Stabilizator de tensiune pentru încărcător. Încărcător de mașină reglabil simplu

Stabilizatorul de curent vă permite să obțineți curenți în sarcină de la 1 mA la 10 A . Dispozitivul conține următoarele componente principale: referință de tensiune, generator puternic de curent de ieșire, unitate de control de precizie, și de asemenea unitate de putereŞi instrumente de măsurare . Un puternic generator de curent de ieșire care generează curent în sarcină este construit pe baza unui amplificator operațional conform schema clasica. Elementul de reglare este alcătuit din tranzistoare compozite VT2 și VT3.
Sursa de tensiune de referință este un urmăritor de tensiune, a cărui ieșire este încărcată pe o serie de rezistențe de precizie R4-R12 conectate în serie. Repetitorul primește tensiune constantă Uo, provenind de la ieșirea unui stabilizator parametric de tensiune în două trepte pe diodele de referință VD1 și VD3 din seriile D818E și KS515A printr-un divizor pe rezistențele Rl - R3. Fiecare dintre cele 9 rezistențe de sarcină R4 - R12 scade aceeași tensiune, egală cu U0/9. Astfel, zece tensiuni de referință din intervalul O la U0 pot fi eliminate de la ieșirile acestui divizor. rezistențele de sarcină sunt selectate ca rezistență scăzută cu o toleranță de 1%. Semnalele de ieșire ION sunt generate în nodul principal al tensiunii de control al unui generator puternic de curent de ieșire.

Circuit sursă de curent pentru încărcarea bateriei

Unitatea master de precizie este un adaos realizat pe un amplificator operațional de înaltă precizie din seria K140UD14A. Oferă însumarea tensiunilor de referință luate de la divizorul R4-R12. Acest lucru vă permite să setați orice tensiune de la 0 la 1.111 U0 la ieșirea amplificatorului operațional DA2 folosind comutatoarele SA1 - SA4 în conformitate cu expresia:

unde K1, K2, KZ, K4 -0, 1, 2,... 9 sunt coeficienți stabiliți de comutatoarele SA1 - SA4, respectiv. Astfel, unitatea master de precizie vă permite să setați discret tensiunea principală în trepte de U0/9000 Pentru o precizie ridicată de însumare, rezistențele de adunare trebuie să aibă o toleranță de 0,05...0,1% și o rezistență semnificativ mai mare decât cea a ION. rezistențe. Acest design al unității principale asigură simplitate și precizie ridicată a instalării atunci când cantitate minima detalii.

În acest articol vom vorbi despre un alt încărcător auto. Vom încărca bateriile cu un curent stabil. Circuitul încărcătorului este prezentat în figura 1.

Circuitul folosește un transformator rebobinat de la un televizor cu tub TS-180 ca transformator de rețea, dar TS-180-2 și TS-180-2V sunt de asemenea potrivite. Pentru a derula transformatorul, mai întâi îl dezasamblam cu atenție, fără a uita să observăm cu ce părți a fost lipit miezul, poziția părților în formă de U ale miezului nu trebuie confundată. Apoi toate înfășurările secundare sunt înfășurate. Dacă utilizați încărcătorul doar acasă, puteți lăsa înfășurarea de ecranare. Dacă dispozitivul este destinat a fi utilizat în alte condiții, înfășurarea de ecranare este îndepărtată. Izolația superioară a înfășurării primare este, de asemenea, îndepărtată. După aceasta, bobinele sunt impregnate cu lac de bachelită. Desigur, impregnarea în producție are loc într-o cameră de vid, dacă nu există o astfel de posibilitate, atunci o impregnem folosind metoda fierbinte - în lac fierbinte încălzit într-o baie de apă, aruncăm bobinele și așteptăm o oră până când sunt saturate. cu lac. Apoi lăsăm excesul de lac să se scurgă și punem colacele cuptor pe gaz cu o temperatură de aproximativ 100... 120˚С. În cazuri extreme, înfășurarea bobinelor poate fi impregnată cu parafină. După aceasta, refacem izolația înfășurării primare cu aceeași hârtie, dar și impregnată cu lac. Apoi, o înfășurăm pe role... acum hai să facem calculul. Pentru a reduce curentul viteza de mers în gol, și va crește în mod clar, deoarece nu avem feropasta necesară pentru lipirea miezurilor răsucite și despicate, vom folosi toate spirele înfășurărilor bobinei; Aşa. Numărul de spire al înfășurării primare (vezi tabelul) este de 375+58+375+58 = 866 de spire. Numărul de spire pe volt este egal cu 866 de spire împărțit la 220 de volți, obținem 3,936 ≈ 4 spire pe volt.

Calculăm numărul de spire ale înfășurării secundare. Să setăm tensiunea înfășurării secundare la 14 volți, ceea ce ne va oferi o tensiune de 14 √2 = 19,74 ≈ 20 volți la ieșirea redresorului cu condensatori de filtru. În general, cu cât această tensiune este mai mică, cu atât mai puțină putere inutilă sub formă de căldură va fi eliberată pe tranzistoarele circuitului. Și astfel, înmulțim 14 volți cu 4 spire pe volt, obținem 56 de spire ale înfășurării secundare. Acum să setăm curentul înfășurării secundare. Uneori trebuie să reîncărcați rapid bateria, ceea ce înseamnă că trebuie să creșteți curentul de încărcare la limită pentru ceva timp. Cunoscând puterea totală a transformatorului - 180 W și tensiunea înfășurării secundare, vom găsi curentul maxim 180/14 ≈ 12,86 A. Curentul maxim de colector al tranzistorului KT819 este de 15A. Puterea maximă conform cărții de referință pentru acest tranzistor într-o carcasă metalică este de 100W. Aceasta înseamnă că, cu un curent de 12A și o putere de 100W, căderea de tensiune pe tranzistor nu poate depăși... 100/12 ≈ 8,3 volți, iar acest lucru este cu condiția ca temperatura cristalului tranzistorului să nu depășească 25˚C. Aceasta înseamnă că este nevoie de un ventilator, deoarece tranzistorul va funcționa la limita capacităților sale. Alegem un curent egal cu 12A, cu condiția ca fiecare braț al redresorului să aibă deja două diode de 10A. Conform formulei:

Înmulțim 0,7 cu 3,46, obținem diametrul firului de 2,4 mm.

Puteți reduce curentul la 10A și utilizați un fir cu diametrul de 2mm. Pentru a facilita regimul termic al transformatorului, înfășurarea secundară nu poate fi acoperită cu izolație, ci pur și simplu acoperită cu un strat suplimentar de lac de bachelită.

Diodele KD213 sunt instalate pe radiatoare cu placă de aluminiu de 100x100x3mm. Acestea pot fi instalate direct pe corpul metalic al încărcătorului prin distanțiere de mică folosind pastă termică. În loc de 213-x, puteți folosi D214A, D215A, D242A, dar diodele KD2997 cu orice literă sunt cele mai potrivite, valoarea tipică a căderii de tensiune directă pentru care este de 0,85 V, ceea ce înseamnă că, cu un curent de încărcare de 12 A, căldură. va fi eliberat pe ele sub formă de 0,85 12 = 10W. Maxim îndreptat D.C. Aceste diode sunt de 30A și nu sunt scumpe. Microcircuitul LM358N poate funcționa cu tensiuni ale semnalului de intrare aproape de zero. Nu am văzut analogi domestici. Tranzistoarele VT1 și VT2 pot fi utilizate cu orice litere. O fâșie de tablă conservată a fost folosită ca șunt. Dimensiunile benzii mele tăiate dintr-o cutie de conserve () sunt 180x10x0.2mm. Cu valorile rezistențelor R1,2,5 indicate în diagramă, curentul este reglat în intervalul de la aproximativ 3 la 8A. Cu cât valoarea rezistorului R2 este mai mică, cu atât este mai mare curentul de stabilizare al dispozitivului. Citiți cum să calculați rezistența suplimentară pentru un voltmetru.

Despre ampermetru.

Banda mea, tăiată la dimensiunile indicate mai sus, are destul de întâmplător o rezistență de 0,0125 Ohm. Aceasta înseamnă că atunci când trece un curent de 10A prin ea, U=I R = 10 0,0125=0,125V = 125 mlV va scădea peste el. In cazul meu, capul de masura folosit are o rezistenta de 1200 Ohmi la o temperatura de 25˚C. Digresiune lirică. Mulți radioamatori, ajustând temeinic șunturile pentru ampermetrele lor, din anumite motive nu acordă niciodată atenție dependenței de temperatură a tuturor elementelor circuitelor pe care le asambla. Putem vorbi pe acest subiect la nesfârșit, vă voi da doar un mic exemplu. Aici rezistență activă rame ale capului meu de măsurare când temperaturi diferite

. Și pentru ce condiții ar trebui calculat șuntul? Aceasta înseamnă că curentul măsurat acasă nu va corespunde cu curentul măsurat de ampermetru într-un garaj rece iarna. Dacă nu vă pasă, atunci faceți un comutator pentru 5,5 A și 10... 12 A și niciun dispozitiv. Și nu vă fie teamă să le rupeți, acesta este un alt mare plusîncărcător

cu stabilizare a curentului de încărcare.

Stabilizatorul este montat pe o placă de circuit imprimat (vezi fotografia 3). Am limitat curentul maxim de încărcare pentru mine la șase amperi, așa că, cu un curent de stabilizare de 6A și o cădere de tensiune pe un tranzistor puternic de 5V, puterea eliberată este de 30W și suflată de un ventilator de la computer, acest radiator se încălzește până la o temperatura de 60 de grade. Cu un ventilator este mult, este nevoie de un calorifer mai eficient. Determinați aproximativ ce este necesar. Sfatul meu pentru voi tuturor este să instalați calorifere concepute pentru funcționarea dispozitivelor PP fără răcitoare, lasă dimensiuni mai bune dispozitivul va crește, dar când acest răcitor este oprit, nimic nu va arde.

La analiza tensiunii de ieșire, oscilograma acesteia a fost foarte zgomotoasă, ceea ce indică instabilitatea circuitului, adică. circuitul era entuziasmat. A fost necesară completarea circuitului cu condensatorul C5, care a asigurat funcționarea stabilă a dispozitivului. Da, de asemenea, pentru a reduce sarcina pe KT819, am redus tensiunea la ieșirea redresorului la 18V (18/1.41 = 12.8V, adică tensiunea înfășurării secundare a transformatorului meu este de 12,8V). Descărcați desenul placa de circuit imprimat. La revedere. K.V.Yu.

Plus. Analogic LM358 - KR1040UD1

În orice mașină, bateria este încărcată de un generator. Generatorul însuși furnizează o tensiune stabilizată rețelei electrice, care nu depășește 14,2-14,4 volți. Este interesant că pentru a încărca complet bateria, la bornele acesteia trebuie furnizați 14,5 volți sau mai mult, ceea ce depinde de tipul bateriei. Și orice baterie standard, în timp ce se află sub capota unei mașini, nu va fi niciodată încărcată 100%. Concluzie: un ciclu de încărcare complet poate fi efectuat dacă utilizați încărcătoare. În continuare vom vorbi despre utilizarea lor corectă.

Cel mai simplu lucru este încărcarea cu curent stabilizat

Există o clasă de încărcătoare care pot regla curentul de ieșire. Folosirea unui astfel de echipament este simplă, trebuie doar să știi care este curentul maxim de încărcare pentru fiecare baterie. Ne uităm la carcasa bateriei și găsim valoarea capacității:

Etichetă argintie pentru baterie BOSCH

Valoarea, după cum puteți vedea, este indicată în amperi oră. De obicei se găsesc următoarele numere: 55 sau 60 Ah. Rețineți că curentul maxim de încărcare este de o zecime capacitate electrică, împărțit la oră.

Exemplu: împărțiți 60 la 10 și obțineți 6. Aceasta înseamnă că o baterie cu o capacitate de 60 Ah nu poate fi încărcată cu un curent care depășește 6 Amperi.

Un ciclu de încărcare complet, efectuat folosind curentul maxim admis, este de 10 ore. Aceasta rezultă din teorie. În practică, însă, lucrurile par mai complicate:

Când încărcarea atinge 75% din capacitate, curentul se reduce la jumătate. Pentru bateriile plumb-acid la acest nivel de încărcare, tensiunea la borne va fi exact 14,4 V;
Încărcare baterie fără întreținere, reduceți curentul de încă 2 ori de îndată ce tensiunea la borne ajunge la 15 Volți (încărcare 85-90%);
Trebuie reținut că valoarea reală a capacității depinde de temperatură. La -30 Gy. Celsius scade la 50%. Aceasta înseamnă că, dacă intenționați să utilizați bateria la temperaturi scăzute, nu aduceți niciodată încărcarea la 100% din valoarea nominală.

Din sfatul numărul „1” rezultă concluzia: după șase, maximum șapte ore de încărcare, trebuie să verificați care este tensiunea la borne. Dacă nu știți ce ar trebui să fie la încărcare de 75%, reduceți curentul la jumătate.

Bateria este considerată complet încărcată dacă tensiunea la bornele sale nu se modifică în timpul încărcării. Faceți măsurători de două ori cu un interval de 1 oră. Acest lucru va fi suficient.

Folosind stabilizatori de tensiune

Un încărcător standard vă permite să reglați curentul și nimic mai mult. Cu toate acestea, echipamentele moderne oferă un al doilea mod în care operatorul poate seta valoarea tensiunii.

Încărcător modern cu capacitatea de a seta tensiunea

În teorie, trebuie să utilizați modul de tensiune stabilizată în a doua etapă de încărcare. Adică, mai întâi bateria este încărcată cu un curent stabilizat, apoi, după ce a atins 50% din capacitate, puteți seta o tensiune fixă:

14,4 V – pentru a încărca bateria cu 70-80%;
15 V – pentru a aduce încărcarea la 85-90% capacitate;
16 V - aceasta va încărca bateria la 95-97%.

Ideea este că nu puteți să setați bornele la 16 volți și să uitați de baterie pentru câteva ore. Dacă tensiunea specificată este aplicată unei baterii descărcate, veți primi un curent de 40-50 A. Practic, pe stadiu inițial astfel de valori vor fi valabile. Dar diferite terminale, fire, precum și circuite interne ale echipamentului nu vor rezista la un curent semnificativ.

Fiecare încărcător care poate stabiliza tensiunea are protecție încorporată. Acesta va funcționa de îndată ce puterea curent de încărcare va depăși 30 de amperi. Aveți grijă să nu încărcați o baterie complet descărcată cu o tensiune de 16 sau chiar 15 Volți!

Pe măsură ce bateria se încarcă, dacă este utilizată tensiune constantă, curentul va scădea. De aceea, încărcarea cu o tensiune stabilizată este recomandată în etapa finală. Bateria este considerată încărcată atunci când este îndeplinită o condiție: curentul este aproape de minim și nu se schimbă timp de o oră.

Funcționare cu baterie de iarnă

Sfatul care este relevant pentru iarnă sună simplu: nu lăsați o baterie descărcată la temperaturi sub zero. Cu cât sarcina este mai aproape de 0%, cu atât concentrația de acid din electrolit este mai mică. Ei bine, apă la o temperatură de 0 Gy. tinde să înghețe.

Punctul de îngheț depinde întotdeauna de densitate

Dacă există suspiciunea că s-a format gheață în interiorul bateriei, încălziți-o mai întâi. Și apoi, când gheața se topește, bateria poate fi încărcată.

Există următoarea recomandare: dacă motorul nu pornește la rece, dar bateria nu este încă descărcată, trebuie doar să aprindeți farurile și să așteptați aproximativ 5 minute, ca urmare, gheața se va topi, motorul se va topi porniți, iar apoi generatorul va începe să funcționeze. În unele cazuri, acest lucru poate funcționa. Dar este mai bine să încălziți bateria în interior.

Nu încărcați bateria decât dacă sunteți sigur că nu există complet gheață în interiorul „conservelor”. Încălcarea acestei reguli poate cauza deteriorarea plăcilor de contact. Ca urmare, capacitatea nominală va scădea, și semnificativ.

Prin deconectarea bateriei de la încărcător, puteți verifica în ce măsură este încărcată în prezent:

Dacă tensiunea fără sarcină este de 12,65 V, atunci încărcarea bateriei este de 99-100%;
O tensiune de 12,1 V corespunde unei încărcări de 50 la sută;
11,7 V – descărcare completă;
Dacă tensiunea nu depășește 11 volți, bateria trebuie înlocuită.

Puteți încărca bateria fără a o scoate din mașină. Atunci cu siguranță trebuie să deconectați terminalul negativ și abia apoi să conectați „crocodilii” stabilizatorului:

Cum să deconectați borna negativă

Contactul negativ al bateriei tinde să se oxideze. O pilă, șmirghel și un cuțit obișnuit vă vor ajuta aici, dacă nu vă deranjează.

Puteți încerca să porniți demarorul folosind o baterie „externă”. Dar atunci bateria standard trebuie deconectată. Acest lucru se poate face în modul indicat - doar deconectați un terminal (negativ).

Video - exemplu

Pentru a asambla chiar și cel mai simplu stabilizator de tensiune pentru un încărcător, trebuie să aveți cel puțin puține cunoștințe de fizică. În caz contrar, va fi dificil de înțeles dependența mărimi fizice, de exemplu, cum, pe măsură ce bateria se încarcă, rezistența bateriei crește, curentul de încărcare scade și tensiunea crește.

Un încărcător simplu stabilizator de curent realizat din materiale reziduale

Există un număr mare de circuite și modele gata făcute care vă permit să încărcați o baterie de mașină. Acest articol este pe tema conversiei unei surse de alimentare a computerului într-un încărcător automat baterie auto. Spune cum să asamblați un stabilizator de curent automat cu capacitatea de a regla curentul de ieșire.

Circuitul stabilizator utilizat în încărcătorul nostru asamblat este destul de simplu și se bazează pe un amplificator operațional în buclă deschisă (OP-amp) cu un câștig mare.

Microcircuitul LM358 este folosit ca un astfel de amplificator operațional, sau mai corect ar fi să-l numim comparator. Imaginea arată că are:

două intrări (inversoare și neinversoare);
o ieșire.

Sarcina lui LM358 este de a echilibra ieșirea prin creșterea sau scăderea tensiunii la intrări.

Un încărcător sau un stabilizator simplu este un dispozitiv care:

netezește ondulațiile rețelei;
menține o linie dreaptă a graficului curent la același nivel.

Cum se face asta? În cazul nostru, la o intrare este furnizată o tensiune de referință, setată folosind o diodă Zener. A doua intrare este conectată după șunt, menită să acționeze ca un senzor de curent. Când o baterie descărcată este conectată la ieșire, curentul din circuit crește și, în consecință, are loc o scădere de tensiune pe rezistorul de rezistență scăzută. Pe cipul LM358 apare o diferență de tensiune între cele două intrări. Dispozitivul încearcă să echilibreze această diferență, crescând astfel parametrii de ieșire.

Privind diagrama, vedem că ieșirea este conectată tranzistor cu efect de câmp, care controlează sarcina. Pe măsură ce bateria se încarcă, tensiunea la bornele dispozitivului începe să crească, prin urmare, începe să crească la una dintre intrările amplificatorului operațional. Între intrări apare o diferență de tensiune, pe care amplificatorul operațional încearcă să o egalizeze prin reducerea tensiunii de ieșire, reducând astfel curentul din circuitul principal.

Ca rezultat, bateria este încărcată la tensiunea necesară, adică valoarea setată la bornele încărcătorului. Căderea de tensiune pe rezistorul R3 devine minimă sau nu va exista deloc. Când tensiunea la intrări este egalizată, tranzistorul se închide, deconectând astfel sarcina de la încărcător.

O caracteristică a acestui circuit este că vă permite să limitați curentul de încărcare. Acest lucru se face folosind un rezistor variabil, care este conectat în serie la divizor. Și rotind efectiv butonul acestui rezistor, puteți modifica parametrii la una dintre intrări. Diferența rezultată este din nou egalizată prin creșterea sau scăderea parametrilor.

Nu există scheme universale. Cineva este interesat de problema creșterii curentului de sarcină. De exemplu, ce trebuie schimbat în circuit pentru 15 A? Va fi necesar să instalați o variabilă nu 5, ci 10 kOhm. Făcând, de asemenea, un calcul preliminar și înlocuind elementele corespunzătoare, puteți personaliza cu ușurință circuitul pentru a se potrivi nevoilor dumneavoastră.

Asamblarea dispozitivului

Desigur, este interesant să ne uităm la produsul finit de casă, apoi să începem asamblarea dispozitivului. Există multe plăci compacte pentru acest design în magazinele online. Costul pieselor pentru asamblarea acestui stabilizator de tensiune va costa mai puțin de două sute de ruble. Dacă cumpărați un stabilizator de tensiune gata făcut, va trebui să plătiți de câteva ori mai mult.

Nu vom descrie toate acțiunile standard de asamblare, vom nota doar punctele principale. Tranzistorul trebuie plasat pe un radiator. De ce? Pentru că circuitul este liniar și când curenți mari tranzistorul va deveni foarte fierbinte. Din ce este facut radiatorul? Poate fi realizat dintr-un colț obișnuit de aluminiu și atașat direct la ventilatorul sursei de alimentare. Și, în ciuda faptului că radiatorul are dimensiuni destul de mici, datorită fluxului intens de aer își va face față perfect sarcinii.

Un tranzistor este înșurubat la radiator prin pastă termică, în acest circuit, folosește un IRFZ44 cu canal N cu efect de câmp curent maxim 49 A. Deoarece radiatorul este izolat de placa principală și carcasă, tranzistorul este înșurubat direct fără distanțiere izolatoare.

Placa stabilizatoare este fixată pe același colț de aluminiu printr-un suport din alamă. Folosit pentru a regla curentul de ieșire rezistor variabil la 5 kOhm. Firele sunt asigurate cu legături de plastic pentru a preveni atârnarea lor.

Ca rezultat, ar trebui să obțineți următoarea diagramă de conectare pentru acest stabilizator pentru încărcător.

Sursa de alimentare poate fi absolut orice, cum ar fi unitate de calculator sursă de alimentare și un transformator convențional. Cablul folosit pentru conectarea la priză este unul obișnuit de computer.

Totul este gata. Acum puteți utiliza un astfel de stabilizator de tensiune reglabil pentru încărcător. Trebuie remarcat faptul că circuitul este simplu și ieftin: funcționează și ca încărcător.