У будь-якому автомобілі АКБ заряджається генератором. Сам генератор видає в електромережу стабілізовану напругу, що не перевищує 14,2-14,4 Вольта. Цікаво те, що для повної зарядки АКБ до його клем необхідно підвести 14,5 Вольт або більше, що залежить від типу батареї. І будь-який штатний акумулятор, перебуваючи під капотом авто, ніколи не буде заряджений на 100%. Висновок: цикл повної зарядки можна провести, якщо використовувати зарядні пристрої. Далі мова піде про їх правильної експлуатації.
Найпростіше - зарядка стабілізованою струмом
Існує клас зарядних пристроїв, здатних регулювати вихідний струм. Користуватися таким обладнанням просто, треба лише знати, чому дорівнює найбільший зарядний струм для кожного акумулятора. Дивимося на корпус АКБ, знаходимо значення ємності:
Етикетка акумулятора BOSCH Silver
Значення, як бачите, вказано в ампер-годинах. Зазвичай зустрічаються такі цифри: 55 або 60 Ah. Пам'ятайте, що максимальний зарядний струм - це одна десята електричної ємності, поділена на годину.
Приклад: 60 ділимо на 10 і отримуємо 6. Значить, АКБ ємністю 60 А * год можна заряджати струмом, що перевищує 6 Ампер.
Повний цикл заряду, проведеного з використанням максимально допустимого струму, дорівнює 10-ти годинах. Це випливає з теорії. На практиці, однак, все виглядає складніше:
- При досягненні заряду, що становить 75% ємності, силу струму зменшують вдвічі. Для свинцево-кислотних АКБ при такому рівні заряду на клемах буде таку напругу - рівно 14,4 В;
- Заряджаючи необслуговується батарею, зменшуйте ток ще в 2 рази, як тільки напруга на клемах досягне 15-ти Вольт (85-90% заряду);
- Потрібно пам'ятати про те, що дійсне значення ємності залежить від температури. При -30 Гр. Цельсія вона знижується до 50%. Значить, якщо плануєте експлуатувати батарею при низьких температурах, Ніколи не доводьте заряд до 100% від номіналу.
З ради під номером «1» випливає висновок: через шість, максимум через сім годин виконання зарядки треба проконтролювати, чому дорівнює напруга на клемах. Якщо вам невідомо, чому воно має дорівнювати при заряді 75%, просто зменшіть ток вдвічі.
Батарея вважається повністю зарядженої, якщо напруга на її клемах при проведенні зарядки не змінюється. Проведіть виміри двічі з інтервалом в 1 годину. Цього буде достатньо.
Використання стабілізаторів напруги
Стандартний зарядний пристрій дозволяє регулювати силу струму і нічого більше. Проте, в сучасному обладнанні передбачена наявність другого режиму, в якому оператор може встановлювати значення напруги.
Сучасне зарядний пристрій з можливістю установки вольтажа За ідеєю, використовувати режим стабілізованого напруги потрібно на другому етапі зарядки. Тобто спочатку АКБ заряджають стабілізованою струмом, а потім, дійшовши до 50% ємності, можна встановити фіксований напруга:
- 14,4 В - щоб зарядити батарею на 70-80%;
- 15 В - щоб довести заряд до 85-90% ємності;
- 16 В - так батарея зарядиться на 95-97%.
Суть в тому, що не можна просто виставити на клемах 16 Вольт і забути про АКБ на пару годин. Якщо зазначену напругу подавати на розряджений акумулятор, ви отримаєте силу струму 40-50 А. В принципі, на початковому етапі такі значення будуть допустимими.Але різні клеми, проводи, а також внутрішні схеми обладнання значну силу струму не витримають.
У кожному зарядному пристрої, здатному стабілізувати напругу, передбачена вбудована захист. Вона спрацює відразу, як тільки сила зарядного струму перевершить 30 Ампер. Будьте уважні, не заряджайте напругою 16 і навіть 15 Вольт повністю «сів» акумулятор!
У міру зарядки АКБ, якщо використовується постійна напруга, Сила струму буде знижуватися. Саме тому проводити зарядку стабілізованою напругою рекомендують на фінальному етапі. Батарея вважається зарядженої, коли виконана одна умова: сила струму наблизилася до мінімуму і не змінюється протягом години.
Зимова експлуатація АКБ
Рада, актуальний для зими, звучить просто: не залишайте розряджений акумулятор в умовах негативних температур. Чим ближче заряд знаходиться до 0%, тим нижче концентрація кислоти в електроліті. Ну а вода при температурі 0 Гр. має звичай замерзати.
Температура замерзання завжди залежить від щільності Якщо є підозра, що всередині АКБ утворився лід, спочатку проводять прогрів. А вже потім, коли лід розтане, батарею можна буде заряджати.
Існує наступна рекомендація: якщо мотор на морозі не заводиться, але АКБ ще не розряджений, потрібно просто включити світло фар і почекати хвилин 5. В результаті лід розплавиться, двигун запуститься, а далі почне працювати генератор. У деяких випадках, можливо, це дійсно спрацьовує. Але краще відігрівати АКБ в приміщенні.
Не заряджайте акумулятор, якщо немає впевненості в тому, що лід всередині «банок» повністю відсутня. Порушивши це правило, можна викликати пошкодження контактних пластин. Номінальна ємність в результаті знизиться, і значно.
Відключивши акумулятор від зарядного пристрою, можна перевірити, до якої міри він в даний момент заряджений:
- Якщо напруга в відсутність навантаження одно 12,65 В, значить заряд АКБ становить 99-100%;
- Напруга 12,1 В відповідає 50-процентному заряду;
- 11,7 В - повний розряд;
- Якщо напруга не перевищує 11 Вольт, акумулятор підлягає заміні.
Можете заряджати батарею акумулятора, не знімаючи її з автомобіля. Тоді обов'язково потрібно відключати мінусову клему, а вже потім під'єднують «крокодили» стабілізатора:
Як відключити мінусову клему «Мінусовій» контакт АКБ має звичай окислюватися. Тут вам допоможуть напилок, наждачний папір і звичайний ніж, якщо його не шкода.
Можна намагатися запустити стартер, використовуючи «зовнішній» АКБ. Але тоді штатну батарею необхідно відключати. Зробити це можна зазначеним способом - достатньо від'єднати одну клему (мінусову).
Відео - приклад
Бувають випадки, коли необхідно пропускати стабільний струм через світлодіоди, обмежити струм зарядки акумуляторів або випробувати джерело живлення, а реостата під рукою немає. У цьому, і не тільки, випадку допоможуть спеціальні схемотехнічні рішення обмежують, що регулюють і стабілізуючі струм. Далі детально розглянуті схеми стабілізаторів і регуляторів струму
Джерела струму, на відміну від джерел напруги, стабілізують вихідний струм, змінюючи вихідна напругатак, щоб струм через навантаження завжди залишався однаковим.
Таким чином, джерело струму відрізняється від джерела напруги, як вода відрізняється від суші. Типове застосування джерел струму - харчування світлодіодів, зарядка акумуляторів і т.п.
Увага! Не плутайте стабілізатор струму зі стабілізатором напруги! Це може погано скінчитися =)
Простий стабілізатор струму на кренк
Для цього стабілізатора струму досить застосувати КР142ЕН12 або LM317. це регульовані стабілізаторинапруги здатні працювати з струмами до 1,5А, вхідними напругами до 40В і розсіюють потужність до 10 Вт (при дотриманні теплового режиму).
Схема і застосування показані на малюнках нижче
Власне споживання даних мікросхем відносно невелике - близько 8мА і це споживання практично не змінюється при зміні струму що протікає через крен або зміни вхідного напруги. Як бачимо, в наведених вище схемах, стабілізатор LM317 працює як стабілізатор напруги, утримуючи на резисторі R3 постійна напруга, яке можна регулювати в деяких межах будівельних резистором R2. В даному випадку R3 називається токозадающего резистором. Оскільки опір R3 незмінно, то струм через нього буде стабільним. Струм на вході крен буде приблизно на 8мА більше.
Таким чином, ми отримали простий як віник стабілізатор струму, який може застосовуватися як електронна навантаження, джерело струму для заряду акумуляторів і т.п.
Інтегральні стабілізатори досить спритно реагують на зміну вхідної напруги. Недолік же такого регулятора струму - дуже великий опір токозадающего резистора R3 і як наслідок необхідність застосовувати більш потужні і більш дорогі резистори.
Простий стабілізатор струму на двох транзисторах
Досить широкого поширення набули простенькі стабілізатори струму на двох транзисторах. Основний мінус цієї схеми - не дуже хороша стабільність струму в навантаженні при зміні живлячої напруги. Втім, для багатьох застосувань згодяться і такі характеристики.
Далі показана схема стабілізатора струму на транзисторі. В даній схемі токозадающего резистором є R2. При збільшенні струму через VT2, збільшиться напруга на токозадающего резисторі R2, яке при величині приблизно 0,5 ... 0,6 В починає відкривати транзистор VT1. Транзистор VT1 відкриваючись починає закривати транзистор VT2 і струм через VT2 зменшується.
замість біполярного транзистора VT2, можна застосувати - польовий транзистор.
Стабілітрон VD1 вибирається на напругу 8 ... 15В і необхідний у випадках, коли напруга в мережі досить велика і може пробити затвор польового транзистора. Для потужних MOSFET це напруга становить близько 20В. Далі показана схема стабілізатора струму з використанням MOSFET.
Потрібно враховувати, що MOSFET відкриваються при напрузі на затворі не менше 2В, відповідно збільшується і напруга, необхідне для нормальної роботи схеми стабілізатора струму. При зарядці акумуляторів і деяких інших завданнях цілком достатньо буде включити транзистор VT1 з резистором R1 безпосередньо до джерела живлення так, як це показано на малюнку:
У схемах стабілізатора струму на транзисторах необхідне значення токозадающего резистора для заданого значення струму приблизно в два рази менше, ніж в схемах із стабілізатором на КР142ЕН12 або LM317. Це дозволяє застосувати токозадающій резистор меншої потужності.
Стабілізатор струму на операційному підсилювачі (на ОУ)
Якщо необхідно зібрати регульований в широких межах стабілізатор струму або стабілізатор струму з токозадающего резистором на порядок або навіть два нижче, ніж на схемах, показаних раніше, можна застосувати схему з підсилювачем помилки на ОУ (операційному підсилювачі). Схема такого стабілізатора струму показана на рис:
В даній схемі токозадающего є резистор R7. ОУ DA2.2 посилює напругу токозадающего резистора R7 - це посилене напруга помилки. ОУ DA2.1 порівнює опорна напруга і напруга помилки і регулює стан польового транзистора VT1.
Зверніть увагу, що схема вимагає окремого харчування, що подається на роз'єм XP2. Напруга харчування повинно бути достатнім для роботи компонентів схеми і не перевищувати значення напруги пробою затвора MOSFET VT1.
Як генератор опорного напруги в схемі на рис. 7 застосована мікросхема DA1 REF198 з вихідним напругою 4,096В. Це досить дорога мікросхема, тому її можна замінити звичайною Кренке, а якщо напруга живлення схеми (+ U) є стабільним, то і зовсім обійтися без стабілізатора напруги в даній схемі. В цьому випадку змінний резистор R приєднується ні до REF, а до + U. У разі електронного управління схемою висновок 3 DA2.1 можна підключити безпосередньо до виходу ЦАП.
Для настройки схеми необхідно виставити повзунок змінного резистора R1 у верхнє за схемою становище, підлаштування резистором R3 встановити необхідне значення струму - це значення буде максимальним. Тепер резистором R1 можна регулювати струм через VT1 від 0 до встановленого при налаштуванні максимального струму. Елементи R2, C2, R4 необхідні для запобігання порушенню схеми. Через цих елементів тимчасові характеристики не є ідеальними, що видно по осциллограмме
На осциллограмме промінь 1 (жовтий) показує напругу навантажувати ІП (джерела живлення), промінь 2 (блакитний) показує напругу на токозадающего резисторі R7. Як видно, протягом 80 мкс через схему протікає струм в кілька разів більше встановленого.
Стабілізатор струму на мікросхемі імпульсного стабілізатора напруги
Іноді від стабілізатора струму потрібно не тільки працювати в широкому діапазоні живлячої напруги і навантажень, але і мати високий ККД. У цих випадках компенсаційні стабілізатори не годяться і на зміну їм приходять стабілізатори імпульсні (ключові). Крім того, імпульсні стабілізатори можуть при невеликому вхідному напрузі отримувати висока напругана навантаженні.
- Напруга пітянія 2 ... 16,5В
- Власне споживання 110uA
- Вихідна потужність до 15W
- ККД при струмі навантаження 10mA ... 1A досягає 90%
- Опорна напруга 1,5V
На малюнку показаний один з варіантів включення мікросхеми, саме його ми і візьмемо за основу нашої схеми.
Спрощено процес стабілізації виглядає наступним чином. Резистори R1 і R2 є дільниками вихідної напруги мікросхеми, як тільки ділене напруга, що надходить на висновок FB мікросхеми MAX771, більше опорного напруги (1,5V) мікросхема зменшує вихідна напруга і навпаки - якщо напруга на виводі FB менше 1,5V, мікросхема збільшує вхідний напруга.
Очевидно, що якщо контрольні ланцюга змінити так, щоб MAX771 реагувала (і відповідно регулювала) вихідний струм, то ми полчім стабілізований джерело струму.
Нижче показані модифікована схема з обмеженням вихідної напруги і варіант навантаження.
При невеликому навантаженні, поки падіння напруги на струмовимірювальні резистори R3 менше 1,5V, схема на Ріс.10a працює як стабілізатор напруги, стабілізуючи напругу на рівні стабилитрона VD2 + 1,5V. Як тільки струм навантаження стає досить великим, на R3 падіння напруги збільшується і схема переходить в режим стабілізації струму.
Резистор R8 встановлюється в тому випадку, якщо напруга стабілізації може бути великим - більше 16,5V. Резистор R3 є токозадающего і розраховується за формулою: R3 = 1,5 / Iст.
Недоліком схеми є досить велике падіння напруги на струмовимірювальні резистори R3. Даний недолік усувається застосуванням операційного підсилювача (ОУ) для посилення сигналу з резистора R3. Наприклад, якщо резистор потрібно зменшити в 10 разів при заданому струмі, то підсилювач на ОП повинен посилити напругу падаюче на R3 теж в 10 разів.
висновок
Отже, було розглянуто кілька схем виконують функцію стабілізації струму. Звичайно ж, ці схеми можна покращувати, збільшуючи швидкодію, точність і т.д. Можна застосовувати в якості датчика струму спеціалізовані мікросхеми і робити надпотужні регулюючі елементи, але ці схеми ідеально підходять в тих випадках, коли потрібно швидко створити інструмент для полегшення своєї роботи або вирішення певного кола завдань.
Попалася в інтернеті схема двоканального зарядного пристрою. Я не став робити відразу на два канали, тому що не було необхідності - зібрав один. Схема цілком робоча і заряджає прекрасно.
Схема ЗУ для автоакумулятор
Характеристики зарядного пристрою
- Напруга мережі 220 В.
- Вихідна напруга 2 х 16 В.
- Струм заряду 1 - 10 А.
- Струм розряду 0,1 - 1 А.
- Форма струму заряду - однополуперіодний випрямляч.
- Ємність акумуляторів 10 - 100 А / ч.
- Напруга акумуляторів, що заряджаються 3,6 - 12 В.
Опис роботи: це зарядно-розрядний пристрій на два канали з роздільним регулюванням струму заряду і струму розряду, що дуже зручно і дозволяє підібрати оптимальні режимивідновлення пластин акумулятора виходячи з їх технічного стану. Використання циклічного режиму відновлення призводить до значного зниження виходу газів сірководню і кисню через їх повного використання в хімічній реакції, прискорено відновлюється внутрішній опір і ємність до робочого стану, відсутня перегрів корпусу і викривлення пластин.
Струм розряду при зарядці асиметричним струмом повинен становити не більше 1/5 струму заряду. В інструкціях заводів виробників перед зарядкою акумулятора потрібно зробити розрядку, тобто провести формовку пластин перед зарядом. Шукати відповідну розрядну навантаження немає необхідності, досить виконати відповідне переключення в пристрої. Контрольну розрядку бажано проводити струмом в 0,05с від ємності акумулятора протягом 20 годин. Схема дозволяє провести формовку пластин двох акумуляторів одночасно з роздільним установкою розрядного і зарядного струму.
Регулятори струму представляють ключові регулятори на потужних польових транзисторах VT1, VT2.
У ланцюгах зворотнього зв'язкувстановлені оптопари, необхідні для захисту транзисторів від перевантаження. При великих токах заряду вплив конденсаторів C3, C4 мінімальне і майже однополуперіодний ток тривалістю 5 мс з паузою в 5 мс прискорює відновлення пластин акумуляторів, за рахунок паузи в циклі відновлення, не виникає перегріву пластин і електролізу, поліпшується рекомбінація іонів електроліту з повним використаннямв хімічній реакції атомів водню і кисню.
Конденсатори С2, С3 працюючи в режимі множення напруги, при перемиканні діодів VD1, VD2, створюють додатковий імпульс для розплавлення крупнокристаллической сульфатации та переказ оксиду свинцю в аморфний свинець. Регулятори струму обох каналів R2, R5 харчуються від параметричних стабілізаторів напруги на стабілітронах VD3, VD4. Резистори R7, R8 в ланцюгах затворів польових транзисторів VT1, VT2 обмежують струм затвора до безпечної величини.
Транзистори оптопари U1, U2 призначені для шунтування напруги затвора польових транзисторів при перевантаженні зарядним або розрядних струмами. Напруга управління знімається з резисторів R13, R14 в ланцюгах стоку, через підлаштування резистори R11, R12 і через обмежувальні резистори R9, R10 на світлодіоди оптопари. при підвищеній напрузіна резисторах R13, R14 транзистори оптопар відкриваються і знижують напругу управління на затворах польових транзисторів, струми в ланцюзі втік-витік знижуються.
Обговорити статтю ПРОСТОЇ регульованих АВТОМОБІЛЬНЕ Зарядний
Стабілізатор струму дозволяє отримувати струми в навантаженні від 1 мА до 10 А
. Пристрій містить наступні основні вузли: джерело опорного напруги, потужний генератор вихідного струму, прецизійний задає вузол, а також блок живленняі вимірювальні прилади
. Потужний генератор вихідного струму, що формує струм в навантаженні, побудований на базі операційного підсилювача по класичною схемою. Регулюючий елемент виконаний на складених транзисторах VT2 і VT3.
Джерело опорного напруги являє собою повторювач напруги, вихід якого навантажений на ряд послідовно з'єднаних прецизійних резисторів R4-R12. На вхід повторювача приходить постійна напруга Uo, що надходить з виходу двоступеневого параметричного стабілізатора напруги на опорних діодах VD1 і VD3 серії Д818Е і КС515А через дільник на резисторах Rl - R3. На кожному з 9 навантажувальних резисторів R4 - R12 падає однакову напругу, рівне U0 / 9 Таким чином, з виходів цього дільника можна зняти десять опорних напруг в діапазоні від Про до U0 Для підвищення точності завдання навантажувальні резистори обрані низькоомними з допуском 1%. Вихідні сигнали ІОН формують в заданому вузлі напруги управління потужним генератором вихідного струму.
Схема джерела струму для заряду АКБ
Прецизійний задає вузол являє собою акумулятор, виконаний на високоточному ОУ серії К140УД14А. Він забезпечує підсумовування опорних напруг, що знімаються з дільника R4-R12. Це дозволяє встановити на виході ОУ DA2 за допомогою перемикачів SA1 - SA4 будь-яку напругу від 0 до 1,111 U0 відповідно до вираження:
де К1, К2, КЗ, К4 -0, 1, 2, ... 9 - коефіцієнти, що встановлюються перемикачами SA1 - SA4 відповідно. Таким чином, прецизійний задає вузол дозволяє дискретно встановити задає напругу з кроком U0 / 9000 Для високої точності підсумовування резистори суматора повинні мати допуск 0,05 ... 0,1% і опір значно більше, ніж у резисторів ІОН. Така побудова задає вузла забезпечує простоту і високу точність установки при мінімальній кількості деталей.