Автоматическая зарядка акб своими руками

Простое автоматическое зарядное устройство

Кому некогда «заморачиваться» со всеми нюансами зарядки автомобильного аккумулятора, следить за током зарядки, вовремя отключить, чтоб не перезарядить и т.д., можно порекомендовать простую схему зарядки автомобильного АКБ с автоматическим отключением при полной зарядке аккумулятора. В этой схеме используется один не мощный транзистор для определения напряжения на аккумуляторе.

Схема простого автоматического зарядного устройства автомобильного аккумулятора

Список необходимых деталей:

• R1 = 4,7 кОм;
• Р1 = 10K подстроечный;
• T1 = BC547B, КТ815, КТ817;
• Реле = 12В, 400 Ом, (можно автомобильное, например: 90.3747);
• TR1 = напряжение вторичной обмотки 13,5-14,5 В, ток 1/10 от емкости АКБ (например: АКБ 60А/ч — ток 6А);
• Диодный мост D1-D4 = на ток равный номинальному току трансформатора = не менее 6А (например Д242, КД213, КД2997, КД2999 …), установленные на радиаторе;
• Диоды D1(параллельно реле), D5,6 = 1N4007, КД105, КД522…;
• C1 = 100uF/25V.
• R2, R3 — 3 кОм
• HL1 — АЛ307Г
• HL2 — АЛ307Б

В схеме отсутствует индикатор зарядки, контроля тока (амперметр) и ограничение зарядного тока. При желании можно поставить на выход амперметр в разрыв любого из проводов. Светодиоды (HL1 и HL2) с ограничительными сопротивлениями (R2 и R3 — 1 кОм) или лампочки параллельно С1 «сеть», а к свободному контакту RL1 «конец заряда».

Изменённая схема

Ток, равный 1/10 от ёмкости АКБ подбирается количеством витков вторичной обмотки трансформатора. При намотке вторички трансформатора необходимо сделать несколько отводков для подбора оптимального варианта зарядного тока.

Заряд автомобильного (12-ти вольтового) аккумулятора считается законченным, когда напряжение на его клеммах достигнет 14,4 вольт.

Порог отключения (14,4 вольт) устанавливается подстроечным резистором Р1 при подключенном и полностью заряженном аккумуляторе.

При зарядке разряженного аккумулятора напряжение на нём будет около 13В, в процессе зарядки ток будет падать, а напряжение возрастать. Когда напряжение на аккумуляторе достигнет 14,4 вольт, транзистор Т1 отключит реле RL1 цепь заряда будет разорвана и АКБ отключится от зарядного напряжения с диодов D1-4.

При снижении напряжения до 11,4 вольт, зарядка снова возобновляется, такой гистерезис обеспечивают диоды D5-6 в эмиттере транзистора. Порог срабатывания схемы становится 10 + 1,4 = 11,4 вольт, которые могут быть рассмотрены как для автоматического перезапуска процесса зарядки.

Такое самодельное простое автоматическое автомобильное зарядное устройство поможет Вам проконтролировать процесс зарядки, не проследить окончание зарядки и не перезарядить свой аккумулятор!

Использованы материалы сайта:homemade-circuits.com

Другой вариант схемы зарядного устройства для 12-ти вольтового автомобильного аккумулятора с автоматическим отключением по окончании зарядки

Схема немного сложнее предыдущей, но с более чётким срабатыванием.

Источник

АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНОЕ

Автоматическое зарядное устройство предназначено для зарядки и десульфатации 12-ти вольтовых АКБ ёмкостью от 5 до 100 Ач и оценки уровня их заряда. Зарядное имеет защиту от переполюсовки и от короткого замыкания клемм. В нём применено микроконтроллерное управление, благодаря чему осуществляются безопасные и оптимальные алгоритмы зарядки: IUoU или IUIoU, с последующей дозарядкой до полного уровня зарядки. Параметры зарядки можно подстроить под конкретный аккумулятор вручную или выбрать уже заложенные в управляющей программе.

Основные режимы работы устройства для заложенных в программу предустановок.

>>
Режим зарядки — меню «Заряд». Для аккумуляторов емкостью от 7Ач до 12Ач по умолчанию задан алгоритм IUoU. Это значит:

— первый этап — зарядка стабильным током 0.1С до достижения напряжения14.6В

— второй этап -зарядка стабильным напряжением 14.6В, пока ток не упадет до 0,02С

— третий этап — поддержание стабильного напряжения 13.8В, пока ток не упадет до 0.01С. Здесь С — ёмкость батареи в Ач.

— четвёртый этап — дозарядка. На этом этапе отслеживается напряжение на АКБ. Если оно падает ниже 12.7В, включается заряд с самого начала.

Для стартерных АКБ применяем алгоритм IUIoU. Вместо третьего этапа включается стабилизация тока на уровне 0.02C до достижения напряжения на АКБ 16В или по прошествии времени около 2-х часов. По окончанию этого этапа зарядка прекращается и начинается дозарядка.

>> Режим десульфатации — меню «Тренировка». Здесь осуществляется тренировочный цикл: 10 секунд — разряд током 0,01С, 5 секунд — заряд током 0.1С. Зарядно-разрядный цикл продолжается, пока напряжение на АКБ не поднимется до 14.6В. Далее — обычный заряд.

>>
Режим теста батареи позволяет оценить степень разряда АКБ. Батарея нагружается током 0,01С на 15 секунд, затем включается режим измерения напряжения на АКБ.

>> Контрольно-тренировочный цикл. Если предварительно подключить дополнительную нагрузку и включить режим «Заряд» или «Тренировка», то в этом случае, сначала будет выполнена разрядка АКБ до напряжения 10.8В, а затем включится соответствующий выбранный режим. При этом измеряются ток и время разряда, таким образом, подсчитывается примерная емкость АКБ. Эти параметры отображаются на дисплее после окончания зарядки (когда появится надпись «Батарея заряжена») при нажатии на кнопку «выбор». В качестве дополнительной нагрузки можно применить автомобильную лампу накаливания. Ее мощность выбирается, исходя из требуемого тока разряда. Обычно его задают равным 0.1С — 0.05С (ток 10-ти или 20-ти часового разряда).

Схема зарядного автомата для 12В АКБ

Принципиальная схема автоматического автомобильного ЗУ

Рисунок платы автоматического автомобильного ЗУ

Основа схемы — микроконтроллер AtMega16. Перемещение по меню осуществляется кнопками «влево», «вправо», «выбор». Кнопкой «ресет» осуществляется выход из любого режима работы ЗУ в главное меню. Основные параметры зарядных алгоритмов можно настроить под конкретный аккумулятор, для этого в меню есть два настраиваемых профиля. Настроенные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти.

Чтобы попасть в меню настроек нужно выбрать любой из профилей, нажать кнопку «выбор», выбрать «установки», «параметры профиля», профиль П1 или П2. Выбрав нужный параметр, нажимаем «выбор». Стрелки «влево» или «вправо» сменятся на стрелки «вверх» или «вниз», что означает готовность параметра к изменению. Выбираем нужное значение кнопками «влево» или «вправо», подтверждаем кнопкой «выбор». На дисплее появится надпись «Сохранено», что обозначает запись значения в EEPROM. Более подробно о настройке читайте на форуме.

Управление основными процессами возложено на микроконтроллер. В его память записывается управляющая программа, в которой и заложены все алгоритмы. Управление блоком питания осуществляется с помощью ШИМ с вывода PD7 МК и простейшего ЦАП на элементах R4, C9, R7, C11. Измерение напряжения АКБ и зарядного тока осуществляется средствами самого микроконтроллера — встроенным АЦП и управляемым дифференциальным усилителем. Напряжение АКБ на вход АЦП подается с делителя R10 R11.

Зарядный и разрядный ток измеряются следующим образом. Падение напряжения с измерительного резистора R8 через делители R5 R6 R10 R11 подается на усилительный каскад, который находится внутри МК и подключен к выводам PA2, PA3. Коэффициент его усиления устанавливается программно, в зависимости от измеряемого тока. Для токов меньше 1А коэффициент усиления (КУ) задается равным 200, для токов выше 1А КУ=10. Вся информация выводится на ЖКИ, подключенный к портам РВ1-РВ7 по четырёхпроводной шине.

Защита от переполюсовки выполнена на транзисторе Т1, сигнализация неправильного подключения — на элементах VD1, EP1, R13. При включении зарядного устройства в сеть транзистор Т1 закрыт низким уровнем с порта РС5, и АКБ отключена от зарядного устройства. Подключается она только при выборе в меню типа АКБ и режима работы ЗУ. Этим обеспечивается также отсутствие искрения при подключении батареи. При попытке подключить аккумулятор в неправильной полярности сработает зуммер ЕР1 и красный светодиод VD1, сигнализируя о возможной аварии.

В процессе заряда постоянно контролируется зарядный ток. Если он станет равным нулю (сняли клеммы с АКБ), устройство автоматически переходит в главное меню, останавливая заряд и отключая батарею. Транзистор Т2 и резистор R12 образуют разрядную цепь, которая участвует в зарядно-разрядном цикле десульфатирующего заряда и в режиме теста АКБ. Ток разряда 0.01С задается с помощью ШИМ с порта PD5. Кулер автоматически выключается, когда ток заряда падает ниже 1,8А. Управляет кулером порт PD4 и транзистор VT1.

О деталях схемы автоматической зарядки

Диод Шоттки D2 можно взять из того же БП, из цепи +5В, которая у нас не используется. Элементы D2,Т1 иТ2 через изолирующие прокладки размещаются на одном радиаторе площадью 40 квадратных сантиметров. Звукоизлучатель — со встроенным генератором, на напряжение 8-12 В, громкость звучания можно подрегулировать резистором R13.

ЖКИ – WH1602 или аналогичный, на контроллере HD44780, KS0066 или совместимых с ними. К сожалению, эти индикаторы могут иметь разное расположение выводов, так что, возможно, придется разрабатывать печатную плату под свой экземпляр

Налаживание заключается в проверке и калибровке измерительной части. Подключаем к клеммам аккумулятор, либо блок питания напряжением 12-15В и вольтметр. Заходим в меню «Калибровка». Сверяем показания напряжения на индикаторе с показаниями вольтметра, при необходимости, корректируем кнопками « ». Нажимаем «Выбор».

Далее идет калибровка по току при КУ=10. Теми же кнопками « » нужно выставить нулевые показания тока. Нагрузка (аккумулятор) при этом автоматически отключается, так что ток заряда отсутствует. В идеальном случае там должны быть нули или очень близкие к нулю значения. Если это так, это говорит о точности резисторов R5, R6, R10, R11, R8 и хорошем качестве дифференциального усилителя. Нажимаем «Выбор». Аналогично — калибровка для КУ=200. «Выбор». На дисплее отобразится «Готово» и через 3 секунды устройство перейдет в главное меню. Поправочные коэффициенты хранятся в энергонезависимой памяти. Здесь стоит отметить, что если при самой первой калибровке значение напряжения на ЖКИ сильно отличается от показаний вольтметра, а токи при каком — либо КУ сильно отличаются от нуля, нужно подобрать другие резисторы делителя R5, R6, R10, R11, R8, иначе в работе устройства возможны сбои. При точных резисторах поправочные коэффициенты равны нулю или минимальны. На этом наладка заканчивается. И в заключение. Если же напряжение или ток зарядного устройства на каком-то этапе не возрастает до положенного уровня или устройство «выскакивает» в меню, нужно ещё раз внимательно проверить правильность доработки блока питания. Возможно, срабатывает защита.

Переделка БП АТХ под зарядное устройство

Схема электрическая доработки стандартного ATX

В схеме управления лучше использовать прецизионные резисторы, как указано в описании. При использовании подстроечников параметры не стабильные. проверено на собственном опыте. При тестировании данного ЗУ проводил полный цикл разрядки и зарядки АКБ (разряд до 10,8В и заряд в режиме тренировки, потребовалось около суток). Нагревание ATX БП компьютера не более 60 градусов, а модуля МК еще меньще.

Проблем в настройке не было, запустилось сразу, только нужна подстройка под максимально точные показания. После демострации работы другу-автолюбителю этого зарядного автомата, сразу заявка поступила на изготовление еще одного экземпляра. Автор схемы — Slon, сборка и тестирование — sterc.

Форум по обсуждению материала АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНОЕ

Классический фонарик со встроенным зарядным устройством можно неплохо улучшить, добавив пару микросхем и 18650 АКБ.

Пассивное охлаждение в радиоэлектронике — устройство и принцип работы тепловой трубки.

Чип-антенны на печатных платах — особенности конструкции, установка и согласование с волноводом.

Источник

Поделки своими руками для автолюбителей

Мощное, автоматическое, зарядное устройство для авто

Сегодня расскажу, как из подручного хлама собрать мощное, зарядное устройство для автомобиля. Основные требования к нему были следующие, сверхвысокая надежность, чтобы без проблем работало при минусовых температурах,

не боялась коротких замыканий, переполюсовки питания и самое важное — оно должно быть автоматическим, и отключаться при полной зарядке аккумулятора. Я думаю и так понятно, что там должна быть еще и крутилка, которая регулирует ток заряда.

Из дополнительных критерий, при необходимости должно помогать аккумулятору во время пуска двигателя, то есть почти что пуско-зарядное, одним словом нужна зарядка со всеми удобствами, чтобы никогда не ломалась, короче зарядка для мужика в гараж.

Я сразу определился, что зарядку буду делать на основе старого, доброго железного трансформатора, который гораздо надежнее всех этих ваших импульсных штуковин.

Дабы не нарушать традиции, схемы управления будет не менее надежной, на тиристорах.

В этой статье мы соберем схему, изучим её работу и проверим в деле, а вот в следующей подумаем о корпусе, монтаже в целом, определимся с выбором трансформатора, одним словом получим законченный прибор.

Когда-то, такие зарядные устройства выпускались серийно, сейчас их позабыли и причина не в том, что они плохие, просто это не совсем выгодно с экономической точки зрения, весь мир давно перешел на импульсную технику.

Для сравнения вот железный сетевой трансформатор где-то на 200 ватт,

а вот импульсной с такой же мощностью,

размеры и вес отличаются в десятки раз, меди в импульсном трансформаторе тоже на порядки меньше.

За основу была взята схема промышленного зарядного устройства Ресурс-1, в советские времена данная зарядка была можно сказать народной,

схему я перерисовал и перевёл на импортную элементную базу, рассматривать будем именно её,

она обладает всеми необходимыми опциями, отключает аккумулятор при полном заряде, не боится переполюсовки и коротких замыканий, обеспечивает плавную регулировку зарядного тока.

Правда исходная схема рассчитана на ток заряда чуть больше 6 ампер, а нам нужна такая ядерная зарядка, которая при необходимости должна выдавать гораздо большие токи.

В исходной схеме я указал компоненты, которые необходимы для получения токов под 10 ампер, но в итоге силовые диоды и тиристоры поставлю 80-и амперные.

Ну а теперь по традиции, давайте рассмотрим принцип работы этой схемы.

На тиристорах и диодах собран регулируемый выпрямитель, а точнее за регулировку отвечают только тиристоры, нашими тиристорами управляет вот этот кусок схемы

представляющий собой релаксационный генератор. Он вырабатывает импульсы с определенной частотой, эту частоту можно регулировать переменным резистором.

Сигнал с генератора через разделительные конденсаторы попадает на выводы управления тиристоров, те открываясь в определенной точке синусоиды, обрезают её, следовательно изменяется и мощность на выходе выпрямителя.

Фактически наша схема представляет собой фазо-импульсный регулятор мощности. За счёт импульсного режима работой КПД схемы очень высокая, но все же силовые компоненты нуждаются в радиаторе, если собираетесь гонять устройство на больших токах.

Следующий кусок схемы — системы автоматики.

Важно заметить, что если выключатель замкнут, автоматика отключается и вы получаете просто регулятор мощности.

В ручном режиме, когда автоматика отключена, зарядка способна работать без подключенного аккумулятора, в этом режиме мы лишаемся защит, поэтому данный режим советую активировать только в том случае, если есть необходимость проверить на работоспособность например лампочку или же само зарядное устройство.

Регулировка тока в данном режиме также работает, но не так хорошо как с подключенным аккумулятором.

В этом режиме свечение светодиодного индикатора в зависимости от тока будет меняться, в автоматическом же режиме данные светодиод сработает резко, по завершению процесса заряда.

При размыкании выключателя устройство работает в режиме автомат, сработает схема только при подключенном аккумуляторе и будет обладать всеми защитами, и авто выключением. В этом режиме схема управления будет питаться от самого аккумулятора.

По входу установлен защитный диод,

если вы перепутаете полярность диод попросту не откроется и схема управления не запустится — это защита от обратной полярности.

А защиты от коротких замыканий работает ещё проще, без аккумулятора на выходе попросту нет никакого напряжения и как бы вы ни каратели провода даже искры не увидите, важно также заметить, что схема заведётся если аккум очень дохлый, так как работа системы управления начинается при напряжении от 4-5 вольт.

Рассмотрим работу схемы в режиме автомата.

В этом режиме выключатель должен быть разомкнут,

при подключении аккумуляторной батареи питание поступит на схему автоматики, сразу сработают указанные два транзистора (VT4, VT2), питание через VT4 транзистор, будет подана на схему релаксационного генератора и тот начнёт вырабатывать импульсы управления для тиристоров.

Масса питания для данного генератора будет формировано выпрямительными диоды, начнётся процесс заряда аккумулятора, по мере заряда напряжение на нём будет расти, как только напряжение на АКБ дойдёт до порога, который зависит от типа аккумулятора и выставляется указанным подстроечным резистором R2, пробьёт стабилитрон и откроется VT1- транзистор.

Он сразу же закроет последующей транзистор положительным сигналом, также параллельно засветится светодиодный индикатор, который играет двойную роль, является индикатором окончания заряда, а еще питание по нему поступит на базу ключа VT3 и тот сработает.

Срабатывая через его открытый переход база транзистора VT4 будет зашунтирована на плюс питания и тот надежно закроется, следовательно подача питания на релаксационный генератор прекращается и тиристоры закроются.

Схема прекратит работу, вот и весь принцип. Необходимо также указать, что в некоторых источниках встречается не правильная схема, в которой стабилитрон подключен неправильно,

в случае такого подключения схема работает некорректно, так как стабилитрон будет работать чисто как диод

в общем схема, которая шла с родной зарядкой — правильная, стабилитрон подключается именно катодом к базе транзистора.

О компонентах, в схеме я использовал гораздо более надежные транзисторы средней мощности BD139-140, да, в этом особого смысла не было, но всё же, это лучше чем родные.

Необходимо также указать, что перед пайкой подстроечного резистора на плату,

его нужно выкрутить на середину.

После полной сборки, работу системы автоматики можно проверить без подключения силового узла,

для этого подключаем на место аккумулятора лабораторный блок питания, на котором необходимо выставить около 14.4 вольта, то есть напряжение окончания заряда, но всё зависит от типа вашего аккумулятора.

далее, медленно вращаем подстрочный, многооборотный резистор до того момента,

когда вспыхнет светодиод, этим наладка завершена.

По поводу печатной платы, старался сделать её компактной.

• 
• 

Так как зарядка делалась для себя, я даже не поленился и нанёс шелкографию, также в конце покрыл плату лаком.

Теперь остается подключить силовые тиристоры с диодами ну и конечно же трансформатор. Как сказал ранее в моём варианте будут использованы миниатюрные, но очень мощные тиристоры с током 80 ампер, диоды также 80-амперные.

Учитывая тип выпрямителя и то что на самом деле силовые компоненты терпят токи побольше максимальных значений, а также то, что пуск двигателя длится небольшое время, с хорошим трансформатором такая штука может запустить двигатель авто, но только в том случае, если параллельно установлен аккумулятор и тот не очень дохлый.

А так, ничто не мешает влепить к примеру вот такие тиристоры с диодами

и примерно 3 — киловаттный трансформатор и получив пускач, который любой движок легкового автомобиля запустит даже без аккумулятора, но без аккума запускать двигатель я крайне не советую, так как выходное напряжение пульсирующие и значение этих пульсаций может быть опасным для электроники автомобиля, а аккумулятор всё это сгладит.

Основной, силовой трансформатор должен обеспечить на вторичной обмотке напряжение около 18 вольт, с током выше 7 — 8 ампер.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Не забываем, что мы работаем с сетевым устройством и соблюдаем правила безопасности, а первый запуск устройства делаем со страховочной сетевой лампой ватт на 40-60, которую необходимо включить на место предохранителя.

Переключаем устройство в автоматический режим и посмотрим до какого напряжения будет заряжен аккумулятор.

Мультиметр будет показывать напряжение на аккумуляторе,

токовые клещи показывают ток заряда,

как видим при достижении на нашем аккумуляторе напряжения около 14 с половиной вольт сработала автоматика

и заряд прекратился, одним словом всё работает отлично.

Ток заряда тоже регулируется, минимальный ток не нулевой, но в случае автомобильной зарядки этого и не нужно. Защита также работает исправно. Вот такая получилась зарядка, на все случаи жизни). Теперь осталось это всё впихнуть в какой-либо корпус, но об этом поговорим в другой раз.

Источник