充電器の電圧安定器。シンプルな調節可能なカーチャージャー

電流安定器を使用すると、負荷で電流を受け取ることができます 1mA～10A . デバイスには、次の主要コンポーネントが含まれています。 基準電圧源, 強力な出力電流発生器, 精密マスターユニット、としても 電源ユニットと 計測器 . 負荷に電流を生成する強力な出力電流発生器は、オペアンプに基づいて構築されています。古典的なスキーム. 制御要素は、複合トランジスタVT2およびVT3で作成されます。
基準電圧源は電圧フォロワであり、その出力は一連の直列接続された精密抵抗 R4 ～ R12 に負荷されます。リピーターの入力で来る一定圧力 Uo は、D818E および KS515A シリーズのリファレンスダイオード VD1 および VD3 の 2 段パラメトリック電圧安定器の出力から、抵抗 R1 - R3 の分圧器を介して発生します。 9 個の負荷抵抗 R4 - R12 のそれぞれで、U0 / 9 に等しい同じ電圧降下が発生します。したがって、O から U0 までの範囲の 10 個の基準電圧をこの分圧器の出力から除去できます。精度を向上させるために、割り当て、負荷抵抗は 1% の公差で低抵抗が選択されます。 ION の出力信号は、強力な出力電流発生器の電圧制御ノードで形成されます。

バッテリー充電用電流源回路

プレシジョンマスターユニットはK140UD14Aシリーズの高精度オペアンプを利用した加算器です。これは、分圧器 R4-R12 から取得した基準電圧の合計を提供します。これにより、次の式に従ってスイッチ SA1 ～ SA4 を使用して、オペアンプ DA2 の出力で 0 ～ 1.111 U0 の任意の電圧を設定できます。

ここで、K1、K2、KZ、K4 -0、1、2、... 9 は、それぞれスイッチ SA1 - SA4 によって設定される係数です。したがって、高精度設定ノードを使用すると、U0/9000 のステップで設定電圧を個別に設定できます. 加算精度を高くするには、加算抵抗器の許容誤差が 0.05 ... 0.1% であり、抵抗値が ION の抵抗値よりもはるかに大きい必要があります。抵抗器。マスターノードのこの構造は、インストールの簡素化と高精度を提供します。最少量詳細。

この記事では、別の車の充電器について話しましょう。安定した電流でバッテリーを充電します。チャージャ回路を図 1 に示します。

回路内のネットワークトランスは、TS-180 ブラウン管 TV の巻き戻しトランスを使用していますが、TS-180-2 や TS-180-2V も適しています。トランスを巻き戻すには、まず慎重に分解します。コアが接着されている側に注意することを忘れずに、コアのU字型部分の位置を混同することは不可能です。次に、すべての二次巻線が巻き上げられます。自宅でのみ充電器を使用する場合は、シールド巻線を残すことができます。デバイスを他の条件で使用する場合は、シールド巻線を取り外します。一次巻線の上部絶縁も取り除かれます。その後、コイルにベークライトワニスを含浸させます。もちろん、生産中の含浸は真空チャンバーで行われますが、そのような機会がない場合は、熱い方法で含浸させます-ホットワニスで、ウォーターバスで加熱し、コイルを投げて、それらが出るまで1時間待ちますワニスが染み込んでいます。次に、余分なワニスを排出させ、コイルを温度約100 ... 120°Cのガスオーブンに入れます。極端な場合、コイルの巻線にパラフィンを含浸させることができます。その後、同じ紙で一次巻線の絶縁を復元しますが、ワニスも含浸させます。次に、コイルに沿って巻きます...今、数えます。電流を減らすにはアイドルムーブ、そしてそれは明らかに増加します。ねじれた分割コアを接着するために必要なフェロプラストがないため、コイル巻線のすべてのターンを使用します。そう。一次巻線の巻数 (表を参照) は、375 + 58 + 375 + 58 = 866 巻です。 1 ボルトあたりの巻数は 866 巻を 220 ボルトで割ると、1 ボルトあたり 3.936 ≈ 4 巻になります。

二次巻線の巻数を計算します。二次巻線の電圧を 14 ボルトに設定すると、フィルタコンデンサを備えた整流器の出力で 14 √ 2 = 19.74 ≈ 20 ボルトの電圧が得られます。一般に、この電圧が低いほど、回路のトランジスタで熱の形で放出される無駄な電力が少なくなります。したがって、14 ボルトに 1 ボルトあたり 4 ターンを掛けると、2 次巻線の 56 ターンが得られます。次に、二次巻線の電流を設定しましょう。場合によっては、バッテリーをすばやく再充電する必要があります。つまり、しばらくの間、充電電流を限界まで上げる必要があります。変圧器の総電力 - 180W と二次巻線の電圧を知ると、最大電流は 180/14 ≈ 12.86A になります。 KT819 トランジスタの最大コレクタ電流は 15A です。この金属ケースのトランジスタの参考書によると最大電力は100Wです。これは、12A の電流と 100W の電力で、トランジスタの電圧降下が ... 100/12 ≈ 8.3 ボルトを超えることはできないことを意味します。これは、トランジスタの結晶の温度が 25°C を超えないことを条件としています。トランジスタはその能力の限界で動作するため、ファンが必要です。整流器の各アームにそれぞれ10Aの2つのダイオードがすでにある場合、12Aに等しい電流を選択します。式によると：

0.7 に 3.46 を掛けると、ワイヤーの直径は 2.4mm になります。

電流を10Aに減らし、直径2mmのワイヤーを使用できます。変圧器の熱体制を容易にするために、二次巻線を絶縁体で覆うことはできませんが、単にベークライトワニスの追加層で覆うだけです。

ダイオード KD213 は、アルミニウム製のプレートラジエーター 100 × 100x3mm に取り付けられています。サーマルペーストを使用して、マイカガスケットを介して充電器の金属ケースに直接取り付けることができます。 213-x の代わりに、D214A、D215A、D242A を使用できますが、任意の文字の KD2997 ダイオードが最適です。順方向電圧降下の標準値は 0.85V です。つまり、12A の充電電流で熱の形で放出される 0.85 12 = 10W。最大整流 D.C.これらのダイオードは 30A で、高価ではありません。 LM358N チップはゼロに近い入力信号電圧で動作します。国内の類似品は見たことがありません。トランジスタ VT1 と VT2 は、任意の文字で使用できます。スズメッキを施したシートのストリップをシャントとして使用しました。ブリキ缶から切り取ったストリップの寸法 () は、180 × 10x0.2mm です。図に示されている抵抗R1、2、5の値を使用すると、電流は約3〜8Aの範囲で調整されます。抵抗 R2 の値が小さいほど、デバイスの安定化電流が大きくなります。電圧計の追加抵抗を計算する方法をお読みください。

電流計について。私にとって、上記の寸法に従ってカットされたストリップは、偶然にも 0.0125 オームの抵抗を持っています。これは、10Aの電流が流れると、U \u003d I R \u003d 10 0.0125 \u003d 0.125V \u003d 125mLVが落ちることを意味します。私の場合、使用した測定ヘッドの抵抗は、25°C の温度で 1200 オームです。

叙情的な余談。多くのアマチュア無線家は、電流計のシャントを完全にカスタマイズしていますが、何らかの理由で、組み立てる回路のすべての要素の温度依存性に注意を払っていません。このトピックについて無期限に話すことができます。小さな例を挙げます。ここ積極的な抵抗私の測定ヘッドのフレーム異なる温度. また、シャントを計算する必要があるのはどのような条件ですか?

これは、自宅の現在の設定が、冬の寒いガレージの電流計の現在の設定と一致しないことを意味します。これを気にしない場合は、5.5A と 10 ... 12A のスイッチを作成し、デバイスは使用しないでください。そして、それらを壊すことを恐れないでください。それはもう 1 つの大きな利点です。充電器現在の安定化。

等々。 1200 オームのループ抵抗と 100 μA のデバイスニードルの合計偏向電流では、1200 0.0001 \u003d 0.12V \u003d 120mV の電圧をヘッドに印加する必要があります。これはシャントでの電圧降下よりも小さくなります。 10Aの電流での抵抗。したがって、測定ヘッドと直列に、選択に影響を与えないように、追加の抵抗器、できればチューニング抵抗器を配置してください。

スタビライザーはプリント基板に取り付けられています（写真3を参照）。私は自分自身の最大充電電流を 6 アンペアに制限したので、6A の安定化電流と 5V の強力なトランジスタの電圧降下で、解放される電力は 30W で、コンピュータからファンが吹き、このラジエーターは 1 度まで熱くなります。 60度の温度。ファンの場合、これは非常に多く、より効率的なヒートシンクが必要です。必要なものをおおよそ決定します。皆さんへの私のアドバイスは、クーラーなしで PP デバイスの動作用に設計されたラジエーターを取り付けることです。デバイスの寸法が大きくなった方が良いですが、このクーラーが停止しても何も燃えません。

出力電圧を分析すると、そのオシログラムは非常にノイズが多く、回路が不安定であることを示しています。計画が喚起されました。デバイスの安定性を確保するために、回路にコンデンサ C5 を追加する必要がありました。はい、また、KT819の負荷を減らすために、整流器出力の電圧を18Vに下げました（18 / 1.41 \u003d 12.8V、つまり、トランスの2次巻線の電圧は12.8Vです）。図面をダウンロードプリント回路基板. さようなら。 K.V.Yu.

添加。アナログ LM358 - KR1040UD1

どの車でも、バッテリーは発電機によって充電されます。発電機自体は、14.2 ～ 14.4 ボルトを超えない安定した電圧を電力網に出力します。興味深いことに、バッテリーを完全に充電するには、バッテリーの種類によって異なりますが、端子に 14.5 ボルト以上を接続する必要があります。また、車のボンネットの下にある通常のバッテリーは、100% 充電されることはありません。結論: 充電器を使用すれば、フル充電サイクルを実行できます。次に、それらの適切な使用について説明します。

最も簡単なのは、安定した電流で充電することです

出力電流を調整できる充電器のクラスがあります。このような機器の使用は簡単です。各バッテリーの最大充電電流を知る必要があるだけです。バッテリーケースを見て、容量の値を見つけます：

ボッシュシルバーバッテリーラベル

ご覧のとおり、値はアンペアアワーで示されています。通常、55 または 60 Ah の数字があります。最大充電電流は 10 分の 1 です。電気容量 1時間で割る。

例: 60 を 10 で割ると 6 になります。これは、容量が 60 Ah のバッテリーを 6 アンペアを超える電流で充電できないことを意味します。

最大許容電流を使用して実行されるフル充電サイクルは 10 時間です。これは理論から導き出されます。ただし、実際にはもっと複雑です。

充電が容量の 75% に達すると、電流は半分になります。鉛蓄電池の場合、この充電レベルでは、次の電圧が端子で発生します - 正確には 14.4 V。
充電メンテナンスフリーのバッテリー、端子の電圧が15ボルト（85〜90％の充電）に達するとすぐに、電流をさらに2倍減らします。
実際の容量値は温度に依存することに注意してください。 -30グラムで。摂氏、それは 50% に低下します。そのため、バッテリーを低温で使用する予定がある場合は、決して公称値の 100% まで充電しないでください。

「1」と番号付けされたアドバイスから、結論は次のとおりです。6時間後、最大7時間の充電後、端子の電圧がどのくらいに等しいかを確認する必要があります。 75% の充電でどうあるべきかわからない場合は、電流を半分にしてください。

充電中に端子の電圧が変化しない場合、バッテリーは完全に充電されたと見なされます。 1 時間間隔で 2 回測定します。これで十分です。

電圧安定器の使用

標準充電器を使用すると、電流を調整するだけで済みます。ただし、最新の機器では、オペレータが電圧値を設定できる 2 番目のモードが用意されています。

電圧を設定できる最新の充電器

理論的には、充電の第 2 段階で安定化電圧モードを使用する必要があります。つまり、最初にバッテリーが安定した電流で充電され、次に容量の 50% に達したら、固定電圧を設定できます。

14.4 V - バッテリーを 70 ～ 80% 充電します。
15 V - 充電を 85 ～ 90% の容量にする。
16 V - バッテリーは 95 ～ 97% 充電されます。

要するに、端子に 16 ボルトを接続するだけで、バッテリーのことを数時間忘れることはできないということです。放電したバッテリーに規定の電圧をかけると、40～50Aの電流が流れます。 原則として、初期段階では、そのような値は許容されます。ただし、さまざまな端子、ワイヤ、および機器の内部回路は、大量の電流に耐えられません。

電圧を安定化できる各充電器には、保護機能が組み込まれています。電源を入れるとすぐに動作します充電電流 30 アンペアを超えます。完全に「切れた」バッテリーを 16 ボルトまたは 15 ボルトの電圧で充電しないように注意してください。

バッテリーが充電されると、定電圧を使用すると電流が減少します。そのため、最終段階では安定した電圧で充電することをお勧めします。 1 つの条件が満たされると、バッテリーは充電されたと見なされます。電流強度が最小値に近づき、1 時間変化がありません。

冬のバッテリー操作

冬に関連するアドバイスは単純に聞こえます: 放電したバッテリーを氷点下に放置しないでください。電荷が 0% に近づくほど、電解液中の酸濃度が低くなります。さて、0 Gy の温度で水をまきます。凍結する傾向があります。

凝固点は常に密度に依存します

バッテリー内部に氷結の疑いがある場合は、まずウォーミングアップを行います。そして、氷が溶けたら、バッテリーを充電できます。

次の推奨事項があります: 寒さの中でエンジンが始動せず、バッテリーがまだ放電されていない場合は、ヘッドライトをオンにして 5 分待つだけで、氷が溶けてエンジンが始動します。、そしてジェネレーターが働き始めます。場合によっては、実際に機能することもあります。ただし、バッテリーは屋内で温めたほうがよいでしょう。

「缶」内の氷が完全になくなるかどうかわからない場合は、バッテリーを充電しないでください。このルールに違反すると、コンタクトプレートが損傷する可能性があります。その結果、公称静電容量が大幅に減少します。

バッテリーを充電器から外すと、現在どの程度充電されているかを確認できます。

無負荷時の電圧が 12.65 V の場合、バッテリーの充電は 99 ～ 100% です。
12.1 V の電圧は 50% の充電に相当します。
11.7 V - 完全放電;
電圧が 11 ボルトを超えない場合は、バッテリーを交換する必要があります。

車からバッテリーを取り外さずに充電できます。次に、マイナス端子を外してから、スタビライザーの「ワニ」を接続することが不可欠です。

マイナス端子の外し方

バッテリーの「マイナス」接点は酸化する傾向があります。彼を気の毒に思わないのであれば、やすり、紙やすり、通常のナイフがここで役立ちます。

「外部」バッテリーを使用してスターターの始動を試みることができます。ただし、標準バッテリーを取り外す必要があります。これは、指示された方法で行うことができます - 1 つの端子 (マイナス) を切断するだけです。

ビデオ - 例

充電器用の最も単純な電圧安定器を組み立てるには、少なくとも物理学の知識が必要です。そうしないと、依存関係を理解するのが難しくなります物理量、たとえば、充電が増加すると、バッテリーの抵抗が増加し、充電電流が低下し、電圧が上昇する方法。

即興材料からの単純な充電器電流安定器

車のバッテリーを充電できる既製のスキームとデザインが多数あります。この記事は、コンピュータの電源を自動充電器に変換することについてです車の電池. 出力電流を調整する機能を備えた自動電流安定器の組み立て方法について説明します。

組み立て中のバッテリ充電器で使用されるレギュレータ回路は非常に単純で、開ループの高ゲインオペアンプ (オペアンプ) に基づいています。

そのようなオペアンプとして、またはそれをコンパレータと呼ぶ方が正しいでしょう、LM358マイクロ回路が使用されます。この画像は、次のものがあることを示しています。

2 つの入力 (反転および非反転);
片道。

LM358 のタスクは、入力の電圧を増減することによって出力パラメータのバランスを取ることです。

充電器または単純なスタビライザーは、次のようなデバイスです。

ネットワークの波紋を滑らかにします。
現在のグラフの直線を同じレベルに維持します。

それはどのように行われますか？この場合、ツェナーダイオードを使用して設定される 1 つの入力に基準電圧が適用されます。 2 番目の入力は、電流センサーの役割を意図したシャントの後に接続されます。放電したバッテリが出力に接続されると、回路内の電流が増加し、それに応じて低抵抗抵抗の両端で電圧降下が発生します。 LM358 チップでは、2 つの入力間に電圧差が現れます。デバイスはこの差のバランスを取ろうとするため、出力パラメータが増加します。

図を見ると、出力が接続されていることがわかります電界効果トランジスタ、負荷を制御します。バッテリーが充電されると、デバイスの端子で電圧が上昇し始めるため、オペアンプの入力の1つで電圧が上昇し始めます。入力間には電圧差があり、オペアンプは出力の電圧を下げて均等にしようとし、それによって主回路の電流を減らします。

その結果、バッテリは目的の電圧、つまり充電器端子に設定された値まで充電されます。抵抗 R3 での電圧降下は最小になるか、まったく存在しなくなります。入力の電圧を均等化すると、トランジスタが閉じて、負荷が充電器から切り離されます。

この回路の特徴は、充電電流を制限できることです。これは、分圧器に直列に接続された可変抵抗器を使用して行われます。この抵抗のノブを実際に回すと、入力の 1 つでパラメータを変更できます。結果として得られる差は、パラメータを増減することによって再び均等化されます。

普遍的なスキームはありません。誰かが負荷電流を増やす問題に興味を持っています。たとえば、15 A の回路では何を変更する必要がありますか? 変数を 5 ではなく 10 kOhm にする必要があります。また、予備計算を行い、対応する要素を置き換えることで、ニーズに合わせて回路を簡単にカスタマイズできます。

デバイスの組み立て

もちろん、自家製の完成品を見るのは面白いので、デバイスの組み立てを始めましょう。オンラインストアには、このスキーム用のコンパクトなボードがたくさんあります。この電圧安定器を組み立てるための部品のコストは、200ルーブル未満です。既製の電圧レギュレータを購入すると、さらに数倍の費用がかかります。

すべての標準的なアセンブリアクションについて説明するわけではありません。要点のみを示します。トランジスタはヒートシンク上に配置する必要があります。なんで？回路は線形なので、大電流トランジスタは非常に熱くなります。ラジエーターは何でできていますか？普通のアルミコーナーで製作でき、電源ファンに直接固定できます。そして、ラジエーターのサイズが非常に小さいという事実にもかかわらず、集中的な気流のおかげで、それはその仕事に完全に対処します.

トランジスタはサーマルペーストを介してラジエータにねじ込まれています。この回路では、フィールドの N チャネル IRFZ44 を使用しています。最大電流 49 A. ラジエーターはメインボードとケースから分離されているため、トランジスタは絶縁ガスケットなしで直接ネジ止めされています。

スタビライザーボードは、真鍮の支柱を介して同じアルミニウムコーナーに固定されています。出力電流の制御に使用します。可変抵抗器 5kΩ用。ワイヤーはぶら下がらないように、プラスチック製のタイで固定されています。

その結果、充電器用のこの安定器の次の接続図が得られるはずです。