I amatörradioövningar stöter du ofta på problemet med att driva bärbara enheter. Lyckligtvis har allt redan uppfunnits och skapats för oss för länge sedan, allt som återstår är att använda ett lämpligt batteri, till exempel förseglade blybatterier, som har vunnit enorm popularitet och är ganska prisvärda.

Men här uppstår ett annat problem: hur laddar man dem? Jag stötte också på det här problemet, men eftersom det här problemet redan har lösts för länge sedan vill jag dela med mig av min laddardesign.

På jakt efter en lämplig krets kom jag över en artikel av S. Malakhov med två alternativ för universella laddare, en på ett par KR142EN22, och den andra på ett enda L200C-chip, så jag bestämde mig för att upprepa det. Varför L200C? Ja, det finns många fördelar: för att spara utrymme, tryckt kretskort, det är lättare att koppla kortet, du behöver bara en kylfläns, det finns skydd mot överhettning, polaritetsomkastning och kortslutning, och kostnaden är billigare än två KR142EN22.

Jag gjorde praktiskt taget inga ändringar i schemat, allt är enkelt och ganska fungerande, tack vare författaren.

Den består av en justerbar spännings- och strömregulator gjord i ett TO-220-5 (Pentawatt) hölje, en likriktare och en uppsättning motstånd i ströminställningskretsen.

Först använde jag en glödtråd TN36-127/220-50 som transformator, men med tanke på dess otillräckliga utström på 1,2A ersatte jag den senare med en TN46- 127/220-50 med en utström på 2,3A.

Dessa transformatorer är bekväma med en uppsättning 6,3V-lindningar, som kombinerar vilka du kan få den erforderliga spänningen. Dessutom har den tredje och fjärde sekundärlindningen ett 5V-uttag (stift 12 och 15). Författaren rekommenderar att man ansluter en lindning på 12 V för laddningsläget för 6 volts batterier, och ytterligare 8 V för laddningsläget för 12 volts batterier. I detta läge kommer spänningsfallet att vara ungefär lika med 5 - 6 volt. Jag bestämde mig för att minska detta fall lite och kopplade in en 10V-lindning för sex-voltsläget, och ytterligare en 6,3V-lindning för tolv-voltsläget, vilket minskade spänningsfallet till 2-3 Volt. Ett mindre spänningsfall underlättar termiska förhållanden, men detta fall bör inte göras för litet, spänningsfallet över mikrokretsen måste beaktas. Om laddaren plötsligt blir instabil kan du byta lindningarna och lägga på mer spänning.

Laddare för bly-syra batterier i författarens version är den utrustad med en amperemeter och en voltmeter, men eftersom vi lever i den moderna teknikens tidevarv bestämde jag mig för att installera en modern panel med en ampere-voltmeter. Sådana paneler kan köpas i radiobutiker; jag beställde dem från våra kinesiska bröder för endast 5 amerikanska rubel. Panelen låter dig mäta ström från 0,01 till 9,99 Ampere och spänning från 0,1 till 99,9 Volt, gjord på en STM8-mikrokontroller, även om det kräver ytterligare ström, vilket jag tog direkt från utgången på diodbryggan. Det bör beaktas att strömmen mäts med den negativa bussen.

Att byta laddningsström i författarens version görs med en kexbrytare, men sådana omkopplare är ganska dyra och svåra att komma åt, så jag bestämde mig för att använda billiga PS22F11-tryckknappsbrytare, vilket minskade kostnaden för designen och gav en fördel: med knappar kan du kombinera strömbegränsande motstånd och välja den optimala laddningsströmmen. Med alla strömbrytare avstängda är laddningsströmmen 0,15A.

Jag gjorde kretskortet litet, för LUT, alla delar i laddaren sitter tätt, men i princip kan du göra om det efter din smak.

Författaren rekommenderar att man installerar en kylradiator med måtten 90x60mm, men jag stötte på en kylare från en datorkylare, med måtten 60x80mm och mycket utvecklade fenor. Mikrokretsen fästes vid radiatorn med användning av en plastisolator genom ett termiskt ledande dielektriskt substrat.

I princip har jag beskrivit alla nyanser och skillnader mellan min version och författarens, låt oss gå vidare till kroppen.

Har letat i hyllor och lager efter ett passande fodral för Laddare för bly-syra batterier Jag hittade det inte, men i det här fallet gör radioamatörer det helt enkelt, ta väskan från ATX-datorns strömförsörjning. De är lätta att få tag på, de går att hitta för en krona när de inte fungerar, fodralet är bekvämt, starkt och har en strömkontakt.

Jag plockade upp ett nätaggregat med en solid sidovägg, rensade bort allt innehåll och lämnade bara kontakten och strömbrytaren kvar. Jag lade ut alla strukturella element inuti, markerade och borrade hål och skar ut ett fönster för indikatorpanelen.

Sedan återstår bara att montera och koppla ihop. För anslutning använde jag ledningar från densamma datorenhet näring.

Av de uppenbara nackdelarna med att använda ett sådant fall.

Transformatorn visade sig vara för stor och topplocket stängde inte tätt, även om det fortfarande kan dras åt med en skruv, om än med deformation.
- eftersom kroppen är järn överförs vibrationer från transformatorn till den, vilket orsakar extra brum.
- ett hål i kroppen från vilket en fläta av trådar kom ut.

Att ge en attraktiv utseende Det beslöts att trycka en falsk panel på tjockt papper med inskriptioner för knappar etc.

Inställningen handlar om att justera utspänningen för båda lägena med hjälp av trimmotstånd, i själva verket är allt detsamma som i författarens version, jag ställer in laddningsspänningen för ett 6V batteri till 7,2 Volt och för ett 12V batteri till 14,5 Volt .

Genom att ansluta ett 4,7 Ohm motstånd och en effekt på 5-10 W istället för ett batteri styr vi laddströmmen och väljer vid behov motstånd. När du monterar brädan rekommenderar jag att du löder alla lödspåren för att öka deras tvärsnittsarea och minska motståndet; om du dirigerar brädet, gör dessa spår så tjocka som möjligt för att minimera deras motstånd. Det finns inget att oroa sig för om din laddningsström är större än den beräknade; batterier kan laddas med en ström som är större än 0,1 av den nominella kapaciteten (0,1C), säkert upp till 0,2 av den nominella kapaciteten (0,2C).

Efter montering och konfiguration Laddare för bly-syra batterier redo att användas och kan ladda nästan alla typer av blybatterier med en spänning på 6 eller 12 volt och en driftström på 1,2 till 15 ampere.

I slutet av laddningen är strömmen som tillförs batteriet lika med självurladdningsströmmen; batteriet kan förbli i detta läge under mycket lång tid och fortfarande behålla och behålla sin laddning.

I den här artikeln kommer jag att berätta hur du använder en AT/ATX-datorströmförsörjning och hemgjorda block kontroll för att göra en ganska "smart" laddare för blysyra batterier. Dessa inkluderar den sk. "UPS", bilbatterier och andra batterier med bred användning.

Beskrivning
Enheten är avsedd för laddning och träning (avsulfatering) av blysyrabatterier med en kapacitet på 7 till 100 Ah, samt för ungefärlig bedömning av deras laddningsnivå och kapacitet. Laddaren har skydd mot felaktig anslutning av batteriet (omvänd polaritet) och mot kortslutning av oavsiktligt övergivna poler. Den använder mikrokontroller, tack vare vilken säkra och optimala laddningsalgoritmer implementeras: IUoU eller IUIoU, följt av "påfyllning" till en 100% laddningsnivå. Laddningsparametrar kan justeras till ett specifikt batteri (anpassningsbara profiler) eller så kan du välja de som redan ingår i kontrollprogrammet. Strukturellt består laddaren av ett AT/ATX-nätaggregat, som behöver modifieras något, och en styrenhet på ATmega16A MK. Hela enheten är fritt monterad i höljet till samma strömförsörjning. Kylsystemet (standard PSU-kylare) slås på/av automatiskt.
Fördelarna med detta minne är dess relativa enkelhet och frånvaron av arbetskrävande justeringar, vilket är särskilt viktigt för nybörjare radioamatörer.
]1. Laddningsläge - "Ladda"-menyn. För batterier med kapaciteter från 7Ah till 12Ah är IUoU-algoritmen inställd som standard. Detta betyder:
- första steget - laddning med en stabil ström på 0,1C tills spänningen når 14,6V
- det andra steget laddas med en stabil spänning på 14,6V tills strömmen sjunker till 0,02C
- det tredje steget håller en stabil spänning på 13,8V tills strömmen sjunker till 0,01C. Här är C batterikapaciteten i Ah.
- fjärde etappen - "avslutning". I detta skede övervakas spänningen på batteriet. Om den sjunker under 12,7V börjar laddningen från första början.
För startbatterier (från 45 Ah och uppåt) använder vi IUIoU-algoritmen. Istället för det tredje steget stabiliseras strömmen vid 0,02C tills batterispänningen når 16V eller efter ca 2 timmar. I slutet av detta steg avbryts laddningen och "påfyllning" börjar. Detta är den fjärde etappen. Laddningsprocessen illustreras av diagram i fig. 1 och fig. 2.
2. Träningsläge (avsulfatering) - Menyn "Träning". Här är träningscykeln:
10 sekunder - urladdning med en ström på 0,01C, 5 sekunder - ladda med en ström på 0,1C. Laddnings-urladdningscykeln fortsätter tills batterispänningen stiger till 14,6V. Nästa är den vanliga laddningen.
3. Batteritestläge. Låter dig ungefär uppskatta graden av batteriurladdning. Batteriet laddas med en ström på 0,01C i 15 sekunder, sedan slås spänningsmätningsläget på batteriet på.
4. Kontroll-träningscykel (CTC). Om du först ansluter en extra last och slår på läget "Ladda" eller "Träning", kommer i det här fallet först batteriet att laddas ur till en spänning på 10,8 V, och sedan slås motsvarande valda läge på. I detta fall mäts strömmen och urladdningstiden, vilket beräknar batteriets ungefärliga kapacitet. Dessa parametrar visas på displayen efter att laddningen är klar (när meddelandet "Batteri laddat" visas) när du trycker på "välj"-knappen. Som en extra belastning kan du använda en bilglödlampa. Dess effekt väljs baserat på den erforderliga urladdningsströmmen. Vanligtvis är den inställd lika med 0,1C - 0,05C (10 eller 20 timmars urladdningsström).
Förflyttning genom menyn utförs med hjälp av knapparna "vänster", "höger", "välj". "Återställ"-knappen lämnar alla driftslägen för laddaren till huvudmenyn.
Huvudparametrarna för laddningsalgoritmer kan konfigureras för ett specifikt batteri; för detta finns det två anpassningsbara profiler i menyn - P1 och P2. De konfigurerade parametrarna sparas i icke-flyktigt minne(EEPROM).
För att komma till inställningsmenyn måste du välja någon av profilerna, tryck på "välj"-knappen, välj "inställningar", "profilparametrar", profil P1 eller P2. Efter att ha valt önskad parameter, tryck på "välj". Vänster- eller högerpilarna ändras till upp- eller nedpilar, vilket indikerar att parametern är redo att ändras. Välj önskat värde med “vänster” eller “höger” knapparna, bekräfta med “select” knappen. Displayen kommer att visa "Sparad", vilket indikerar att värdet har skrivits till EEPROM.
Inställningsvärden:
1. "Laddningsalgoritm." Välj IUoU eller IUIoU. Se graferna i Fig. 1 och Fig. 2.
2. "Batterikapacitet". Genom att ställa in värdet på denna parameter ställer vi in ​​laddningsströmmen i det första steget I=0,1C, där C är batterikapaciteten V Ah. (Om du alltså behöver ställa in laddningsströmmen, till exempel 4,5A, bör du välja en batterikapacitet på 45Ah).
3. "Spänning U1". Detta är den spänning vid vilken det första laddningssteget slutar och det andra börjar. Standardvärdet är 14,6V.
4. "Spänning U2". Används endast om IUIoU-algoritmen är specificerad. Detta är den spänning vid vilken det tredje steget av laddningen slutar. Standard är 16V.
5. "2:a stegström I2". Detta är det aktuella värdet vid vilket det andra laddningssteget slutar. Stabiliseringsström i det tredje steget för IUIoU-algoritmen. Standardvärdet är 0,2C.
6. "Slut på laddning I3." Detta är det aktuella värdet när laddningen anses avslutad. Standardvärdet är 0,01C.
7. "Utladdningsström". Detta är värdet på strömmen som laddar ur batteriet under träning med laddnings-urladdningscykler.





Val och modifiering av strömförsörjning.

I vår design använder vi en datorströmförsörjning. Varför? Det finns flera skäl. För det första är detta en nästan färdig kraftenhet. För det andra är detta också kroppen för vår framtida enhet. För det tredje har den små dimensioner och vikt. Och för det fjärde kan den köpas på nästan vilken radiomarknad, loppis och datorservice som helst. Som de säger, billig och glad.
Av alla olika strömförsörjningsmodeller är den bästa passformen för oss en enhet i ATX-format med en effekt på minst 250 W. Du behöver bara tänka på följande. Endast de nätaggregat som använder TL494 PWM-kontroller eller dess analoger (MB3759, KA7500, KR1114EU4) är lämpliga. Du kan också använda en strömförsörjning i AT-format, men du behöver bara göra en standby-strömförsörjning med låg effekt (standby) för en spänning på 12V och en ström på 150-200mA. Skillnaden mellan AT och ATX ligger i det initiala startschemat. AT startar självständigt, strömmen till PWM-kontrollkretsen tas från transformatorns 12-voltslindning. I ATX för initial näring Mikrokretsen betjänas av en separat 5V-källa, kallad "standby power supply" eller "standby power supply". Du kan läsa mer om till exempel strömförsörjning här, och att konvertera ett nätaggregat till en laddare är väl beskrivet här.
Så det finns en strömkälla. Först måste du kontrollera att den är användbar. För att göra detta tar vi isär den, tar bort säkringen och löder istället en 220 volts glödlampa med en effekt på 100-200 W. Om det finns en strömbrytare på baksidan av strömförsörjningen nätspänning, då ska den ställas in på 220V. Vi slår på strömförsörjningen till nätverket. AT-strömförsörjningen startar omedelbart; för ATX måste du kortsluta de gröna och svarta ledningarna på den stora kontakten. Om lampan inte tänds, kylaren snurrar och alla utspänningar är normala, då har vi tur och vår strömförsörjning fungerar. Annars måste du börja reparera den. Lämna glödlampan på plats tills vidare.
För att konvertera strömförsörjningen till vår framtida laddare måste vi ändra "röret" på PWM-kontrollern något. Trots det stora utbudet av strömförsörjningskretsar är TL494-kopplingskretsen standard och kan ha ett par variationer, beroende på hur strömskydd och spänningsgränser implementeras. Konverteringsdiagrammet visas i fig. 3.


Den visar endast en utspänningskanal: +12V. De återstående kanalerna: +5V, -5V, +3,3V används inte. De måste stängas av genom att skära av motsvarande spår eller ta bort element från deras kretsar. Vilket för övrigt kan vara användbart för oss för styrenheten. Mer om detta lite senare. Element som installeras extra indikeras med rött. Kondensator C2 måste ha en driftspänning på minst 35V och installeras för att ersätta den befintliga i strömförsörjningen. Efter att TL494 "rör" visas i diagrammet i Fig. 3, ansluter vi strömförsörjningen till nätverket. Spänningen vid strömförsörjningsutgången bestäms av formeln: Uout=2,5*(1+R3/R4) och med de märkvärden som anges på diagrammet bör den vara cirka 10V. Om så inte är fallet måste du kontrollera korrekt installation. Vid denna tidpunkt är ändringen klar, du kan ta bort glödlampan och byta ut säkringen.

Schema och funktionsprincip.

Styrenhetens diagram visas i fig. 4.


Det är ganska enkelt, eftersom alla huvudprocesser utförs av mikrokontrollern. Det finns nedtecknat i hans minne kontrollprogram, som innehåller alla algoritmer. Strömförsörjningen styrs med PWM från PD7-stiftet på MK och en enkel DAC baserad på elementen R4, C9, R7, C11. Mätningen av batterispänning och laddningsström utförs med hjälp av mikrokontrollern själv - en inbyggd ADC och en kontrollerad differentialförstärkare. Batterispänningen tillförs ADC-ingången från delaren R10R11. Laddnings- och urladdningsströmmen mäts enligt följande. Spänningsfallet från mätmotståndet R8 genom delare R5R6R10R11 tillförs förstärkarsteget som är placerat inuti MK och anslutet till stift PA2, PA3. Dess förstärkning ställs in programmatiskt, beroende på den uppmätta strömmen. För strömmar mindre än 1A sätts förstärkningsfaktorn (GC) lika med 200, för strömmar över 1A GC=10. All information visas på LCD-skärmen ansluten till portarna PB1-PB7 via en fyrtrådsbuss. Skydd mot polaritetsomkastning utförs på transistor T1, signalering av felaktig anslutning utförs på element VD1, EP1, R13. När laddaren är ansluten till nätverket stängs transistorn T1 på låg nivå från PC5-porten, och batteriet kopplas bort från laddaren. Den ansluts endast när du väljer batterityp och laddarens driftläge i menyn. Detta säkerställer också att det inte uppstår några gnistor när batteriet är anslutet. Om du försöker ansluta batteriet i fel polaritet kommer summern EP1 och den röda lysdioden VD1 att ljuda, vilket signalerar en möjlig olycka. Under laddningsprocessen övervakas laddningsströmmen konstant. Om det blir lika med noll (polerna har tagits bort från batteriet), går enheten automatiskt till huvudmenyn, stoppar laddningen och kopplar bort batteriet. Transistorn T2 och motståndet R12 bildar en urladdningskrets, som deltar i laddnings-urladdningscykeln för desulfateringsladdningen (träningsläge) och i batteritestläget. Urladdningsströmmen på 0,01C ställs in med PWM från PD5-porten. Kylaren stängs automatiskt av när laddningsströmmen sjunker under 1,8A. Kylaren styrs av port PD4 och transistor VT1.

Detaljer och design.

Mikrokontroller. De finns vanligtvis till försäljning i ett DIP-40- eller TQFP-44-paket och är märkta enligt följande: ATMega16A-PU eller ATMega16A-AU. Bokstaven efter bindestrecket anger typen av paket: "P" - DIP-paket, "A" - TQFP-paket. Det finns även utgående mikrokontroller ATMega16-16PU, ATMega16-16AU eller ATMega16L-8AU. I dem indikerar siffran efter bindestrecket styrenhetens maximala klockfrekvens. Tillverkningsföretaget ATMEL rekommenderar att du använder ATMega16A-kontroller (nämligen med bokstaven "A") och i ett TQFP-paket, det vill säga så här: ATMega16A-AU, även om alla ovanstående instanser kommer att fungera i vår enhet, vilket praxis har bekräftat. Fodraltyper skiljer sig också åt i antalet stift (40 eller 44) och deras syfte. Figur 4 visar kretsschema styrenhet för MK i DIP-hus.
Motstånd R8 är keramik eller tråd, med en effekt på minst 10 W, R12 - 7-10 W. Alla andra är 0,125W. Motstånd R5, R6, R10 och R11 måste användas med en tillåten avvikelse på 0,1-0,5 %. Det är väldigt viktigt! Noggrannheten i mätningarna och följaktligen den korrekta driften av hela enheten kommer att bero på detta.
Det är lämpligt att använda transistorerna T1 och T1 som visas i diagrammet. Men om du måste välja en ersättare, måste du ta hänsyn till att de måste öppna med en grindspänning på 5V och, naturligtvis, måste tåla en ström på minst 10A. Lämpliga är till exempel transistorer märkta 40N03GP, som ibland används i samma ATX-format nätaggregat, i en 3,3V stabiliseringskrets.
Schottky-dioden D2 kan tas från samma strömförsörjning, från +5V-kretsen, som vi inte använder. Element D2, T1 och T2 placeras på en radiator med en yta på 40 kvadratcentimeter genom isolerande packningar. Summer EP1 - med inbyggd generator, för en spänning på 8-12 V, ljudvolymen kan justeras med motstånd R13.
LCD-indikator – WH1602 eller liknande, på styrenheten HD44780, KS0066 eller kompatibel med dem. Tyvärr kan dessa indikatorer ha olika stiftplatser, så du kan behöva designa ett kretskort för ditt exempel
Program
Styrprogrammet finns i mappen "Program". Konfigurationsbitarna (säkringar) ställs in enligt följande:
Programmerad (inställd på 0):
CKSEL0
CKSEL1
CKSEL3
SPIEN
SUT0
BODEN
BODLEVEL
BOOTSZ0
BOOTSZ1
alla andra är oprogrammerade (inställd på 1).
Uppstart
Så nätaggregatet har designats om och producerar en spänning på cirka 10V. När du ansluter en fungerande styrenhet med en firmware MK till den, bör spänningen sjunka till 0,8..15V. Motstånd R1 ställer in kontrasten på indikatorn. Att ställa in enheten innebär kontroll och kalibrering av mätdelen. Vi ansluter ett batteri eller en 12-15V strömförsörjning och en voltmeter till terminalerna. Gå till menyn "Kalibrering". Vi kontrollerar spänningsavläsningarna på indikatorn med voltmeterns avläsningar, om nödvändigt, korrigera dem med "<» и «>" Klicka på "Välj". Därefter kommer den aktuella kalibreringen vid KU=10. Med samma knappar "<» и «>"Du måste ställa in den aktuella avläsningen till noll. Belastningen (batteriet) stängs automatiskt av, så det finns ingen laddningsström. Helst bör det finnas nollor eller mycket nära nollvärden. Om så är fallet indikerar detta noggrannheten hos motstånden R5, R6, R10, R11, R8 och den goda kvaliteten på differentialförstärkaren. Klicka på "Välj". Likaså - kalibrering för KU=200. "Val". Displayen visar "Ready" och efter 3 sekunder. enheten kommer att gå till huvudmenyn.
Kalibreringen är klar. Korrektionsfaktorer lagras i ett icke-flyktigt minne. Det är värt att notera här att om, under den allra första kalibreringen, spänningsvärdet på LCD-skärmen skiljer sig mycket från voltmeteravläsningarna, och strömmarna vid någon KU skiljer sig mycket från noll, måste du använda (välja) andra delningsmotstånd R5, R6, R10, R11, R8, Annars kan enheten inte fungera. Med exakta motstånd (med en tolerans på 0,1-0,5%) är korrigeringsfaktorerna noll eller minimal. Detta slutför installationen. Om laddarens spänning eller ström i något skede inte ökar till den erforderliga nivån eller enheten "dyker upp" i menyn, måste du återigen noggrant kontrollera att strömförsörjningen har ändrats korrekt. Kanske är skyddet utlöst.
Och till sist några bilder.
Arrangemang av element i strömförsörjningshuset:

Den färdiga designen kan se ut så här:



Så:



eller till och med så här:





ARKIV: Ladda ner

LADDARDIAGRAM

FÖR (förseglade, underhållsfria) BATTERIER.

Batterier tillverkade med GEL- och AGM-teknologier är strukturellt blybatterier; de består av en liknande uppsättning komponenter - i ett plasthölje är elektrodplattor gjorda av bly eller dess legeringar nedsänkta i en sur miljö - elektrolyt, som ett resultat av kemiska reaktioner som sker mellan elektroderna och elektrolyten producerar en elektrisk ström. När en extern elektrisk spänning av ett givet värde appliceras på blyplattornas terminaler uppstår omvända kemiska processer, som ett resultat av vilka batteriet återställer sina ursprungliga egenskaper, d.v.s. laddning.

BATTERIER AGM-TEKNIK(Absorbent Glass Mat) - skillnaden mellan dessa batterier och klassiska är att de inte innehåller vätska, utan absorberad elektrolyt, detta ger ett antal förändringar i batteriets egenskaper.
Förseglade, underhållsfria batterier tillverkade med AGM-teknik fungerar perfekt i buffertläge, d.v.s. i laddningsläge, i detta läge håller de upp till 10-15 år (batteri 12V). Om de används i ett cykliskt läge (dvs. konstant laddade och urladdade med minst 30% -40% av kapaciteten), minskar deras livslängd. Nästan alla förseglade batterier kan monteras på sina sidor, men tillverkaren brukar rekommendera att man monterar batterierna i "normalt", vertikalt läge.
AGM batterier generell mening Används vanligtvis i lågpris-UPS (avbrottsfri strömförsörjning) och reservströmförsörjningssystem, det vill säga där batterierna huvudsakligen är i laddningsläge, och ibland, under strömavbrott, frigör lagrad energi.
AGM-batterier har vanligtvis en maximal tillåten laddningsström på 0,3C, och en slutladdningsspänning på 14,8-15V.

Brister:
Bör inte lagras i urladdat tillstånd, spänningen bör inte falla under 1,8V;
Extremt känslig för överladdningsspänning;

Batterier tillverkade med denna teknik förväxlas ofta med batterier tillverkade med GEL-teknik (som har en geléliknande elektrolyt, vilket har ett antal fördelar).

GEL TECHNOLOGY BATTERIER(Gel Electrolite) - innehåller en elektrolyt förtjockad till ett geléliknande tillstånd, denna gel tillåter inte elektrolyten att avdunsta, syre och väteångor hålls kvar inuti gelén, reagerar och förvandlas till vatten, som absorberas av gelén. Nästan all ånga återförs alltså till batteriet, och detta kallas gasrekombination. Denna teknik tillåter användning av en konstant mängd elektrolyt utan att tillsätta vatten under hela batteriets livslängd, och dess ökade motstånd mot urladdningsströmmar förhindrar bildandet av "skadliga" oförstörbara blysulfater.
Gelbatterier har cirka 10-30 % längre livslängd än AGM-batterier och klarar bättre av cykliska laddnings-urladdningslägen; de tolererar också djupurladdning mindre smärtsamt. Sådana batterier rekommenderas för användning där det är nödvändigt för att säkerställa en lång livslängd vid djupare urladdningsförhållanden.
På grund av deras egenskaper kan gelbatterier förbli urladdade under lång tid, har låg självurladdning och kan användas i ett bostadsområde och i nästan vilken position som helst.
Oftast används sådana batterier med en spänning på 6V eller 12V i datorbackupströmförsörjning (UPS), säkerhets- och mätsystem, ficklampor och andra enheter som kräver autonom strömförsörjning. Nackdelarna inkluderar behovet av att strikt följa laddningslägen.
Vid laddning av sådana batterier är som regel laddningsströmmen inställd på 0,1C, där C är batterikapaciteten, och laddningsströmmen är begränsad och spänningen stabiliseras och ställs in inom 14-15 volt. Under laddningsprocessen förblir spänningen praktiskt taget oförändrad, och strömmen minskar från det inställda värdet till 20-30 mA i slutet av laddningen. Liknande batterier tillverkas av många tillverkare, och deras parametrar kan skilja sig, främst när det gäller den maximalt tillåtna laddningsströmmen, så före användning är det lämpligt att studera dokumentationen för ett specifikt batteri.

För att ladda batterier tillverkade med GEL- och AGM-teknik är det nödvändigt att använda en speciell laddare med lämpliga laddningsparametrar som skiljer sig från laddningen av klassiska batterier med flytande elektrolyt.

Därefter föreslås ett urval av olika system för laddning av sådana batterier, och om du tar det som regel att ladda batteriet med en laddningsström på cirka 0,1 av dess kapacitet, kan vi säga att de föreslagna laddarna kan ladda batterier från nästan någon tillverkare.

Fig. 1 Foto av ett 12V batteri (7,2A/h).

Laddarkrets på L200C-chip som är en spänningsstabilisator med en programmerbar utgångsströmbegränsare.



Fig.2 Laddningsdiagram.

Effekten hos motstånden R3-R7 som ställer in laddningsströmmen bör inte vara mindre än vad som anges i diagrammet, eller ännu bättre.
Mikrokretsen måste installeras på en radiator, och ju lättare dess termiska regim, desto bättre.
Motstånd R2 behövs för att justera utspänningen inom 14-15 volt.
Spänningen på transformatorns sekundärlindning är 15-16 volt.

Allt fungerar så här - i början av laddningen är strömmen hög, och mot slutet sjunker den till ett minimum; som regel rekommenderar tillverkare bara en så liten ström under lång tid för att bevara batterikapaciteten.

Fig.3 Styrelsen för den färdiga enheten.

Kretsschema för en laddare baserad på integrerade spänningsstabilisatorer KR142EN22, använder "konstant spänningsladdning med strömbegränsning" och är designad för att ladda olika typer av batterier.



Kretsen fungerar så här: först tillförs en märkström till ett urladdat batteri, och sedan, när laddningen fortskrider, ökar spänningen på batteriet, men strömmen förblir oförändrad; när den inställda spänningströskeln nås, stoppas dess ytterligare tillväxt. , och strömmen börjar minska.
När laddningen är klar är laddningsströmmen lika med självurladdningsströmmen, i detta tillstånd kan batteriet sitta kvar i laddaren så länge som önskas utan att laddas om.

Laddaren är utformad som en universalladdare och är designad för att ladda 6 och 12 volts batterier med de vanligaste kapaciteterna. Enheten använder integrerade stabilisatorer KR142EN22, vars främsta fördel är den låga in-/utgångsspänningsskillnaden (för KR142EN22 är denna spänning 1,1V).

Funktionellt kan enheten delas upp i två delar, en maximal strömbegränsande enhet (DA1.R1-R6) och en spänningsstabilisator (DA2, R7-R9). Båda dessa delar är gjorda enligt standarddesign.
Switch SB1 väljer maximal laddningsström och switch SB2 väljer slutspänning på batteriet.
Samtidigt, vid laddning av ett 6V batteri, avsnitt SB2. 1 växlar transformatorns sekundärlindning, vilket minskar spänningen.
För att minska laddningstiden kan den initiala laddningsströmmen nå 0,25C (vissa batteritillverkare tillåter en maximal laddningsström på upp till 0,4C).

Detaljer:
Eftersom enheten är designad för långvarig kontinuerlig drift, bör du inte spara på kraften hos ströminställningsmotstånd R1-R6, och i allmänhet är det tillrådligt att välja alla element med en reserv. Förutom att öka tillförlitligheten kommer detta att förbättra de termiska förhållandena för hela enheten.
Det är tillrådligt att ta flervarvsavstämningsmotstånd SP5-2, SP5-3 eller deras analoger.
Kondensatorer: C1 - K50-16, K50-35 eller importerad analog, C2, SZ, du kan använda metallfilm typ K73 eller keramik K10-17, KM-6. Det är tillrådligt att ersätta importerade 1N5400 (3A, 50V) dioder, om det finns ledigt utrymme i höljet, med inhemska i metallhöljen som D231, D242, KD203, etc.
Dessa dioder avleder värme ganska bra med sina höljen och när de arbetar i denna apparat deras uppvärmning är nästan omärkbar.
Nedtrappningstransformatorn ska ge maximal laddström under lång tid utan överhettning. Spänningen på lindning II är 12V (laddar 6-volts batterier). Spänningen på lindning III, seriekopplad med lindning II vid laddning av 12-volts batterier, är 8V.
I avsaknad av KR142EN22-mikrokretsar kan du installera KR142EN12, men du måste ta hänsyn till att utspänningen på transformatorns sekundära lindningar måste ökas med 5V. Dessutom måste du installera dioder som skyddar mikrokretsarna från omvända strömmar.

Inställningen av enheten bör börja med att ställa in motstånden R7 och R8 till de erforderliga spänningarna vid enhetens utgångsterminaler utan att ansluta en last. Resistor R7 ställer in spänningen inom 14,5...14,9V för laddning av 12-voltsbatterier och R8-7,25...7,45V för 6-voltsbatterier. Sedan, genom att ansluta ett belastningsmotstånd med ett motstånd på 4,7 ohm och en effekt på minst 10 W i laddningsläget för 6-volts batterier, kontrollera utgångsströmmen med en amperemeter i alla lägen på omkopplaren SB1.

ALTERNATIV AV ENHET FÖR BATTERILADDNING 12V-7,2AH,kretsen är densamma som den föregående, endast omkopplare SB1, SB2 med ytterligare motstånd är uteslutna från den och en transformator utan kranar används.




Vi ställer in den på samma sätt som beskrivits ovan: Använd först motstånd R3 utan att ansluta en last, ställ in utgångsspänningen inom 14,5...14,9V och ställ sedan in utgången med en ansluten last genom att välja motstånd R2 ström till 0,7... 0 ,8A.
För andra typer av batterier måste du välja motstånd R2, R3 och en transformator i enlighet med spänningen och kapaciteten på batteriet som laddas.
Laddningsparametrar bör väljas baserat på villkoret I = 0,1C, där C är batterikapaciteten och spänningen är 14,5...14,9V (för 12-voltsbatterier).

När du arbetar med dessa enheter, ställ först in de nödvändiga värdena för laddningsström och spänning, anslut sedan batteriet och anslut enheten till nätverket. I vissa fall gör möjligheten att välja laddningsström att du kan påskynda laddningen genom att ställa in strömmen till mer än 0,1C. Så till exempel kan ett batteri med en kapacitet på 7,2A/h laddas med en ström på 1,5A utan att överskrida den maximalt tillåtna laddningsströmmen på 0,25C.

Integrerad spänningsstabilisator KR142EN12 (LM317) låter dig skapa en enkel källa för stabil ström,
Mikrokretsen i detta sammanhang är en strömstabilisator och, oavsett det anslutna batteriet, producerar endast den beräknade strömmen - spänningen ställs in "automatiskt".



Fördelar med den föreslagna enheten.
Inte rädd för kortslutningar; det spelar ingen roll antalet element i batteriet som laddas och deras typ - du kan ladda förseglad syra 12,6V, litium 3,6V och alkalisk 7,2V. Strömbrytaren ska slås på enligt diagrammet - så att motståndet R1 förblir anslutet under all manipulation.
Laddströmmen beräknas enligt följande: I (i ampere) = 1,2V/R1 (i ohm). För att indikera strömmen används en transistor (germanium), som möjliggör visuell observation av strömmar upp till 50 mA.
Den maximala spänningen för batteriet som laddas måste vara 4V lägre än matningsspänningen (laddningsspänningen); vid laddning med en maximal ström på 1A ska mikrokretsen 142EN12 installeras på en radiator som avger minst 20W.
En laddström på 0,1 av kapaciteten är lämplig för alla typer av batterier. För att ladda ett batteri helt måste det ges 120 % av dess nominella laddning, men innan dess måste det vara helt urladdat. Därför är laddningstiden i det rekommenderade läget 12 timmar.

Detaljer:
Diod D1 och säkring F2 skyddar laddaren från felaktig anslutning av batteriet. Kapacitansen C1 väljs från förhållandet: för 1 Ampere behöver du 2000 uF.
Likriktarbrygga - för en ström på minst 1A och en spänning på mer än 50V. Transistorn är germanium på grund av den låga öppningsspänningen B-E. Värdena på motstånden R3-R6 bestämmer strömmen. Mikrokretsen KR142EN12 är utbytbar mot alla analoger som tål den specificerade strömmen. Transformatoreffekt - minst 20W.

ENKEL LADDARE FÖR LM317, diagrammet är som i beskrivningen (Datablad), vi lägger bara till några element och vi får en laddare.



VD1-dioden läggs till så att det laddade batteriet inte laddas ur vid förlust nätström, en spänningsomkopplare har också lagts till. Laddströmmen är inställd på cirka 0,4A, transistor VT1-2N2222 kan ersättas med KT3102, switch S1 har två valfria lägen, transformator 15V, diodbrygga med 1N4007
Laddningsströmmen ställs in (1/10 av batterikapaciteten) med motstånd R7, beräknat med formeln R = 0,6/I laddning.
I detta exempel är det R7=0,6/0,4=1,5Ohm. Effekt 2 W.

Uppstart.
Vi ansluter till nätverket, ställer in de nödvändiga spänningarna, för ett 6V-batteri är laddningsspänningen 7,2V-7,5V, för ett 12V-batteri - 14,4-15V, inställt av resistorerna R3, R5, respektive.

LADDARE MED AUTOMATISK AVSTÄNGNING för laddning av ett 6V förseglat blybatteri, med minimala modifieringar, kan det också användas för att ladda andra typer av batterier, med vilken spänning som helst, för vilka villkoret för att laddningen ska avslutas är att nå en viss spänningsnivå.
I den här enheten avbryts batteriladdningen när polspänningen når 7,3V. Laddningen utförs med en ostabiliserad ström, begränsad till 0,1C av motståndet R5. Spänningsnivån vid vilken enheten slutar ladda ställs in av zenerdioden VD1 exakt till tiondels volt.
Grunden för kretsen är en operationsförstärkare (op-amp), ansluten som en komparator, och ansluten med en inverterande ingång till en referensspänningskälla (R1-VD1), och inte med en inverterande ingång till batteriet. Så snart spänningen på batteriet överstiger referensspänningen, växlar komparatorn till singeltillståndet, transistorn T1 öppnas och reläet K1 kopplar bort batteriet från spänningskällan, samtidigt som en positiv spänning appliceras på basen av transistorn T1. Således kommer T1 att vara öppen och dess tillstånd kommer inte längre att bero på spänningsnivån vid komparatorns utgång. Själva komparatorn täcks av positiv återkoppling (R2), vilket skapar hysteres och leder till en skarp, abrupt omkoppling av utgången och öppning av transistorn. Tack vare detta är kretsen fri från nackdelen med liknande enheter med ett mekaniskt relä, där reläet ger ett obehagligt skramlande ljud på grund av det faktum att kontakterna balanserar vid omkopplingsgränsen, men påslagning har ännu inte inträffat. I händelse av ett strömavbrott kommer enheten att återuppta driften så snart den visas och kommer inte att tillåta att batteriet överladdas.



En enhet som är sammansatt av delar som kan repareras börjar fungera omedelbart och kräver ingen konfiguration. Operationsförstärkaren som anges i diagrammet kan arbeta i matningsspänningsområdet från 3 till 30 volt. Avstängningsspänningen beror endast på parametrarna för zenerdioden. Vid anslutning av ett batteri med en annan spänning, till exempel 12V, måste zenerdioden VD1 väljas enligt stabiliseringsspänningen (för spänningen hos ett laddat batteri - 14,4...15V).

LADDARE FÖR FÖRSEGNADE BLYSYRABATTERIER.
Strömstabilisatorn innehåller endast tre delar: en integrerad spänningsstabilisator DA1 typ KR142EN5A (7805), en LED HL1 och ett motstånd R1. LED, förutom att fungera som en strömstabilisator, fungerar också som en indikator på batteriladdningsläget. Batteriet laddas med konstant ström.



Växelspänningen från transformatorn Tr1 tillförs diodbryggan VD1, strömstabilisatorn (DA1, R1, VD2).
Att ställa in kretsen handlar om att justera batteriets laddningsström. Laddningsströmmen (i ampere) väljs vanligtvis till att vara tio gånger mindre än det numeriska värdet för batterikapaciteten (i amperetimmar).
För att konfigurera, istället för batteriet, måste du ansluta en amperemeter med en ström på 2...5A och välja motståndet R1 för att ställa in den nödvändiga laddningsströmmen med den.
DA1-chippet måste installeras på kylaren.
Motstånd R1 består av två seriekopplade trådlindade motstånd med en effekt på 12W.

DUBBELLÄGE LADDARE.
Den föreslagna laddarkretsen för 6V-batterier kombinerar fördelarna med två huvudtyper av laddare: konstant spänning och konstant ström, som var och en har sina egna fördelar.



Kretsen är baserad på en spänningsregulator baserad på LM317T och en kontrollerad zenerdiod TL431.
I likströmsläge ställer motstånd R3 strömmen till 370 mA, diod D4 förhindrar batteriurladdning genom LM317T när nätspänningen försvinner, motstånd R4 ser till att transistor VT1 är olåst när nätspänning läggs på.
Den styrda zenerdioden TL431, motstånden R7, R8 och potentiometern R6 bildar en krets som bestämmer batteriladdningen till en given spänning. LED VD2 är en nätverksindikator, LED VD3 lyser i konstant spänningsläge.

ENKEL AUTOMATISK LADDARE, designad för laddning av batterier med en spänning på 12 volt, designad för kontinuerlig drift dygnet runt med strömförsörjning från en 220V nätspänning, laddningen utförs vid låg pulsström(0,1-0,15 A).
När batteriet är korrekt anslutet ska den gröna lampan på enheten lysa. Om den gröna lysdioden inte tänds är batteriet fulladdat eller linjen bruten. Samtidigt lyser enhetens röda indikator (LED).



Enheten ger skydd mot:
Kortslutning i ledningen;
Kortslutning i själva batteriet.
Felaktig batteripolaritetsanslutning;
Justeringen består i att välja resistans R2 (1,8k) och R4 (1,2k) tills den gröna lysdioden försvinner, med en batterispänning på 14,4V.

LADDARE ger en stabiliserad lastström och är avsedd för laddning av motorcykelbatterier med en nominell spänning på 6-7V. Laddningsströmmen regleras mjukt inom 0-2A av variabelt motstånd R1.
Stabilisatorn är monterad på en sammansatt transistor VT1, VT2, en zenerdiod VD5 fixerar spänningen mellan basen och emittern på den sammansatta transistorn, vilket resulterar i att transistorn VT1, ansluten i serie med lasten, upprätthåller nästan D.C. laddning, oavsett förändringen i batteriets emf under laddning.



Enheten är en strömgenerator med en stor internt motstånd, så det är inte rädd för kortslutningar, spänningen tas bort från motståndet R4 respons genom ström, vilket begränsar strömmen genom transistorn VT1 vid kortslutning i lastkretsen.

LADDARE MED LADDSTRÖMSKONTROLL baserad på en titistor fas-puls effektregulator, innehåller inte få delar, och om elementen är kända för att vara bra, kräver inte justering.
Laddningsströmmen liknar till formen pulsström, vilket tros bidra till att förlänga batteriets livslängd.
Nackdelen med enheten är fluktuationer i laddningsströmmen när spänningen i det elektriska belysningsnätverket är instabil, och som alla liknande tyristorfaspulsregulatorer stör enheten radiomottagning. För att bekämpa dem bör du tillhandahålla ett nätverks-LC-filter, liknande de som används i nätverk pulsblock näring.



Kretsen är en traditionell tyristoreffektregulator med faspulsstyrning, driven från lindning II på nedtrappningstransformatorn genom diodbryggan VD1-VD4. Tyristorstyrenheten är gjord på en analog av unijunction transistorn VT1,VT2. Den tid under vilken kondensatorn C2 laddas innan unijunction-transistorn omkopplas kan justeras med det variabla motståndet R1. När motorn är i extremt högerläge enligt diagrammet blir laddningsströmmen maximal och vice versa. Diod VD5 skyddar styrkretsen från omvänd spänning som uppstår när tyristor VS1 slås på.

Enhetsdelarna, förutom transformatorn, likriktardioder, variabelt motstånd, säkring och tyristor, finns på kretskortet.
Kondensator S1-K73-11 med en kapacitet på 0,47 till 1 µF eller K73-16, K73-17, K42U-2, MBGP. Alla dioder VD1-VD4 för en framström på 10A och en backspänning på minst 50V. Istället för KU202V-tyristorn kommer KU202G-KU202E att vara lämplig, kraftfull T-160, T-250 fungerar också normalt.
Vi kommer att ersätta KT361A-transistorn med KT361V KT361E, KT3107A KT502V KT502G KT501Zh och KT315A med KT315B-KT315D KT312B KT3102A KT503V-KT503G. Istället för KD105B kommer KD105V KD105G eller D226 med valfritt bokstavsindex att vara lämpliga.
Variabelt motstånd R1 - SGM, SPZ-30a eller SPO-1.
Nätverkstransformator av erforderlig effekt med en sekundärlindningsspänning från 18 till 22V.
Om transformatorns spänning på sekundärlindningen är mer än 18V, bör motstånd R5 ersättas med ett annat med högre resistans (vid 24-26V upp till 200 Ohm). I fallet när transformatorns sekundära lindning har en kran från mitten eller två identiska lindningar, är det bättre att göra likriktaren med två dioder enligt en standard fullvågskrets.
När den sekundära lindningsspänningen är 28...36V kan du helt överge likriktaren - dess roll kommer samtidigt att utföras av tyristorn VS1 (likriktningen är halvvåg). För detta alternativ är det nödvändigt att ansluta en KD105B eller D226 separeringsdiod med valfritt bokstavsindex (katod till kortet) mellan stift 2 på kortet och den positiva ledningen.
I detta fall endast de som tillåter drift med omvänd spänning till exempel KU202E.

BATTERI SKYDD FRÅN DJUPUTLADNING.

En sådan enhet, när spänningen på batteriet minskar till det lägsta tillåtna värdet, stänger automatiskt av lasten. Enheterna kan användas där batterier används och där det inte finns någon konstant övervakning av batteriets tillstånd, det vill säga där det är viktigt att förhindra processer i samband med deras djupurladdning.

Något modifierat diagram av originalkällan:

Tjänstefunktioner tillgängliga i schemat:
1. När spänningen sjunker till 10,4V är belastningen och styrkretsen helt bortkopplade från batteriet.
2. Komparatorns driftspänning kan justeras för en specifik batterityp.
3. Efter en nödavstängning är återstart möjlig vid en spänning över 11V genom att trycka på "ON"-knappen.
4. Om det finns ett behov av att stänga av lasten manuellt, tryck bara på "OFF"-knappen.
5. Om polariteten inte observeras vid anslutning till batteriet (polaritetsomkastning) slås inte styrenheten och den anslutna lasten på.

Som avstämningsmotstånd kan motstånd med valfritt värde från 10 kOhm till 100 kOhm användas.
Kretsen använder operationsförstärkare LM358N, vars inhemska analog är KR1040UD1.
Spänningsstabilisator 78L05 för 5V spänning kan ersättas med vilken som helst liknande, till exempel KR142EN5A.
Relä JZC-20F för 10A 12V, det går att använda andra liknande reläer.
KT817-transistorn kan ersättas med en KT815 eller annan liknande med lämplig konduktivitet.
Du kan använda vilken lågeffektsdiod som helst som tål strömmen i relälindningen.
Kortvariga knappar i olika färger, grön för att slå på, röd för att stänga av.

Inställningen består av att ställa in den erforderliga spänningströskeln för att stänga av reläet; enheten, monterad utan fel och från servicebara delar, börjar fungera omedelbart.

FÖLJANDE ENHET för att skydda 12V-batterier med en kapacitet på upp till 7,5A/H från djupurladdning och kortslutning med automatisk avstängning dess uteffekt från lasten.





EGENSKAPER
Batterispänningen vid vilken avstängningen sker är 10±0,5V.
Strömmen som förbrukas av enheten från batteriet när den slås på är inte mer än 1 mA
Strömmen som förbrukas av enheten från batteriet när den är avstängd är inte mer än 10 µA
Den högsta tillåtna likströmmen genom enheten är 5A.
Den högsta tillåtna korttidsströmmen (5 sek) genom enheten är 10A
Avstängningstid vid kortslutning vid enhetens utgång, högst - 100 μs

DRIFTORDNING FÖR ENHETEN
Anslut enheten mellan batteriet och lasten i följande ordning:
- anslut terminalerna på ledningarna, observera polariteten (röd tråd +), till batteriet,
- anslut till enheten, observera polariteten (den positiva terminalen är märkt med ett +-tecken), lastterminalerna.
För att spänning ska visas vid enhetens utgång måste du kort kortsluta den negativa utgången till den negativa ingången. Om belastningen drivs av en annan källa förutom batteriet, är detta inte nödvändigt.

ENHETEN FUNGERAR SOM FÖLJANDE;
När du byter till batterikraft laddar lasten ur den till skyddsanordningens svarsspänning (10± 0,5V). När detta värde uppnås kopplar enheten bort batteriet från belastningen, vilket förhindrar ytterligare urladdning. Enheten slås på automatiskt när spänning tillförs från lastsidan för att ladda batteriet.
Om det blir kortslutning i belastningen kopplar enheten också bort batteriet från belastningen.Den slås på automatiskt om en spänning på mer än 9,5V appliceras från belastningssidan. Om det inte finns någon sådan spänning måste du kort överbrygga enhetens utgångs negativa pol och batteriets negativa pol. Motstånden R3 och R4 ställer in svarströskeln.

1. TRYCKTA BRÄDOR I LÄGGFORMAT(Sprintlayout) -

Laddaren är en 14,2 V parametrisk spänningsstabilisator med ett fälteffekttransistorkontrollelement. Kraftfull grindkrets fälteffekttransistor VT1 drivs från en separat 30 V-källa.

Schematisk bild av laddaren
För att erhålla en utspänning på 14,2 V är det nödvändigt att applicera en stabiliserad spänning på cirka 18 V till gate av transistor VT1, eftersom gränsspänningen för fälteffekttransistorn IRFZ48N når 4 V. Spänningen vid gate bildas av den parallella stabilisatorn DA1, matad genom motståndet R2 från en spänningskälla på 30 V. Stabilist VD3 införs för att kompensera för förändringar i EMF för ett fulladdat batteri när den yttre temperaturen ändras.

Om du ansluter ett urladdat batteri till laddaren (en indikator på ett djupt urladdat batteri är en emk på mindre än 11 ​​V vid dess terminaler), kommer transistor VT1 att gå från det aktiva stabiliseringsläget till ett helt öppet tillstånd på grund av den stora skillnaden mellan spänningen vid grinden och vid källan: 18 V - 11 V = 7 V, detta är 3 V mer än gränsspänningen på 7 V - 4 V = 3 V.

Tre volt räcker för att öppna IRFZ48N-transistorn. Den öppna kanalresistansen för denna transistor blir försumbar. Därför kommer laddningsströmmen att begränsas endast av motståndet R3 och kommer att vara lika med:
(23 V - 11 V) / 1 Ohm = 12 A.
Detta är det beräknade aktuella värdet. I praktiken kommer det inte att överstiga 10 A på grund av spänningsfallet på transformatorns sekundärlindning och på dioderna på VD2-bryggan, medan strömmen kommer att pulsera med två gånger nätverksfrekvensen. Om laddningsströmmen ändå överstiger det rekommenderade värdet (0,1 av batterikapaciteten) kommer det inte att skada batteriet, eftersom det snart börjar minska snabbt. När batterispänningen närmar sig stabiliseringsspänningen på 14,2 V kommer laddningsströmmen att minska tills den stannar helt. Enheten kan förbli i detta tillstånd under lång tid utan risk för överladdning av batteriet.

Lampa HL1 indikerar att enheten är ansluten till nätverket och HL2 signalerar dels att säkringen FU2 fungerar som den ska och dels att batteriet som laddas är anslutet. Dessutom fungerar HL2-lampan som en liten belastning, vilket gör det lättare att exakt ställa in utspänningen.

Enheten måste använda en nätverkstransformator med en total effekt på minst 150 W. Lindning II ska ge en spänning på 17...20 V vid en belastningsström på 10 A, och lindning III - 5...7 V vid 50...100 mA. IRFZ48N-transistorn kan bytas ut mot en IRFZ46N. Om enheten används för att ladda batterier med en kapacitet på högst 55 Ah, är IRFZ44N-transistorn (eller den inhemska KP812A1) lämplig.

Vi kommer att ersätta GBPC15005 likriktarbryggan med fyra dioder D242A, D243A eller liknande. Istället för KD243A är det möjligt att använda en KD102A eller KD103A diod. Motstånd R3 är gjord av nikrom tråd med en diameter på minst 1 mm. Den är lindad på en keramisk stav, och var och en av terminalerna kläms fast under en M4-skruv med en mutter och en lödflik. Motståndet ska monteras så att inget stör dess naturliga kylning genom luftflöde.

Stabilisatorn KS119A kommer att ersätta fyra KD522A-dioder kopplade i serie enligt. Istället för TL431 är dess inhemska analog KR142EN19A lämplig. Motstånd R6 bör väljas från SP5-serien.

Transistor VT1 måste installeras på en kylfläns med en användbar yta på 100...150 cm 2. Den termiska effekten under laddningsprocessen kommer att fördelas mellan transistorn och motståndet R3 enligt följande: i det initiala ögonblicket, när transistorn är öppen, kommer all termisk effekt att frigöras på motståndet R3; i mitten av laddningscykeln kommer effekten att fördelas lika mellan dem, och för transistorn blir detta en maximal uppvärmning (20...25 W), och i slutet kommer laddningsströmmen att minska så mycket att både motstånd och transistorn förblir kall.

Efter montering av enheten är det bara nödvändigt att ställa in tröskelspänningen vid utgången till 14,2 V med hjälp av trimmotstånd R6 innan du ansluter batteriet.

Enheten som beskrivs i artikeln är enkel och lätt att använda. Man måste dock komma ihåg att inte alla batterier har en emk på 14,2 V när de laddas. Dessutom förblir den inte konstant under deras livslängd på grund av destruktiva förändringar i batteriplattorna. Det betyder att om laddaren justeras som författaren rekommenderar kommer vissa batterier att bli underladdade, medan andra kommer att överladdas och kan "koka". EMF beror också på batteriets temperatur.

Därför är det för varje batteriexempel nödvändigt att först bestämma det optimala värdet av dess EMF genom kontrollerad laddning tills de första tecknen på "kokning" och, med hänsyn till temperaturen, ställa in detta värde i laddaren. Det är också lämpligt att i framtiden regelbundet (minst en gång om året) kontrollera EMF och justera inställningen för tröskelspänningen för laddaren.

V. Kostitsyn
Radio 3-2008
www.radio.ru

Behovet av en laddare för blybatterier uppstod för länge sedan. Först laddare gjordes också för ett 55Ah bilbatteri. Med tiden dök det upp underhållsfria gelbatterier av olika valörer i hushållet, som också behövde laddas. Tillhandahåll en separat laddare för varje batteri, minst, orimligt. Därför var jag tvungen att plocka fram en penna, studera tillgänglig litteratur, främst Radiotidningen, och tillsammans med mina kamrater komma på konceptet med en universell automatisk laddare (UAZU) för 12-voltsbatterier från 7AH till 60AH. Jag presenterar den resulterande designen efter din bedömning. Tillverkad i järn mer än 10 st. med olika varianter. Alla enheter fungerar felfritt. Schemat kan enkelt upprepas med minimala inställningar.

Strömförsörjningen från en gammal PC i AT-format togs omedelbart som grund, eftersom den har ett helt komplex positiva egenskaper: liten storlek och vikt, bra stabilisering, kraft med stor marginal, och viktigast av allt, en färdig kraftenhet, till vilken det återstår att skruva styrenheten. Idén med styrenheten föreslogs av S. Golov i sin artikel "Automatisk laddare för ett blybatteri", Radiotidningen nr 12, 2004, speciellt tack till honom.

Jag kommer kort att upprepa batteriladdningsalgoritmen. Hela processen består av tre steg. I det första steget, när batteriet är helt eller delvis urladdat, är det tillåtet att ladda med en hög ström som når 0,1:0,2C, där C är batterikapaciteten i amperetimmar. Laddströmmen måste begränsas över det angivna värdet eller stabiliseras. När laddningen ackumuleras ökar spänningen vid batteripolerna. Denna spänning är kontrollerad. När nivån 14,4 - 14,6 volt har nåtts är det första steget avslutat. I det andra steget är det nödvändigt att hålla den uppnådda spänningen konstant och kontrollera laddningsströmmen, som kommer att minska. När laddningsströmmen sjunker till 0,02C kommer batteriet att få en laddning på minst 80%, vi fortsätter till det tredje och sista steget. Vi minskar laddningsspänningen till 13,8 V. och vi stödjer det på den här nivån. Laddströmmen kommer gradvis att minska till 0,002:001C och stabiliseras på detta värde. Denna ström är inte farlig för batteriet; batteriet kan förbli i detta läge under lång tid utan att skada sig själv och är alltid redo att användas.

Låt oss nu faktiskt prata om hur allt detta går till. Strömförsörjningen från datorn valdes utifrån hänsynen till den största fördelningen av kretsdesignen, d.v.s. Styrenheten är gjord på mikrokretsen TL494 och dess analoger (MB3759, KA7500, KR1114EU4) och något modifierad:

5V, -5V, -12V utspänningskretsarna togs bort, 5 och 12V återkopplingsmotstånden förseglades och överspänningsskyddskretsen avaktiverades. På fragmentet av diagrammet är platserna där kretsarna är brutna markerade med ett kors. Endast 12V-utgångsdelen är kvar; du kan också byta ut diodenheten i 12V-kretsen med en enhet borttagen från 5-voltskretsen; den är kraftfullare, men inte nödvändig. Alla onödiga ledningar togs bort, vilket bara lämnade 4 svarta och gula ledningar, 10 centimeter långa, för utmatningen av kraftenheten. Vi löder 10 cm långa ledningar till det första benet på mikrokretsen; detta kommer att vara kontrollen. Detta slutför ändringen.

Dessutom implementerar styrenheten, på begäran av många personer som vill ha en sådan sak, ett träningsläge och en skyddskrets mot batteriets omvänd polaritet för de som är särskilt ouppmärksamma. Och så BU:

Huvudnoder:
parametrisk referensspänningsstabilisator 14,6V VD6-VD11, R21

Ett block av komparatorer och indikatorer som implementerar tre steg av batteriladdning DA1.2, VD2 första steg, DA1.3, VD5 andra, DA1.4, VD3 tredje.

Stabilisator VD1, R1, C1 och delare R4, R8, R5, R9, R6, R7 som bildar referensspänningen för komparatorerna. Switch SA1 och resistorer gör det möjligt att ändra laddningsläget för olika batterier.

Träningsblock DD K561LE5, VT3, VT4, VT5, VT1, DA1.1.

Skydd VS1, DA5, VD13.

Hur det fungerar. Låt oss anta att vi laddar ett 55Ah bilbatteri. Komparatorer övervakar spänningsfallet över motståndet R31. I det första steget fungerar kretsen som en strömstabilisator; när den är påslagen kommer laddningsströmmen att vara cirka 5A, alla 3 lysdioderna lyser. DA1.2 kommer att hålla laddningsströmmen tills spänningen på batteriet når 14,6 V., DA1.2 stängs, VD2 stängs av rött. Den andra etappen har börjat.

I detta skede upprätthålls spänningen på 14,6 V på batteriet av stabilisatorn VD6-VD11, R21, d.v.s. Laddaren arbetar i spänningsstabiliseringsläge. När batteriladdningen ökar sjunker strömmen och så fort den sjunker till 0,02C kommer DA1.3 att fungera. Den gula VD5 kommer att slockna och transistorn VT2 öppnas. VD6, VD7 förbigås, stabiliseringsspänningen sjunker abrupt till 13,8 V. Vi gick vidare till tredje etappen.

Därefter laddas batteriet med en mycket liten ström. Eftersom batteriet vid det här laget har fått ungefär 95-97% av sin laddning, minskar strömmen gradvis till 0,002C och stabiliseras. På bra batterier kan sjunka till 0,001C. DA1.4 är konfigurerad till denna tröskel. VD3 LED kan slockna, även om den i praktiken fortsätter att lysa svagt. Vid denna tidpunkt kan processen anses vara avslutad och batteriet kan användas för sitt avsedda syfte.

Träningsläge.
När du förvarar ett batteri under en längre tid rekommenderas det att regelbundet träna upp det, eftersom det kan förlänga livslängden på gamla batterier. Eftersom batteriet är en mycket trög sak bör laddning och urladdning ta flera sekunder. I litteraturen finns det enheter som tränar batterier med en frekvens på 50Hz, vilket har en tråkig effekt på dess hälsa. Urladdningsströmmen är ungefär en tiondel av laddningsströmmen. I diagrammet visas switch SA2 i träningsläge, SA2.1 är öppen SA2.2 är stängd. Urladdningskretsen VT3, VT4, VT5, R24, SA2.2, R31 slås på och avtryckaren DA1.1, VT1 är spänd. En multivibrator är monterad på elementen DD1.1 och DD1.2 i mikrokretsen K561LE5. Den producerar en meander med en period på 10-12 sekunder. Avtryckaren är spänd, element DD1.3 är öppet, pulser från multivibratorn öppnar och stänger transistorerna VT4 och VT3. När den är öppen förbikopplar transistorn VT3 dioderna VD6-VD8, vilket blockerar laddningen. Batteriurladdningsströmmen går genom R24, VT4, SA2.2, R31. Batteriet tar 5-6 sekunder att ta emot en laddning och samtidigt laddas ur med låg ström. Denna process varar under det första och andra laddningssteget, sedan aktiveras triggern, DD1.3 stänger, VT4 och VT3 stänger. Den tredje etappen äger rum i normalt läge. Det finns inget behov av ytterligare indikering av träningsläget, eftersom lysdioderna VD2, VD3 och VD5 blinkar. Efter det första steget blinkar VD3 och VD5. I det tredje steget lyser VD5 utan att blinka. I träningsläge räcker batteriladdningen nästan 2 gånger längre.

Skydd.
I de första designerna, istället för en tyristor, fanns det en diod som skyddade laddaren från omvänd ström. Det fungerar väldigt enkelt; när den är påslagen korrekt öppnar optokopplaren tyristorn och du kan slå på laddningen. Om det är felaktigt, lyser VD13 LED, byt ut plintarna. Mellan anoden och katoden på tyristorn måste du löda en opolär kondensator på 50 μF 50 volt eller 2 rygg mot rygg elektrolyter 100 μF 50 V.

Konstruktion och detaljer.
Laddaren är monterad i nätaggregatet från datorn. BU är tillverkad med laser-järnteknik. Kretskortsritningen bifogas i en arkivfil, gjord i SL4. Motstånd MLT-025, motstånd R31 - en bit koppartråd. Mäthuvud PA1 får inte installeras. Den låg bara och var anpassad. Därför beror värdena på R30 och R33 på milliammetern. Thyristor KU202 i plastdesign. Själva utförandet kan ses på bifogade bilder. Monitorns strömkontakt och kabel användes för att slå på batteriet. Omkopplaren för val av laddningsström är liten med 11 lägen, motstånd är lödda till den. Om laddaren bara laddar bilbatterier Du behöver inte installera omkopplaren genom att helt enkelt löda en bygel. DA1 - LM339. Dioder KD521 eller liknande. Optokopplaren PC817 kan förses med en annan med transistorställdon. BU-halsduken skruvas fast på en 4 mm tjock aluminiumplåt. Den fungerar som en radiator för tyristorn och KT829, och lysdioder sätts in i hålen. Det resulterande blocket skruvas fast på strömförsörjningsenhetens främre vägg. Laddaren värms inte upp, så fläkten ansluts till strömförsörjningen via en KR140en8b stabilisator, spänningen är begränsad till 9V. Fläkten roterar långsammare och är nästan ohörbar.

Justering.
Inledningsvis installerar vi en kraftfull diod istället för tyristorn VS1, utan lödning i VD4 och R20, vi väljer zenerdioder VD8-VD10 så att utspänningen, utan belastning, är 14,6 volt. Därefter löder vi VD4 och R20 och väljer R8, R9, R6 för att ställa in svarströskelvärdena för komparatorerna. Istället för ett batteri ansluter vi ett 10 Ohm trådlindat variabelt motstånd, ställ in strömmen till 5 ampere, löd i ett variabelt motstånd istället för R8, vrid det till en spänning på 14,6 V, VD2 LED ska slockna, mät den införda delen av det variabla motståndet och lodet i en konstant. Vi löder in ett variabelt motstånd istället för R9 och ställer in det på cirka 150 Ohm. Vi slår på laddaren, ökar belastningsströmmen tills DA1.2 fungerar och börjar sedan minska strömmen till ett värde av 0,1 ampere. Sedan minskar vi R9 tills komparatorn DA1,3 fungerar. Spänningen över lasten bör sjunka till 13,8V och den gula VD5-lampan slocknar. Vi minskar strömmen till 0,05 ampere, väljer R6 och släcker VD3. Men det är bäst att göra justeringar på ett bra, urladdat batteri. Vi löder in de variabla motstånden, ställer in dem lite större än de som anges i diagrammet, ansluter amperemetern och voltmetern till batteripolerna och gör detta på en gång. Vi använder ett batteri som inte är särskilt urladdat, då blir det snabbare och mer exakt. Övning har visat att praktiskt taget ingen justering krävs om du väljer R31 korrekt. Ytterligare motstånd är också lätta att välja: med lämplig belastningsström bör spänningsfallet över R31 vara 0,5V, 0,4V, 0,3V, 0,2V, 0,15V, 0,1V och 0,07V.

Det är allt. Ja, också, om du kortsluter VD6-dioden med en halv och VD9-zenerdioden med en extra tvåpolig vippströmbrytare, får du en laddare för 6-volts heliumbatterier. Laddströmmen måste väljas med den minsta omkopplaren SA1. På en av de insamlade genomfördes denna operation framgångsrikt.