителя, и мы также используем транзистор BC557 PNP для свечения светодиода после завершения процесса зарядки. Представленная выше принципиальная схема разбита на сегменты ниже для объяснения.

LM317 Регулировка напряжения:

Резистор R1 и R2 используется для определения выходного напряжения регулятора LM317 по формуле Vout = 1,25 x (1 + R2 / R1). Здесь мы использовали значение 1k и 3.3k для регулирования выходного напряжения 5,3 В, что достаточно близко к 5,5 В. Вы можете использовать наш онлайн-калькулятор для расчета желаемого выходного напряжения на основе имеющегося у вас номинала резистора.

Операционный усилитель Компаратор:

Мы использовали микросхему компаратора LM311, чтобы сравнить значение напряжения суперконденсатора с фиксированным напряжением. Это фиксированное напряжение подается на контакт номер 2 с помощью схемы делителя напряжения. Резисторы 2.2 кОм и 1,5 кОм понижают напряжение 4,86 ​​В от 12 В. Это 4,86 ​​вольта по сравнению с реф напряжением (напряжения конденсатора), который подключен к контакту 3. Когда напряжение матча меньше, чем 4.86V выходного контакта 7 будет идти высоко с 12V с нагрузочным резистором 10 кОм. Это напряжение затем будет использоваться для управления MOSFET.

МОП-транзистор и BC557:

МОП-транзистор IRFZ44N используется для подключения суперконденсатора к зарядному напряжению на основе сигнала от операционного усилителя.Когда операционный усилитель переходит в высокий уровень, он выдает 12 В на выводе 7, который включает МОП-транзистор через его базовый вывод, аналогично, когда операционный усилитель становится низким (0 В), МОП-транзистор открывается. У нас также есть PNP-транзистор BC557 , который включает светодиод, когда MOSFET выключен, указывая на то, что напряжение конденсатора превышает 4,8 В.

Моделирование цепи зарядного устройства суперконденсатора

Для моделирования схемы я заменил батарею переменным резистором, чтобы обеспечить переменное напряжение на контакте 3 операционного усилителя.Суперконденсатор заменен светодиодом, чтобы показать, запитан он или нет. Результат моделирования можно найти ниже.

Как вы можете видеть при использовании пробников напряжения, когда напряжение на инвертирующем контакте ниже, чем на неинвертирующем контакте, операционный усилитель становится высоким с 12 В на контакте 7, который включает полевой МОП-транзистор и, таким образом, заряжает конденсатор (желтый светодиод). Это 12 В также запускает транзистор BC557, чтобы выключить зеленый светодиод. По мере увеличения напряжения конденсатора (потенциометра) загорается зеленый светодиод, так как операционный усилитель выдает 0 В, как показано выше.

Зарядное устройство суперконденсатора

Схема довольно проста и может быть построена на макетной плате, но я решил использовать плату Perf, чтобы я мог повторно использовать схему в будущем при каждой попытке зарядить свой суперконденсатор. Я также собираюсь использовать его вместе с солнечной панелью для портативных проектов, поэтому постарался сделать его как можно меньше и жестче. Моя полная схема после пайки на точечной плате показана ниже .

Две женские палочки айсберга можно постучать с помощью штифтов из крокодиловой кожи для зарядки конденсатора.Желтый светодиодный индикатор указывает на питание модуля, а синий светодиод указывает на состояние зарядки . После завершения процесса зарядки светодиодный индикатор загорится, в противном случае он останется выключенным. Как только схема будет готова, просто подключите конденсатор, и вы увидите, что синий светодиод погаснет, а через некоторое время он снова загорится, показывая, что процесс зарядки завершен. Вы можете увидеть плату в заряженном и заряженном состоянии ниже.

Полная работа с может быть найдена в видео, приведенном под внизу этой страницы. Если у вас возникнут проблемы с тем, чтобы заставить это работать, опубликуйте их в разделе комментариев или используйте наш форум для других технических вопросов.

Улучшения дизайна

Схема, представленная здесь, является грубой и работает по назначению; Здесь обсуждаются несколько обязательных улучшений, которые я заметил после сборки. BC557 нагревается из-за наличия 12 В на его базе и эмиттере, поэтому вместо BC557 следует использовать высоковольтный диод.

Во-вторых, поскольку конденсатор заряжает, компаратор напряжения измеряет изменение напряжения, но когда полевой МОП-транзистор выключается после зарядки, операционный усилитель определяет низкое усиление напряжения и снова включает полевой транзистор, этот процесс повторяется несколько раз, прежде чем операционный усилитель полностью отключится. .Цепь фиксации на выходе операционного усилителя решит проблему.

Лучшие 3 схемы контроллера заряда солнечных батарей MPPT для эффективной зарядки аккумулятора

MPPT, как мы все знаем, относится к отслеживанию точки максимальной мощности, которое обычно связано с солнечными панелями для оптимизации их производительности с максимальной эффективностью. В этом посте мы узнаем о 3 лучших схемах контроллера MPPT для эффективного использования солнечной энергии и зарядки аккумулятора наиболее эффективным способом.

Где используется MPPT

Оптимизированный выходной сигнал от схем MPPT в основном используется для зарядки аккумуляторов с максимальной эффективностью от доступного солнечного света.

Новые любители обычно находят эту концепцию сложной и путаются со многими параметрами, связанными с MPPT, такими как точка максимальной мощности, «изгиб» графика I / V и т. Д.

На самом деле нет ничего более сложного в этой концепции, потому что солнечная панель - это не что иное, как источник питания.

Оптимизация этого источника питания становится необходимой, потому что обычно солнечные панели не имеют тока, но обладают избыточным напряжением, эти аномальные характеристики солнечной панели имеют тенденцию становиться несовместимыми со стандартными нагрузками, такими как батареи 6 В, 12 В, которые имеют более высокий рейтинг AH и более низкое напряжение по сравнению с к характеристикам панели, и, кроме того, постоянно меняющийся солнечный свет делает устройство крайне несовместимым с его параметрами V и I.

И именно поэтому нам требуется промежуточное устройство, такое как MPPT, которое может «понимать» эти вариации и выдавать наиболее желаемый выходной сигнал от подключенной солнечной панели.

Возможно, вы уже знакомы с этой простой схемой MPPT на базе IC 555, которая была специально исследована и разработана мной и представляет собой отличный пример работающей схемы MPPT.

Почему MPPT

Основная идея, лежащая в основе всех MPPT, состоит в том, чтобы снизить или урезать избыточное напряжение на панели в соответствии со спецификациями нагрузки, убедившись, что вычитаемое значение напряжения преобразуется в эквивалентное количество тока, таким образом уравновешивая I x V величина на входе и выходе всегда на должном уровне.... мы не можем ожидать чего-то большего от этого полезного устройства, не так ли?

Вышеупомянутое автоматическое отслеживание и соответствующее эффективное преобразование параметров реализовано с использованием ступени слежения с ШИМ и ступени понижающего преобразователя или иногда ступени повышающего / понижающего преобразователя, хотя отдельный понижающий преобразователь дает лучшие результаты и его проще реализовать.

Дизайн № 1: MPPT с использованием PIC16F88 с 3-уровневой зарядкой

В этом посте мы изучаем схему MPPT, которая очень похожа на конструкцию IC 555, с той лишь разницей, что используется микроконтроллер PIC16F88 и улучшенный 3-уровневый цепь зарядки.

Пошаговые рабочие детали

Базовые функции различных этапов можно понять с помощью следующего описания:

1) Выход панели отслеживается путем извлечения из него некоторой информации через соответствующие сети делителей потенциала.

2) Один операционный усилитель от IC2 сконфигурирован как повторитель напряжения, он отслеживает мгновенное выходное напряжение с панели через делитель потенциала на своем выводе 3 и передает информацию на соответствующий измерительный вывод PIC.

3) Второй операционный усилитель от IC2 становится ответственным за отслеживание и мониторинг переменного тока с панели и подает его на другой вход считывания PIC.

4) Эти два входа обрабатываются внутри MCU для разработки соответственно настроенной ШИМ для каскада понижающего преобразователя, связанного с его выводом №9.

5) Выходной сигнал PWM PIC буферизируется Q2, Q3 для безопасного запуска переключающего P-mosfet. Соответствующий диод защищает затвор МОП-транзистора от перенапряжений.

6) MOSFET переключается в соответствии с переключаемыми ШИМ и модулирует ступень понижающего преобразователя, образованную катушками индуктивности L1 и D2.

7) Вышеупомянутые процедуры обеспечивают наиболее подходящий выходной сигнал понижающего преобразователя, который имеет более низкое напряжение, чем у батареи, но богатый током.

8) Выходной сигнал понижающего преобразователя постоянно настраивается и соответствующим образом регулируется IC в соответствии с отправляемой информацией от двух операционных усилителей, связанных с солнечной панелью.

9) В дополнение к вышеупомянутому регулированию MPPT, PIC также запрограммирован на мониторинг зарядки аккумулятора с помощью 3 дискретных уровней, которые обычно определяются как основной режим, режим абсорбции и плавающий режим.

10) MCU «следит» за повышением напряжения батареи и регулирует понижающий ток, соответственно, поддерживая правильные уровни в амперах во время 3-х уровней процедуры зарядки. Это выполняется в сочетании с элементом управления MPPT, что похоже на обработку двух ситуаций одновременно для получения наиболее благоприятных результатов для батареи.

11) Сама PIC снабжается прецизионно регулируемым напряжением на ее выводе Vdd через IC TL499, здесь можно заменить любой другой подходящий стабилизатор напряжения для обеспечения того же.

12) Термистор также можно увидеть в конструкции, он может быть дополнительным, но может быть эффективно настроен для мониторинга температуры батареи и передачи информации в PIC, который без особых усилий обрабатывает эту третью информацию для настройки выходного сигнала понижающего преобразователя, гарантируя, что температура аккумулятора никогда не поднимается выше опасного уровня.

13) Светодиодные индикаторы, связанные с PIC, указывают различные состояния зарядки аккумулятора, что позволяет пользователю получать актуальную информацию о состоянии зарядки аккумулятора в течение дня.

14) Предлагаемая схема MPPT с использованием PIC16F88 с 3-уровневой зарядкой поддерживает зарядку аккумулятора 12 В, а также зарядку аккумулятора 24 В без каких-либо изменений в схеме, за исключением значений, указанных в скобках, и настройки VR3, которую необходимо отрегулировать, чтобы разрешить выход составлять 14,4 В в начале для батареи 12 В и 29 В для батареи 24 В.

Программный код можно скачать здесь.

Дизайн № 2: Контроллер заряда батареи MPPT с синхронным переключением

Второй вариант основан на устройстве bq24650, которое включает усовершенствованный встроенный контроллер заряда батареи с синхронным переключением MPPT.Он предлагает высокий уровень регулирования входного напряжения, что предотвращает зарядный ток аккумулятора каждый раз, когда входное напряжение падает ниже указанного значения. Узнать больше:

Всякий раз, когда к входу подключена солнечная панель, контур стабилизации питания опускает усилитель для зарядки, чтобы солнечная панель могла производить максимальную выходную мощность.

Как работает IC BQ24650

bq24650 обещает предоставить синхронный контроллер PWIVI с постоянной частотой с оптимальным уровнем точности со стабилизацией тока и напряжения, предварительной подготовкой заряда, отключением заряда и проверкой уровня заряда.

Микросхема заряжает аккумулятор на трех дискретных уровнях: предварительное кондиционирование, постоянный ток и постоянное напряжение.

Зарядка отключается, как только уровень тока приближается к 1/10 скорости быстрой зарядки. Таймер предварительной зарядки установлен на 30 минут.

Bq2465O без ручного вмешательства перезапускает процедуру зарядки в случае, если напряжение батареи возвращается ниже установленного внутри предела или достигает минимального режима ожидания в режиме ожидания, в то время как входное напряжение становится ниже напряжения батареи.2 тонких варианта QFN.

Принципиальная схема

Паспорт bq24650

РЕГУЛИРОВКА НАПРЯЖЕНИЯ АККУМУЛЯТОРА

В bq24650 используется чрезвычайно точный регулятор напряжения для определения зарядного напряжения. Напряжение зарядки предварительно устанавливается с помощью резистивного делителя между батареей и землей, при этом средняя точка подключается к выводу VFB.

Напряжение на выводе VFB ограничено опорным значением 2,1 В. Это опорное значение используется в следующей формуле для определения желательного уровня регулируемого напряжения:

В (прочесе) = 2.1V x [1 + R2 / R1]

, где R2 подключен от VFB к батарее, а R1 подключен от VFB к GND. Литий-ионные, LiFePO4, а также свинцово-кислотные аккумуляторы SMF идеально подходят для аккумуляторов.

Большинство имеющихся в продаже литий-ионных элементов теперь можно эффективно заряжать до 4,2 В на элемент. Аккумулятор LiFePO4 поддерживает процесс значительно более высоких циклов заряда и разряда, но недостатком является то, что плотность энергии не слишком хороша. Распознанное напряжение ячейки равно 3.6В.

Профиль заряда двух элементов Li-Ion и LiFePO4 - это предварительное кондиционирование, постоянный ток и постоянное напряжение. Для эффективного срока службы заряда / разряда предел напряжения в конце заряда может быть снижен до 4,1 В / элемент, однако его плотность энергии может стать намного ниже по сравнению с химической спецификацией на основе лития, свинцово-кислотная быть предпочтительным аккумулятором из-за его низких производственных затрат, а также быстрых циклов разряда.

Общий порог напряжения от 2.От 3 до 2,45 В. После того, как батарея полностью заряжена, требуется постоянный или непрерывный заряд для компенсации саморазряда. Порог капельного заряда составляет 100–200 мВ ниже точки постоянного напряжения.

РЕГУЛИРОВАНИЕ ВХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Солнечная панель может иметь исключительный уровень на кривой VI или VP, широко известный как точка максимальной мощности (MPP), при которой полная фотоэлектрическая (PV) система работает с оптимальной эффективностью и генерирует требуемый максимум. выходная мощность.

Алгоритм постоянного напряжения - это самый простой доступный вариант отслеживания точки максимальной мощности (MPPT). Bq2465O автоматически отключает зарядный усилитель, чтобы включить точку максимальной мощности для достижения максимальной эффективности.

Состояние включения

Микросхема bq2465O включает в себя компаратор «SLEEP» для определения средств подачи напряжения на вывод VCC, поскольку VCC может быть отключен как от батареи, так и от внешнего адаптера переменного / постоянного тока.

Если напряжение VCC больше, чем напряжение SRN, и выполняются дополнительные критерии для процедур зарядки, bq2465O впоследствии начинает попытки зарядить подключенный аккумулятор (см. Раздел «Включение и отключение зарядки»).

Если напряжение SRN выше по сравнению с VCC, что означает, что аккумулятор является источником питания, bq2465O включен для более низкого тока покоя (<15 мкА) в спящем режиме, чтобы предотвратить утечку тока из аккумулятора. .

Если VCC ниже предела UVLO, IC отключается, после чего VREF LDO отключается.

ВКЛЮЧЕНИЕ И ОТКЛЮЧЕНИЕ ЗАРЯДКИ

Перед инициализацией процесса зарядки предлагаемой схемы контроллера заряда батареи с синхронным переключателем MPPT необходимо обеспечить следующие аспекты:

• Процесс зарядки включен (MPPSET> 175 мВ)

• Устройство не работает в режиме блокировки при пониженном напряжении (UVLO), а VCC превышает предел VCCLOWV

• IC не находится в режиме SLEEP (т.е.е. VCC> SRN)

• Напряжение VCC ниже предела перенапряжения переменного тока (VCC

• Промежуток времени 30 мс выполняется после первого включения

• Напряжения REGN LDO и VREF LDO фиксированы на заданном уровне соединения

• Термическое отключение (TSHUT) не инициализировано - TS неисправен не идентифицирован. Любая из следующих технических проблем может препятствовать продолжающейся зарядке батареи:

• Зарядка отключена (MPPSET <75 мВ)

• Адаптер вход отключен, провоцируя переход ИС в режим VCCLOWV или SLEEP

• Входное напряжение адаптера ниже 100 мВ выше отметки батареи

• Адаптер рассчитан на более высокое напряжение

• Напряжение REGN или VREF LDO не соответствует спецификации

• Определен предел теплоты TSHUT IC • Напряжение TS выходит за пределы указанного диапазона, что может указывать на то, что температура батареи очень высокая или, наоборот, намного ниже

Self-Triggered I n-built SOFT-START CHARGER CURRENT

Зарядное устройство самостоятельно плавно запускает ток регулирования мощности зарядного устройства каждый раз, когда зарядное устройство переходит в режим быстрой зарядки, чтобы убедиться, что нет абсолютно никаких перерегулирований или стрессовых условий на подключенных внешних конденсаторах или преобразователь мощности.

Плавный пуск отличается повышением мощности стабилизирующего усилителя на восемь равномерно выполняемых рабочих шагов рядом с заранее установленным уровнем тока зарядки. Все назначенные шаги продолжаются около 1,6 мс в течение указанного периода Up в 13 мс. Для включения обсуждаемой операционной функции не требуется никаких внешних частей.

РАБОТА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Синхронный понижающий преобразователь PWM использует режим заданной частоты напряжения со стратегией управления с прямой связью.

Компенсационная конфигурация версии III позволяет системе включать керамические конденсаторы в выходной каскад преобразователя. Входной каскад компенсации внутренне связан между выходом обратной связи (FBO) и входом усилителя ошибки (EAI).

Каскад компенсации обратной связи установлен между входом усилителя ошибки (EAI) и выходом усилителя ошибки (EAO). Необходимо определить каскад выходного LC-фильтра, чтобы обеспечить резонансную частоту около 12 кГц - 17 кГц для устройства, для которого резонансная частота fo формулируется как:

fo = 1/2 π √LoCo

Встроенная пилообразная рампа позволяет сравнивать входные данные внутреннего контроля ошибок EAO для изменения рабочего цикла преобразователя.

Амплитуда линейного изменения составляет 7% от входного напряжения адаптера, что позволяет постоянно и полностью пропорционально входному напряжению адаптера.

Это устраняет любые изменения коэффициента усиления контура из-за изменения входного напряжения и упрощает процедуры компенсации контура. Рампа уравновешивается на 300 мВ, так что рабочий цикл равен нулю процентов, когда сигнал EAO ниже рампы.

Сигнал EAO также может превосходить по количеству сигнал пилообразного изменения частоты с целью достижения 100% -ного требования ШИМ рабочего цикла.

Встроенная логика управления затвором позволяет достичь рабочего цикла 99,98%, в то же время подтверждая, что N-канальное устройство верхнего уровня постоянно передает столько, сколько необходимо, чтобы всегда быть на 100% включенным.

В случае, если напряжение между контактами BTST и PH снижается ниже 4,2 В в течение более чем трех интервалов, в этом случае n-канальный МОП-транзистор верхнего плеча отключается, а n-канальный низкочастотный | Power MOSFET запускается, чтобы опустить узел PH и зарядить конденсатор BTST.

После этого драйвер верхнего плеча нормализуется до 100% рабочего цикла до тех пор, пока напряжение (BTST-PH) не станет снова снижаться до низкого уровня из-за истощающего тока утечки конденсатора BTST ниже 4,2 В, а также сброса Импульс переоформляется.

Генератор заданной частоты поддерживает жесткое управление частотой переключения при большинстве обстоятельств входного напряжения, напряжения аккумулятора, тока заряда и температуры, упрощая схему выходного фильтра и удерживая его вдали от состояния звуковых помех.

Дизайн № 3: Схема быстрой зарядки MPPT

Третья лучшая схема MPPT в нашем списке объясняет простую схему зарядного устройства MPPT с использованием IC bq2031 от TEXAS INSTRUMENTS, , которая лучше всего подходит для быстрой зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов емкостью относительно высокая скорость

Abstract

Эта статья о практическом применении предназначена для людей, которые могут разрабатывать зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов на основе MPPT с помощью зарядного устройства bq2031.

Эта статья включает структурный формат для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов емкостью 12 А-ч с использованием MPPT (отслеживание точки максимальной мощности) для повышения эффективности зарядки для фотоэлектрических приложений.

Введение

Самой простой процедурой зарядки аккумулятора от систем солнечных панелей может быть подключение аккумулятора прямо к солнечной панели, однако это может быть не самый эффективный метод.

Предположим, что солнечная панель имеет мощность 75 Вт и генерирует ток 4.65 А при напряжении 16 В при нормальной температуре окружающей среды 25 ° C и инсоляции 1000 Вт / м2.

Свинцово-кислотный аккумулятор рассчитан на напряжение 12 В; Прямое подключение солнечной панели к этой батарее снизит напряжение панели до 12 В, и панель сможет вырабатывать только 55,8 Вт (12 В и 4,65 А) для зарядки.

Преобразователь постоянного тока в постоянный может быть наиболее подходящим для экономичной зарядки.

В этом практическом документе описывается модель, в которой для эффективной зарядки используется bq2031.

ВАХ солнечной панели

На Рисунке 1 показаны стандартные аспекты систем солнечных панелей. Isc - это ток короткого замыкания, который протекает через панель в случае короткого замыкания солнечной панели.

Это оптимальный ток, который может быть извлечен из солнечной панели.

Voc - напряжение холостого хода на выводах солнечной панели.

Vmp и Imp - это уровни напряжения и тока, при которых максимальная мощность может быть приобретена от солнечной панели.

В то время как солнечный свет снижает оптимальный ток (Isc), который может быть достигнут, самый высокий ток от солнечной панели также подавляется. На рисунке 2 показано изменение ВАХ в зависимости от солнечного света.

Синяя кривая связывает детали максимальной мощности при различных значениях инсоляции

Причина, по которой схема MPPT состоит в том, чтобы попытаться поддерживать рабочий уровень солнечной панели в точке максимальной мощности в нескольких условиях солнечного света.

Как видно из рисунка 2, напряжение, при котором доставляется максимальная мощность, не сильно меняется от солнечного света.

Схема, созданная с помощью bq2031, использует этот символ для реализации MPPT.

Добавлен дополнительный контур управления током для уменьшения тока заряда по мере уменьшения дневного света, а также для поддержания напряжения солнечной панели около максимального напряжения точки питания.

Зарядное устройство MPPT на базе bq2031

Лист данных BQ2031

На рис. 3 показана схема платы DV2031S2 с добавленным контуром управления током, добавленным для выполнения MPPT с использованием операционного усилителя TLC27L2.

bq2031 держит зарядный ток, сохраняя напряжение 250 мВ при чувстве сопротивления R 20. опорного напряжения 1.565 V создаются с использованием 5 V от U2.

Входное напряжение сравнивается с опорным напряжением для получения напряжения ошибки, которое может быть реализовано на выводе SNS bq2031 для уменьшения тока заряда.

Напряжение (V mp), при котором максимальная мощность может быть получена от солнечной панели, регулируется с помощью резисторов R26 и R27. V mp = 1.565 (R 26 + R 27) / R 27.

При R 27 = 1 кОм и R 26 = 9,2 кОм достигается V mp = 16 В. TLC27L2 внутренне настроен на полосу пропускания 6 кГц при V dd = 5 В. В основном из-за того, что полоса пропускания TLC27L2 значительно ниже частоты переключения bq2031, добавленный контур регулирования тока продолжает оставаться постоянным.

bq2031 в более ранней схеме (рис. 3) предлагает оптимальный ток 1 А.

В случае, если солнечная панель питания может обеспечить достаточную мощность для зарядки аккумулятора при 1 А, внешний контур управления не включается.

Однако, если изоляция ухудшается, и солнечная панель изо всех сил пытается доставить достаточно энергии для зарядки аккумулятора при токе 1 А, внешний контур управления снижает ток заряда, чтобы сохранить входное напряжение на уровне V mp.

Результаты, представленные в таблице 1, подтверждают функционирование схемы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *