Stabilisateur de tension pour le chargeur. Chargeur de voiture réglable simple

Le stabilisateur de courant permet de recevoir des courants dans la charge 1mA à 10A . L'appareil contient les composants principaux suivants : source de tension de référence, puissant générateur de courant de sortie, unité maître de précision, aussi bien que Unité de puissance et instruments de mesure . Un puissant générateur de courant de sortie qui génère un courant dans la charge est construit sur la base d'un amplificateur opérationnel selon modèle classique. L'élément de commande est réalisé sur les transistors composites VT2 et VT3.
La source de tension de référence est un suiveur de tension dont la sortie est chargée sur une série de résistances de précision connectées en série R4-R12. A l'entrée du répéteur vient pression constante Uo provenant de la sortie d'un stabilisateur de tension paramétrique à deux étages sur les diodes de référence VD1 et VD3 des séries D818E et KS515A via un diviseur sur les résistances Rl - R3. Sur chacune des 9 résistances de charge R4 - R12, les mêmes chutes de tension, égales à U0 / 9. Ainsi, dix tensions de référence dans la plage de O à U0 peuvent être retirées des sorties de ce diviseur. affectation, les résistances de charge sont sélectionnées à faible résistance avec une tolérance de 1 %. Les signaux de sortie de l'ION sont formés dans le nœud de contrôle de tension du puissant générateur de courant de sortie.

Circuit de source de courant pour le chargement de la batterie

L'unité maître de précision est un additionneur réalisé sur un amplificateur opérationnel de haute précision de la série K140UD14A. Il fournit la sommation des tensions de référence extraites du diviseur R4-R12. Cela vous permet de régler n'importe quelle tension de 0 à 1.111 U0 à la sortie de l'ampli-op DA2 à l'aide des commutateurs SA1 - SA4 conformément à l'expression :

où K1, K2, KZ, K4 -0, 1, 2, ... 9 sont les coefficients définis par les commutateurs SA1 - SA4, respectivement. Ainsi, un nœud de réglage de précision vous permet de régler discrètement la tension de réglage par pas de U0/9000. Pour une précision de sommation élevée, les résistances d'addition doivent avoir une tolérance de 0,05 ... 0,1 % et une résistance bien supérieure à celle du ION résistances. Cette construction du nœud maître offre une simplicité et une grande précision d'installation lorsque quantité minimum détails.

Dans cet article, parlons d'un autre chargeur de voiture. Nous allons charger les batteries avec un courant stable. Le circuit du chargeur est illustré à la figure 1.

Un transformateur rembobiné d'un téléviseur à tube TS-180 est utilisé comme transformateur de réseau dans le circuit, mais les TS-180-2 et TS-180-2V conviennent également. Pour rembobiner le transformateur, nous le démontons d'abord soigneusement, sans oublier de remarquer de quels côtés le noyau a été collé, il est impossible de confondre la position des parties en forme de U du noyau. Ensuite, tous les enroulements secondaires sont enroulés. L'enroulement de blindage, si vous utilisez le chargeur uniquement à la maison, peut être laissé. S'il est prévu d'utiliser l'appareil dans d'autres conditions, l'enroulement de blindage est retiré. L'isolation supérieure de l'enroulement primaire est également supprimée. Après cela, les bobines sont imprégnées de vernis bakélite. Bien sûr, l'imprégnation en production a lieu dans une chambre à vide, s'il n'y a pas de telles possibilités, nous l'imprégnerons à chaud - dans un vernis chaud, chauffé au bain-marie, jetons les bobines et attendons une heure jusqu'à ce qu'elles sont imprégnés de vernis. Ensuite, nous laissons égoutter l'excès de vernis et mettons les bobines dans un four à gaz avec une température d'environ 100 ... 120 ° C. Dans les cas extrêmes, l'enroulement des bobines peut être imprégné de paraffine. Après cela, nous restaurons l'isolation de l'enroulement primaire avec le même papier, mais également imprégné de vernis. Ensuite, nous enroulons sur des bobines le long ... maintenant nous allons compter. Pour réduire le courant mouvement oisif, et cela augmentera évidemment, puisque nous n'avons pas le ferroplaste nécessaire pour coller des noyaux torsadés et fendus, nous utiliserons toutes les spires des enroulements de la bobine. Alors. Le nombre de tours de l'enroulement primaire (voir tableau) est de 375 + 58 + 375 + 58 = 866 tours. Le nombre de tours par volt est de 866 tours divisé par 220 volts, on obtient 3,936 ≈ 4 tours par volt.

Nous calculons le nombre de tours de l'enroulement secondaire. Fixons la tension de l'enroulement secondaire à 14 volts, ce qui nous donnera une tension de 14 √ 2 = 19,74 ≈ 20 volts en sortie du redresseur à condensateurs de filtrage. En général, plus cette tension est faible, moins de puissance inutile sous forme de chaleur sera dégagée sur les transistors du circuit. Et ainsi, nous multiplions 14 volts par 4 tours par volt, nous obtenons 56 tours de l'enroulement secondaire. Fixons maintenant le courant de l'enroulement secondaire. Parfois, vous devez recharger rapidement la batterie, ce qui signifie que vous devez augmenter le courant de charge jusqu'à la limite pendant un certain temps. Connaissant la puissance globale du transformateur - 180W et la tension de l'enroulement secondaire, on trouve le courant maximum 180/14 ≈ 12,86A. Le courant de collecteur maximal du transistor KT819 est de 15A. La puissance maximale selon l'ouvrage de référence de ce transistor dans un boîtier métallique est de 100W. Cela signifie qu'à un courant de 12A et une puissance de 100W, la chute de tension aux bornes du transistor ne peut pas dépasser ... 100/12 ≈ 8,3 volts, et cela à condition que la température du cristal du transistor ne dépasse pas 25˚С. Vous avez donc besoin d'un ventilateur, car le transistor fonctionnera à la limite de ses capacités. Nous sélectionnons un courant égal à 12A, à condition que dans chaque bras du redresseur il y aura déjà deux diodes de 10A chacune. Selon la formule :

On multiplie 0,7 par 3,46, on obtient le diamètre du fil ?2,4mm.

Vous pouvez réduire le courant à 10A et utiliser un fil d'un diamètre de 2mm. Pour faciliter le régime thermique du transformateur, l'enroulement secondaire ne peut pas être recouvert d'isolant, mais simplement recouvert d'une couche supplémentaire de vernis bakélite.

Les diodes KD213 sont montées sur des radiateurs à plaques 100×100x3mm en aluminium. Ils peuvent être installés directement sur le boîtier métallique du chargeur grâce à des joints en mica à l'aide de pâte thermique. Au lieu de 213-x, vous pouvez utiliser D214A, D215A, D242A, mais les diodes KD2997 avec n'importe quelle lettre sont les mieux adaptées, la valeur typique de la chute de tension directe est de 0,85 V, ce qui signifie qu'à un courant de charge de 12A, elles seront être libéré sous forme de chaleur 0,85 12 = 10W. Max rectifié DC ces diodes font 30A, et elles ne sont pas chères. La puce LM358N peut fonctionner avec des tensions de signal d'entrée proches de zéro, je n'ai pas vu d'analogues domestiques. Les transistors VT1 et VT2 peuvent être utilisés avec n'importe quelle lettre. Une bande de tôle étamée servait de shunt. Les dimensions de ma bande découpée dans une boîte de conserve () sont de 180 × 10x0,2 mm. Avec les valeurs des résistances R1,2,5 indiquées sur le schéma, le courant est régulé dans la plage d'environ 3 à 8A. Plus la valeur de la résistance R2 est petite, plus le courant de stabilisation de l'appareil est important. Lisez comment calculer la résistance supplémentaire pour un voltmètre.

À propos de l'ampèremètre. Pour moi, une bande découpée selon les dimensions indiquées ci-dessus, a tout à fait par hasard une résistance de 0,0125 ohms. Cela signifie que lorsqu'un courant de 10A le traverse, U \u003d I R \u003d 10 0,0125 \u003d 0,125V \u003d 125mLV tombera dessus. Dans mon cas, la tête de mesure utilisée a une résistance de 1200 ohms à une température de 25°C.

Parenthèse lyrique. De nombreux radioamateurs, ajustant minutieusement les shunts de leurs ampèremètres, ne prêtent jamais attention, pour une raison quelconque, à la dépendance à la température de tous les éléments des circuits qu'ils assemblent. Vous pouvez parler sur ce sujet indéfiniment, je vais vous donner juste un petit exemple. Ici résistance active cadre de ma tête de mesure à différentes températures. Et pour quelles conditions faut-il calculer un shunt ?

Cela signifie que le courant réglé à la maison ne correspondra pas au courant réglé sur l'ampèremètre dans un garage froid en hiver. Si vous ne vous souciez pas de cela, faites simplement un commutateur pour 5,5 A et 10 ... 12 A et aucun appareil. Et n'ayez pas peur de les casser, c'est un autre gros plus chargeur avec stabilisation du courant.

Etc. Avec une résistance de boucle de 1200 ohms et un courant de déviation total de l'aiguille de l'appareil de 100 μA, nous devons appliquer une tension de 1200 0,0001 \u003d 0,12V \u003d 120mV à la tête, ce qui est inférieur à la chute de tension aux bornes du shunt résistance à un courant de 10A. Par conséquent, en série avec la tête de mesure, mettez une résistance supplémentaire, de préférence une résistance d'accord, afin de ne pas souffrir de la sélection.

Le stabilisateur est monté sur un circuit imprimé (voir photo 3). J'ai limité le courant de charge maximum pour moi à six ampères, donc avec un courant de stabilisation de 6A et une chute de tension aux bornes d'un puissant transistor de 5V, la puissance dégagée est de 30W, et le ventilateur souffle de l'ordinateur, ce radiateur chauffe jusqu'à un température de 60 degrés. Avec un ventilateur c'est beaucoup, il faut un radiateur plus efficace. Déterminer approximativement le besoin. Mon conseil à vous tous est d'installer des radiateurs conçus pour le fonctionnement des appareils PP sans refroidisseurs, qu'il vaille mieux que les dimensions de l'appareil augmentent, mais lorsque ce refroidisseur s'arrêtera, rien ne brûlera.

Lors de l'analyse de la tension de sortie, son oscillogramme était très bruyant, ce qui indique l'instabilité du circuit, c'est-à-dire le régime a été suscité. J'ai dû compléter le circuit avec un condensateur C5, qui assurait la stabilité de l'appareil. Oui, aussi, afin de réduire la charge sur KT819, j'ai réduit la tension à la sortie du redresseur à 18V (18 / 1,41 \u003d 12,8V, c'est-à-dire que la tension de l'enroulement secondaire de mon transformateur est de 12,8V). Télécharger le dessin circuit imprimé. Au revoir. KVYu.

Ajout. Analogique LM358 - KR1040UD1

Dans toute voiture, la batterie est chargée par un générateur. Le générateur lui-même délivre une tension stabilisée au réseau électrique, ne dépassant pas 14,2-14,4 Volts. Fait intéressant, pour charger complètement la batterie, 14,5 volts ou plus doivent être connectés à ses bornes, ce qui dépend du type de batterie. Et toute batterie ordinaire, se trouvant sous le capot d'une voiture, ne sera jamais chargée à 100 %. Conclusion : un cycle de charge complet peut être effectué si des chargeurs sont utilisés. Ensuite, nous parlerons de leur bon usage.

Le plus simple est de charger avec un courant stabilisé

Il existe une classe de chargeurs capables de réguler le courant de sortie. L'utilisation d'un tel équipement est simple, il vous suffit de savoir quel est le courant de charge maximal pour chaque batterie. On regarde le boîtier de la batterie, on trouve la valeur de la capacité :

Étiquette de batterie BOSCH Silver

La valeur, comme vous pouvez le voir, est indiquée en ampères-heures. Habituellement, il y a les numéros suivants : 55 ou 60 Ah. N'oubliez pas que le courant de charge maximal est d'un dixième capacité électrique divisé par une heure.

Exemple : 60 divisé par 10 et on obtient 6. Cela signifie qu'une batterie d'une capacité de 60 Ah ne peut pas être chargée avec un courant supérieur à 6 Ampères.

Un cycle de charge complet, effectué en utilisant le courant maximum autorisé, est de 10 heures. Cela découle de la théorie. En pratique, cependant, les choses sont plus compliquées :

Lorsque la charge atteint 75% de la capacité, le courant est divisé par deux. Pour les batteries au plomb, à ce niveau de charge, la tension suivante sera aux bornes - exactement 14,4 V;
Mise en charge batterie sans entretien, réduisez encore 2 fois le courant, dès que la tension aux bornes atteint 15 Volts (85-90% de charge);
Il faut se rappeler que la valeur réelle de la capacité dépend de la température. A -30 Gr. Celsius, il tombe à 50 %. Ainsi, si vous envisagez de faire fonctionner la batterie à basse température, n'amenez jamais la charge à 100% de la valeur nominale.

Du conseil numéroté "1", la conclusion s'ensuit : après six, maximum après sept heures de charge, il faut vérifier à quoi correspond la tension aux bornes. Si vous ne savez pas ce qu'il devrait être à 75 % de charge, réduisez simplement de moitié le courant.

La batterie est considérée comme complètement chargée si la tension à ses bornes ne change pas pendant la charge. Prendre les mesures deux fois avec un intervalle de 1 heure. Ce sera suffisant.

Utilisation de stabilisateurs de tension

Le chargeur standard vous permet de régler le courant et rien de plus. Cependant, les équipements modernes prévoient un deuxième mode dans lequel l'opérateur peut régler la valeur de tension.

Chargeur moderne avec possibilité de régler la tension

En théorie, vous devez utiliser le mode de tension stabilisée à la deuxième étape de la charge. C'est-à-dire que la batterie est d'abord chargée avec un courant stabilisé, puis, après avoir atteint 50% de la capacité, vous pouvez définir une tension fixe:

14,4 V - pour charger la batterie de 70 à 80 % ;
15 V - pour amener la charge à 85-90% de capacité;
16 V - la batterie est donc chargée à 95-97 %.

L'essentiel est que vous ne pouvez pas simplement mettre 16 volts sur les bornes et oublier la batterie pendant quelques heures. Si la tension spécifiée est appliquée à une batterie déchargée, vous obtiendrez un courant de 40-50 A. En principe, au stade initial, de telles valeurs seront acceptables. Mais différentes bornes, fils, ainsi que les circuits internes de l'équipement, ne supporteront pas une quantité importante de courant.

Chaque chargeur capable de stabiliser la tension possède une protection intégrée. Il fonctionnera dès que le pouvoir courant de charge dépasse 30 ampères. Attention, ne chargez pas une batterie complètement "morte" avec une tension de 16 voire 15 Volts !

Au fur et à mesure que la batterie se charge, si une tension constante est utilisée, le courant diminue. C'est pourquoi la charge avec une tension stabilisée est recommandée à l'étape finale. La batterie est considérée comme chargée lorsqu'une condition est remplie : l'intensité du courant a approché un minimum et n'a pas changé depuis une heure.

Fonctionnement sur batterie en hiver

Le conseil pertinent pour l'hiver semble simple : ne laissez pas une batterie déchargée à des températures glaciales. Plus la charge est proche de 0 %, plus la concentration d'acide dans l'électrolyte est faible. Eh bien, de l'eau à une température de 0 Gy. a tendance à geler.

Le point de congélation dépend toujours de la densité

Si l'on soupçonne que de la glace s'est formée à l'intérieur de la batterie, un préchauffage est effectué en premier. Et puis, quand la glace fond, la batterie peut être rechargée.

Il y a la recommandation suivante : si le moteur ne démarre pas à froid, mais que la batterie n'est pas encore déchargée, il vous suffit d'allumer les phares et d'attendre les minutes 5. En conséquence, la glace fondra, le moteur démarrera , puis le générateur commencera à fonctionner. Dans certains cas, cela pourrait effectivement fonctionner. Mais il est préférable de réchauffer la batterie à l'intérieur.

Ne chargez pas la batterie si vous n'êtes pas sûr que la glace à l'intérieur des "canettes" est complètement absente. Le non-respect de cette règle peut endommager les plaques de contact. La capacité nominale diminuera en conséquence, et de manière significative.

En déconnectant la batterie du chargeur, vous pouvez vérifier dans quelle mesure elle est actuellement chargée :

Si la tension en l'absence de charge est de 12,65 V, la charge de la batterie est de 99 à 100 % ;
Une tension de 12,1 V correspond à une charge de 50 % ;
11,7 V - décharge complète ;
Si la tension ne dépasse pas 11 volts, la batterie doit être remplacée.

Vous pouvez charger la batterie sans la retirer du véhicule. Ensuite, il est impératif de déconnecter la borne négative, et ensuite seulement de connecter les "crocodiles" du stabilisateur :

Comment déconnecter la borne négative

Le contact "négatif" de la batterie a tendance à s'oxyder. Une lime, du papier de verre et un couteau ordinaire vous aideront ici, si vous ne vous sentez pas désolé pour lui.

Vous pouvez essayer de démarrer le démarreur à l'aide d'une batterie "externe". Mais alors la batterie standard doit être débranchée. Cela peut être fait de la manière indiquée - il suffit de déconnecter une borne (négative).

Vidéo - exemple

Pour assembler même le stabilisateur de tension le plus simple pour un chargeur, vous devez avoir au moins quelques connaissances en physique. Sinon, il sera difficile de comprendre la dépendance grandeurs physiques, par exemple, comment, à mesure que la charge augmente, la résistance de la batterie augmente, le courant de charge chute et la tension augmente.

Un simple stabilisateur de courant de chargeur à partir de matériaux improvisés

Il existe un grand nombre de schémas et de conceptions prêts à l'emploi qui vous permettent de charger une batterie de voiture. Cet article concerne la conversion d'une alimentation d'ordinateur en chargeur automatique batterie de voiture. Il explique comment assembler un stabilisateur de courant automatique avec la possibilité d'ajuster le courant de sortie.

Le circuit régulateur utilisé dans notre chargeur de batterie en cours d'assemblage est assez simple et est basé sur un amplificateur opérationnel à gain élevé en boucle ouverte (amplificateur opérationnel).

En tant qu'amplificateur opérationnel, ou il serait plus correct de l'appeler un comparateur, le microcircuit LM358 est utilisé. L'image montre qu'il a:

deux entrées (inverseuse et non inverseuse);
une sortie.

La tâche du LM358 est d'équilibrer les paramètres de sortie en augmentant ou en diminuant la tension aux entrées.

Un chargeur ou un simple stabilisateur est un appareil qui :

lisse les ondulations du réseau ;
maintient la ligne droite du graphique courant au même niveau.

Comment est-il fait? Dans notre cas, une tension de référence est appliquée à une entrée, qui est réglée à l'aide d'une diode Zener. La deuxième entrée est connectée après le shunt destiné au rôle de capteur de courant. Lorsqu'une batterie déchargée est connectée à la sortie, le courant dans le circuit augmente et, par conséquent, une chute de tension se produit aux bornes de la résistance à faible résistance. Sur la puce LM358, une différence de tension apparaît entre les deux entrées. Le dispositif cherche à équilibrer cette différence, augmentant ainsi les paramètres de sortie.

En regardant le schéma, on voit que la sortie est connectée transistor à effet de champ, qui contrôle la charge. Au fur et à mesure que la batterie se charge, la tension commence à monter aux bornes de l'appareil, par conséquent, elle commence à monter à l'une des entrées de l'ampli-op. Il existe une différence de tension entre les entrées, que l'amplificateur opérationnel tente d'égaliser en réduisant la tension de sortie, réduisant ainsi le courant dans le circuit principal.

En conséquence, la batterie est chargée à la tension souhaitée, c'est-à-dire la valeur définie aux bornes du chargeur. La chute de tension aux bornes de la résistance R3 devient minimale, ou elle n'existera pas du tout. Lors de l'égalisation de la tension aux entrées, le transistor se ferme, déconnectant ainsi la charge du chargeur.

Une caractéristique de ce circuit est qu'il vous permet de limiter le courant de charge. Cela se fait à l'aide d'une résistance variable, qui est connectée en série au diviseur. Et en tournant le bouton de cette résistance, vous pouvez modifier les paramètres sur l'une des entrées. La différence résultante est à nouveau égalisée en augmentant ou en diminuant les paramètres.

Il n'y a pas de régimes universels. Quelqu'un s'intéresse à la question de l'augmentation du courant de charge. Par exemple, que faut-il changer dans le circuit pour 15 A ? Il faudra mettre la variable non pas 5, mais 10 kOhm. En effectuant également un calcul préliminaire et en remplaçant les éléments correspondants, vous pouvez facilement personnaliser le circuit en fonction de vos besoins.

Assemblage de l'appareil

Bien sûr, il est intéressant de regarder le produit fini fait maison, puis commençons à assembler l'appareil. Dans les magasins en ligne, il existe de nombreuses cartes compactes pour ce schéma. Le coût des pièces pour l'assemblage de ce stabilisateur de tension coûtera moins de deux cents roubles. Si vous achetez un régulateur de tension prêt à l'emploi, vous devrez payer plusieurs fois plus.

Nous ne décrirons pas toutes les actions de montage standard, nous n'en relèverons que les points principaux. Le transistor doit être placé sur un radiateur. Pourquoi? Parce que le circuit est linéaire et courants élevés le transistor va devenir très chaud. De quoi est composé le radiateur ? Il peut être fabriqué à partir d'un coin en aluminium ordinaire et fixé directement sur le ventilateur de l'alimentation. Et, malgré le fait que le radiateur est assez petit, grâce au flux d'air intensif, il fera parfaitement face à sa tâche.

Un transistor est vissé au radiateur à travers de la pâte thermique, dans ce circuit il utilise un champ, canal N IRFZ44 avec courant maximal 49 A. Le radiateur étant isolé de la carte principale et du boîtier, le transistor est vissé directement sans joints isolants.

Le panneau stabilisateur est fixé au même coin en aluminium par un poteau en laiton. Utilisé pour contrôler le courant de sortie. Resistance variable pour 5 kohms. Les fils, pour ne pas traîner, sont fixés avec des attaches en plastique.

En conséquence, le schéma de connexion suivant pour ce stabilisateur pour le chargeur doit être obtenu.

L'alimentation peut être absolument n'importe quoi, comme unité informatique alimentation électrique et un transformateur conventionnel. Le cordon de connexion à la prise utilise un ordinateur ordinaire.

Tout est prêt. Vous pouvez maintenant utiliser un tel régulateur de tension réglable pour le chargeur. Il convient de noter que le schéma est simple et peu coûteux : il effectue simultanément le chargeur.