простые и интересные  РАДИОСХЕМЫ сделанные своими руками

» ДАТАШИТ
Например: TDA2050


» РАДИОБЛОГИ
Как я делал Гаусс-ган, а получился шокер
Цветомузыка на микросхеме индикаторе уровня
Генератор импульсов на микросхеме К174ХА11
Реставрация лабораторного БП
Зарубежные схемы FM трансмиттеров
Почему светодиоды надо питать током?
Последнее интервью Никола Теслы
Керамические конденсаторы К10-83
Использование старых спутниковых тюнеров
Шуруповёрт: вторая жизнь


Зарядное для AGM автомобильных аккумуляторов

Как известно, AGM батареи критичны к режиму зарядки. Обычные зарядные устройства без контроля напряжения зарядки могут вывести их из строя. Внутри AGM батареи свинцовые пластины находятся в своего рода пакетах, наполненных электролитом в виде геля. У этих батарей много преимуществ перед традиционными, но они требуют определенного к ним отношения при эксплуатации. Их нельзя эксплуатировать в условиях высоких температур (поэтому их размещают вне моторного отсека, в салоне или багажнике авто). Напряжение их зарядки не должно превышать 14,7 в.

Производители этих батарей рекомендуют следующий режим их зарядки:

  • 1 этап — основной. Заряд аккумуляторной батареи током 0.1С ( С — емкость батареи в А/Ч) до напряжения 14.5-14.8в. Этот момент очень важен так как на этой границе начинается бурное расщепление воды на кислород и водород, тем самым создаётся избыточное давление в банках. Избыточное давление выходит через предохранительные клапаны, повышается кислотность электролита, происходит отслоение геля от пластин, уменьшаются токоотдача и срок службы батареи. То есть это этап с ограничением напряжения.
  • 2 этап – буферный. При достижении на батарее порога напряжения 14,5 – 14,8 в мгновенное снижение напряжения заряда до 13,6 – 13,8 в с ограничением тока. Вот о таком устройстве и пойдет речь.

Я решил собрать собственное зарядное устройство для зарядки AGM батарей еще и потому, что в свое время приобрел продвинутую фирменную зарядку СТЭК MXS – 5.0 и поставил у нее на выходе ампервольтметр для контроля параметров зарядки. При этом был неприятно удивлен, что в режиме основной зарядки для AGM батарей напряжение зарядки превышало 15 в при токе 4,5 А. Я даже задавал вопрос дилеру этих устройств в России, а почему собственно так? Ведь такого быть не должно ни в коем случае! Но внятного ответа так и не получил. За основу я взял схему с сайта forum.cxem.net/index.php автора «kurilka», как наиболее подходящую с моей точки зрения для повторения. Вот она:

Мне пришлось доработать схему под мои задачи. Дело в том, что автор использовал ее на слаботочных нагрузках. Мне же нужно заряжать батарею током около 4 А в основном режиме, не менее. Поэтому, когда я ее собрал и запустил, то получил зарядный ток около 0,5 А, разумеется заменив силовой транзистор Q1 на более мощный, а именно – КТ819. Никакие манипуляции с настройками не давали желаемого результата.

Я предположил, что недостаточное смещение на выходном транзисторе не дает ему открыться. При включенном режиме зарядки, когда на выходе 555 присутствует высокий потенциал, транзистор Q2 открыт и шунтирует управляемый стабилитрон TL431. Напряжение на базе Q1 в этом случае определяется разницей величин напряжения питания ( у меня 21 в) и падением напряжения на R5. Оно получалось недостаточным, чтобы транзистор Q1 открылся. Увеличить напряжение можно уменьшив R5. Но в этом случае возрастает коллекторный ток через Q3 и он наверняка выйдет из строя (для 2N3409 100 миллиампер – это предел).

Что я сделал?

Поменял Q3 на КТ815. У него тоже напряжение насыщения 0,6 в, как и у 2N3409, но ток 1,5 А макс. Я рассчитал схему следующим образом. R5 — 240 Ом. Коллекторный ток на КТ815 при этом мал, радиатор не требуется. На базе Q1 стало около 14 в и он открылся. Ток зарядки стал 4,2 А. Он ограничивается величиной сопротивления R7, которое примерно рассчитывается: J = 0,6/R7. 0,6 в – это напряжения насыщения транзистора Q3, который открываясь шунтирует напряжение смещения на Q1, заставляя его закрываться и тем самым ограничивая ток через него. У меня R7 – 0,15 Ом мощностью 10 Вт. Ток при этом около 4 А. Аккумулятор заряжается до напряжения отсечки, т.е. до 14,7 В, как я установил настройками. Затем срабатывает на отключение таймер 555 и напряжение на базе Q1 будет определяться уже напряжением открывшегося стабилитрона, т.е.13,6 В — буферный режим.

А это как раз то напряжение смещения транзистора Q1, при котором ток зарядки при полностью заряженной батарее ( в процессе дозарядки после включения буферного режима ток постепенно уменьшается, у меня с 2,5 А в начальный момент при переключении в буферный режим) должен быть около 0,5 А или немного меньше 0,01С. Это нормально. Такой ток не вредит батарее и компенсирует ее саморазряд.

Все процедуры настройки схемы описаны автором, поэтому я не буду их повторять, а просто приложу авторскую статью.

Узел питания состоит из трансформатора (в моем случае тороидальный) с напряжением вторичной обмотки 16 – 18 в, выпрямительного моста соответствующих параметров и конденсаторов фильтра, емкость которых зависит от нагрузки, в моем случае 20 000 мкф. Напряжение на входе схемы после фильтра у меня около 21 в. Охлаждение силового ключа на транзисторе КТ819 выполнено на радиаторе компьютерного процессора с кулером. Как оказалось, этот радиатор настолько эффективен, что не позволяет разогреться транзистору на токе 4 А более 50 градусов. В этом случае напряжение на вентиляторе около 8 в и он работает не в полную силу. Можно использовать и меньший радиатор.

Схема блока управления кулером с плавной регулировкой оборотов вентилятора в зависимости от температуры нагрева использовалась очень простая, всего из трех деталей, — транзистор MOSFET IRFBC 40, терморезистор с отрицательным ТКС ( у меня 6,8 ком) и подстроечный резистор ( у меня 2,2 ком). Номиналы резисторов не критичны, главное, чтобы сопротивление подстроечника было примерно в 3 раза меньше сопротивления терморезистора.

Вот, что у меня в итоге получилось:



Для тех, кто хочет почитать статью автора исходной схемы в оригинале рекомендую скачать: "Автоматическое устройство для зарядки кислотных свинцовых, (гелевых) аккумуляторов." Там подробное описание схемы и ее настройки. Я же дал только информацию по своим изменениям.

Всем заряженных батарей и приличных пусковых токов. За сим откланиваюсь - BUSTER 333.

Buster333 - 25.05.2016 - Прочитали: 2846

        
Ваши комментарии к материалу
1 Buster333   (26.05.2016 09:14)
В процессе испытаний пришлось доработать схему.
Дело в том, что в режиме основной зарядки резистор R5 обеспечивает напряжение смещения на Q1. Но когда схема переключается в буферный режим и транзисторы Q1 и Q3 закрыты, а TL431 открывается и ток идет по цепи R5 - U3? этот резистор является ограничительным по току через регулируемый стабилитрон TL431 и его сопротивление является недостаточным для обеспечения безопасного для U3 тока. Ток слишком велик. U3 греется и может выйти из строя (я два так спалил)..
То есть, в рабочем режиме необходим резистор, обеспечивающий достаточное смещение на Q1 для получения нужного нам тока зарядки ( в моем случае 4 А), а в буферном режиме требуется резистор значительно большего номинала для ограничения тока через U3 (его рабочий ток не более 100 мА).
Поэтому я ввел реле на выходе таймера 555, которое при наличии на нем высокого потенциала замыкает резистор малого сопротивления, отвечающий за смещение на Q1, а в буферном режиме, когда на выходе 555 низкий уровень (или 0 в), обесточивается и переключается на резистор большого номинала, ограничивающего ток через U3 до его рабочего значения.
Вот рисунок схемы http://radioskot.ru/SHEMA5/49902575.jpg

2 Buster333   (26.05.2016 11:34)
И еще одно уточнение. Конденсатор С3 НЕ ЭЛЕКТРОЛИТ! Это сглаживающий конденсатор и установить его желательно ближе к 6 ноге микросхемы.

3 Buster333   (26.05.2016 12:23)
И еще. Реле должно иметь сопротивление обмотки такое, чтобы не перегрузить по току выход микросхемы (максимальный ток выходного транзистора NE555 - 150 мА). Это необходимо учитывать.

4 Buster333   (26.05.2016 14:19)
Простите меня, коллеги, но все-таки решил написать еще один пост.
Продвинутые корифеи могут его не читать. В основном это для таких же, как я любителей, желающих понять, что происходит в кишках их изделия.
Дело в том, что необходимо понимать принцип работы устройства и процессы, в нем происходящие. И только разобравшись в этом, можно осуществлять осознанные действия по его настройке. Я лично потратил определенное время на это и некоторое количество электронных компонентов, которые стали жертвой моей пытливости. Зачем повторять ошибки, через которые я прошел.
Итак. Имеем три реперные точки.
1. Напряжение отключения таймера 555 (отключение основного режима зарядки), а именно - 14,7 в. (верхний порог по напряжению).
2. Напряжение включения таймера 555 (примерно соответствует 50 % разряда аккумулятора) - 12,2 в. (включение режима основной зарядки).
3. Напряжение буферного режима ( режим ограничения тока 0,01С, или "добивка" аккумулятора до 100% заряда и поддержание его в таком состоянии) - 13,6 - 13,8 в.

Настройка.
Начнем с конца. Извлекаем микросхему.
Вместо батареи ставим конденсатор (можно электролит, естественно соблюдая полярность и подходящий по напряжению) и подключаем вольтметр. С помощью R8,R9 выставляем напряжение буферного режима (13,6 - 13,8 в).
Другими словами, мы настраиваем делитель напряжения для получения нужного потенциала на управляющем выводе регулируемого стабилитрона TL431 для получения нужного напряжения стабилизации. Я манипулировал двумя переменными резисторами, временно подключив их вместо R8 и R9, а затем заменил их постоянными тех же номиналов. Желательно подобрать их точно, комбинируя, если потребуется, параллельное и последовательное их соединение. Можно применить подстроечники, впаяв их вместо постоянных резисторов и оставив в схеме, на желательно тогда многооборотные.

Далее выставляем верхний и нижний пороги срабатывания микросхемы 555. Для этого устанавливаем микросхему на её законное место, отключаем разъем (в авторской схеме перемычка, в моей - разъем папа-мама. Вот для чего он нужен. Без него настройка превратится в гемморой, нужно отключать питание от делителя), а вместо аккумулятора подключаем блок питания (желательно лабораторный или на худой конец регулируемый по напряжению), выставляем на нём около 14 в. Далее выставляем на блоке питания желаемый минимальный порог включения заряда (я ставил 12,2 в) и резистором R3 добиваемся включения NE555 ( на выходе напряжение близкое к напряжению питания микросхемы, т.е. около 12 в), это состояние наглядно продемонстрирует вспыхнувший индикаторный светодиод ( обратите внимание, напряжение срабатывания должно быть обязательно ниже напряжения буферного режима. В моем случае это 12,2 против 13,7 в).
Точно также настройте верхний порог срабатывания микросхемы (на выходе около 0 в, светодиод потух) - 14,6 - 14,8 в.
Эти манипуляции с двумя подстроечными резисторами довольно муторные и деликатные, так как поворот движка любого из них влияет и на верхнее и на нижнее напряжение, они изменяются. Нужно постоянно подстраивать то один, то другой, чтобы добиться нужного результата.
Но ищущий да обрящет! И вот нам это удалось! Мы выставили все три реперные точки по контрольным напряжениям. Устройство настроено. Все отключаем.
Соединяем разомкнутый технологический разъем.
Подключаем наш аккумулятор. И... Надеюсь все будет хорошо, как и получилось у меня.

5 Buster333   (04.06.2016 16:13)
В итоге я еще доработал схему. Дело в том, что автор первоисточника убедил меня отказаться от использования реле из-за его инерционности. То есть оно отработает, спору нет, только нет и гарантии, что за время его срабатывания не успеет сгореть TL431. Ток на нем хоть и мгновение, но будет убойный.
По его совету я ввел в схему в цепь между базой Q1 и землей транзистор КТ814 (комплимент КТ 815-му), а стабилитрон TL431 включил между его коллектором и базой, а между базой и эмиттером - резистор 1 ком. То есть зашунтировал TL431 транзистором, через который пошел основной ток. Этот транзистор установил на небольшой радиатор около 20 см2 ( при работе он греется где-то до 50 гр.С). Резистор R5 поставил 150 Ом.
Сейчас все работает нормально. Откатал полный цикл зарядки на разряженном аккумуляторе Varta 68 Ah AGM. Все в штатном режиме. Аккумулятор зарядился током около 4 А до 14,7в, затем зарядка переключилась на буферный режим со снижением тока до 0,7 А.
Хочу выразить огромную благодарность автору начальной схемы kurilka ( kretin_kretin@.....ru) за его помощь в доводке схемы для зарядки аккумуляторов средней емкости, то есть автомобильных.
Здоровья ему и творческой удачи.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
» ПОИСК СХЕМ



» РАДИОЭЛЕМЕНТЫ

» МИКРОНАУШНИКИ

Группа вконтакте Канал ютуб Группа в фэйсбук Мобильная версия © 2010-2016, "Радиосхемы". Все права защищены. Почта