Autoladeschaltung mit stabiler Spannung. Ladegerät mit Stromstabilisierung. Über Autoladegeräte
Sehr geehrte Damen und Herren, heute möchte ich Ihnen den Aufbau eines einfachen Ladegeräts zum Laden von Autobatterien vorstellen, das auch ein unerfahrener Funkamateur nachmachen kann. Nicht jeder weiß, dass das eigene Stromnetz eine Autobatterie nicht vollständig aufladen kann. Daher muss es von Zeit zu Zeit aufgeladen werden Externe Geräte. Es ist bekannt, dass 50 % der Ladung ausreichen, um den Motor bei warmem Wetter zu starten, aber wenn die Außentemperatur unter Null liegt, halbiert sich die Batteriekapazität fast. Wenn wir das im Winter vergessen, gehen wir vielleicht gar nicht mehr hin. Um diese Folgen zu vermeiden, müssen wir sammeln Ladegerät für Autos. Unten finden Sie ein Diagramm eines solchen Ladegeräts.Autoladeschaltung
Seine kurze Beschreibung:
- Versorgungsspannung - 220 V.
- Die maximale Ausgangsspannung beträgt 16 V.
- Der Ausgangsstrom ist im Bereich von 0-7 A einstellbar.
Die Schaltung ist einfach und besteht aus nur drei Transistoren, ohne den Einsatz von Mikroschaltungen. LeiterplattenformatLegen Dürfen . Transformator TS-180 wurde von einem alten Röhrenfernseher übernommen. Es muss vor Gebrauch zurückgespult werden. Also, fangen wir an. Zuerst entfernen wir alle Wicklungen außer den Netzwicklungen – sie befinden sich auf beiden Hälften des Transformators. Wir haben zwei Wicklungen, wir brauchen eine, also verbinden wir sie wie folgt: Wir verbinden den Anfang einer Wicklung mit dem Ende der zweiten.
Das ist alles, die Primärwicklung ist fertig, beginnen wir mit dem Wickeln der Sekundärwicklung – sie enthält 38 Windungen auf einer Hälfte des Transformators und 38 Windungen auf der zweiten Hälfte. Und die Wicklung erfolgt mit einem Kupferdraht mit einem Durchmesser von 2 mm. Der Anschluss erfolgt auf die gleiche Weise wie die Primärwicklung.
Der Transformator ist betriebsbereit. Fortfahren. Wir nehmen eine Diodenbrücke für den entsprechenden Strom, ich habe leistungsstarke 20-A-Dioden genommen, aus denen ich eine Diodenbrücke gemacht habe. Sie können verwendenD242-D247 . Als nächstes ätzen wir die Leiterplatte des Autoladegeräts und montieren die Teile darauf. Auf der Leiterplatte gibt der Buchstabe „U“ die Stelle an, an der der Steuerausgang des Thyristors angelötet werden soll. Wir installieren es auf der Platine und platzieren einen Kühlkörper zwischen der Platine und dem Thyristor (Sie können dies auf dem Foto sehen). Wir bauen die Platine und den Transformator in das Gehäuse ein.
Dann machen wir den Körper. Auf der Frontplatte installieren wir einen Stromregler (R8), eine LED (D5), die anzeigt „Netz", Schalter S1 - der die Stromversorgung des Ladegeräts einschaltet, Schalter S2 "Laden aktivieren ", Klemmen für Drähte und ein Amperemeter, mit dem der Ladestrom überwacht wird. Das Ladegerät erfordert keine Einrichtung und funktioniert sofort.
Ein Ladegerät für Autobatterien ist ein unersetzlicher Gegenstand, den jeder Autoliebhaber haben sollte, egal wie gut die Batterie ist, da sie im ungünstigsten Moment kaputt gehen kann.
Wir haben auf den Seiten der Website wiederholt die Designs zahlreicher Ladegeräte überprüft. Das Ladegerät ist theoretisch nichts anderes als ein Netzteil mit Strom- und Spannungsstabilisierung. Es funktioniert einfach – wir kennen die geladene Spannung Autobatterie ca. 14-14,4 Volt, genau diese Spannung muss man am Ladegerät einstellen, dann den gewünschten Ladestrom einstellen, bei Säure-Starterbatterien ist das ein Zehntel der Batteriekapazität, z.B. eine 60 A/h Batterie, Wir laden es mit einem Strom von 6 Ampere.
Dadurch sinkt der Strom beim Laden der Batterie und erreicht schließlich Null – sobald die Batterie aufgeladen ist. Dieses System kommt in allen Ladegeräten zum Einsatz; der Ladevorgang muss nicht ständig überwacht werden, da alle Ausgangsparameter des Ladegeräts stabil sind und nicht von Änderungen der Netzspannung abhängen.
Auf dieser Grundlage wird deutlich, dass zum Bau eines Ladegeräts drei Knoten erforderlich sind.
1) Abwärtstransformator oder Impulsquelle Netzteil plus Gleichrichter
2) Stromstabilisator
3) Spannungsstabilisator
Mit dessen Hilfe wird die Spannungsschwelle eingestellt, auf die der Akku geladen wird, und heute sprechen wir konkret über den Spannungsstabilisator.
Das System ist höllisch hässlich, nur 2 aktive Komponenten, minimale Kosten Nun ja, der Zusammenbau dauert nicht länger als 10 Minuten, wenn Sie alle Komponenten haben.
Was wir haben. ein Feldeffekttransistor als Leistungselement, eine einstellbare Zenerdiode, die die Stabilisierungsspannung einstellt, diese Spannung kann manuell über einen variablen (oder besser noch einen abstimmbaren, mehrgängigen) 3,3-kOhm-Widerstand eingestellt werden. Am Eingang des Stabilisators kann eine Spannung von bis zu 50 Volt angelegt werden, am Ausgang erhalten wir bereits eine stabile Spannung der erforderlichen Nennleistung.
Die minimal mögliche Spannung beträgt 3V (abhängig von Feldeffekttransistor) Tatsache ist, dass eine Spannung über 3 Volt (in manchen Fällen mehr) erforderlich ist, damit ein Feldeffekttransistor an seinem Gate öffnen kann, mit Ausnahme von Feldeffekttransistoren, die für den Betrieb in Schaltkreisen mit a ausgelegt sind logische Steuerungsebene.
Abhängig von den Bedingungen, insbesondere vom Typ des Feldeffekttransistors, dem Vorhandensein eines Kühlers und der aktiven Kühlung, kann der Stabilisator Ströme bis zu 10 Ampere schalten.
Die einstellbare Zenerdiode TL431 ist eine beliebte Sache und in jedem zu finden Computereinheit Netzteil, die Ausgangsspannungsregelung ist darauf aufgebaut, sie befindet sich neben dem Optokoppler.
Ich habe eines meiner Ladegeräte zerlegt, um zu zeigen, wie der Stabilisator aussieht. Die Qualität der Installation muss nicht streng beurteilt werden. Das Ladegerät eines Freundes funktioniert seit 2 Jahren ohne Beanstandungen. Ich habe es in Eile gemacht und mich nicht darum gekümmert zu viel.
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Für diejenigen, die keine Zeit haben, sich mit allen Feinheiten des Ladens einer Autobatterie, der Überwachung des Ladestroms, dem rechtzeitigen Abschalten, um eine Überladung zu vermeiden usw. zu beschäftigen, können wir empfehlen einfaches Diagramm Laden einer Autobatterie mit automatische abschaltung wenn der Akku vollständig geladen ist. Diese Schaltung verwendet einen Transistor mit geringer Leistung, um die Spannung an der Batterie zu bestimmen.
Schema eines einfachen automatischen Autobatterieladegeräts
Liste der benötigten Teile:
- R1 = 4,7 kOhm;
- P1 = 10K-Trimmer;
- T1 = BC547B, KT815, KT817;
- Relais = 12 V, 400 Ohm, (kann Automobil sein, zum Beispiel: 90.3747);
- TR1 = Sekundärwicklungsspannung 13,5–14,5 V, Strom 1/10 der Batteriekapazität (zum Beispiel: Batterie 60 A/h – Strom 6 A);
- Diodenbrücke D1-D4 = für einen Strom gleich dem Nennstrom des Transformators = mindestens 6A (z. B. D242, KD213, KD2997, KD2999...), am Strahler installiert;
- Dioden D1 (parallel zum Relais), D5.6 = 1N4007, KD105, KD522...;
- C1 = 100uF/25V.
- R2, R3 - 3 kOhm
- HL1 - AL307G
- HL2 - AL307B
Der Schaltung fehlen Ladeanzeige, Stromkontrolle (Amperemeter) und Ladestrombegrenzung. Falls gewünscht, können Sie am Ausgang bei Unterbrechung eines der Drähte ein Amperemeter anbringen. LEDs (HL1 und HL2) mit Begrenzungswiderständen (R2 und R3 - 1 kOhm) oder Glühbirnen parallel zu C1 „Netz“ und zum freien Kontakt RL1 „Ladeende“.
Geändertes Schema
Ein Strom, der 1/10 der Batteriekapazität entspricht, wird durch die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung des Transformators ausgewählt. Beim Wickeln der Sekundärwicklung des Transformators müssen mehrere Anzapfungen zur Auswahl vorgenommen werden optimale Option Ladestrom.
Der Ladevorgang einer Autobatterie (12 Volt) gilt als abgeschlossen, wenn die Spannung an ihren Anschlüssen 14,4 Volt erreicht.
Die Abschaltschwelle (14,4 Volt) wird durch den Trimmwiderstand P1 eingestellt, wenn die Batterie angeschlossen und vollständig geladen ist.
Beim Laden einer entladenen Batterie beträgt die Spannung etwa 13 V; während des Ladens sinkt der Strom und die Spannung steigt. Wenn die Spannung an der Batterie 14,4 Volt erreicht, schaltet Transistor T1 das Relais RL1 aus, der Ladestromkreis wird unterbrochen und die Batterie wird von der Batterie getrennt Ladespannung von den Dioden D1-4.
Wenn die Spannung auf 11,4 Volt absinkt, wird der Ladevorgang wieder aufgenommen; diese Hysterese wird durch die Dioden D5-6 im Emitter des Transistors bereitgestellt. Die Ansprechschwelle der Schaltung beträgt 10 + 1,4 = 11,4 Volt, was als automatischer Neustart des Ladevorgangs angesehen werden kann.
Dieses selbstgemachte einfache automatische Autoladegerät hilft Ihnen, den Ladevorgang zu kontrollieren, nicht das Ende des Ladevorgangs zu verfolgen und Ihren Akku nicht zu überladen!
Verwendete Website-Materialien: Homemade-Circuits.com
Eine weitere Variante der Ladeschaltung für eine 12-Volt-Autobatterie mit automatischer Abschaltung am Ende des Ladevorgangs
Das Schema ist etwas komplizierter als das vorherige, aber mit klarerer Bedienung.
Tabelle der Spannungen und des Prozentsatzes der Batterieentladung, die nicht an das Ladegerät angeschlossen ist
P O P U L A R N O E:
Beschreibungen oszillographischer TV-Anhänge wurden bereits auf den Seiten der Zeitschrift veröffentlicht (Radio, 1959, Nr. 1; 1965, Nr. 8 usw.). Im Gegensatz dazu erfordert die vorgeschlagene Set-Top-Box jedoch keinen Eingriff in den TV-Schaltkreis (sie wird an die TV-Antennenbuchse angeschlossen). Zusammen mit einem Wobbelfrequenzgenerator können damit ZF-Verstärker für Rundfunkempfänger aufgebaut werden.
Die Batterie ist ein ziemlich teures Autoteil. Deshalb braucht sie Pflege und Kontrolle! Im Folgenden betrachten wir einen Indikator, der die Spannung eines Automobils überwachen soll Batterie. Es regelt die Spannung des Bordnetzes des Fahrzeugs und wird von diesem mit Strom versorgt.
In diesem Artikel werden wir über ein weiteres Autoladegerät sprechen. Wir werden die Batterien mit einem stabilen Strom laden. Die Ladeschaltung ist in Abbildung 1 dargestellt.
Die Schaltung verwendet als Netzwerktransformator einen umspulten Transformator eines TS-180 Röhrenfernsehers, es sind aber auch TS-180-2 und TS-180-2V geeignet. Um den Transformator zurückzuspulen, zerlegen wir ihn zunächst sorgfältig und vergessen dabei nicht, zu beachten, mit welchen Seiten der Kern zusammengeklebt wurde; die Position der U-förmigen Teile des Kerns darf nicht verwechselt werden. Anschließend werden alle Sekundärwicklungen aufgewickelt. Wenn Sie das Ladegerät nur zu Hause verwenden, können Sie die Abschirmwicklung belassen. Soll das Gerät unter anderen Bedingungen eingesetzt werden, wird die Schirmwicklung entfernt. Dabei wird auch die obere Isolierung der Primärwicklung entfernt. Anschließend werden die Spulen mit Bakelitlack imprägniert. Natürlich erfolgt die Imprägnierung in der Produktion in einer Vakuumkammer. Wenn dies nicht möglich ist, imprägnieren wir es im Heißverfahren: In heißen, im Wasserbad erhitzten Lack werfen wir die Spulen und warten eine Stunde, bis sie gesättigt sind mit Lack. Dann lassen wir den überschüssigen Lack abtropfen und legen die Spulen in einen Gasofen mit einer Temperatur von etwa 100...120˚С. Im Extremfall kann die Wicklung der Spulen mit Paraffin imprägniert werden. Danach stellen wir die Isolierung der Primärwicklung mit demselben Papier wieder her, das jedoch ebenfalls mit Lack imprägniert ist. Als nächstes wickeln wir die Walzen nach ... Jetzt rechnen wir mal. Um den Leerlaufstrom zu reduzieren, und er wird natürlich steigen, da wir nicht über die notwendige Ferropaste zum Verkleben von verdrillten, geschnittenen Kernen verfügen, werden wir alle Windungen der Spulenwicklungen nutzen. Also. Die Windungszahl der Primärwicklung (siehe Tabelle) beträgt 375+58+375+58 = 866 Windungen. Die Anzahl der Windungen pro Volt beträgt 866 Windungen geteilt durch 220 Volt, wir erhalten 3,936 ≈ 4 Windungen pro Volt.
Wir berechnen die Windungszahl der Sekundärwicklung. Stellen wir die Spannung der Sekundärwicklung auf 14 Volt ein, wodurch wir am Ausgang des Gleichrichters mit Filterkondensatoren eine Spannung von 14 √2 = 19,74 ≈ 20 Volt erhalten. Im Allgemeinen gilt: Je niedriger diese Spannung, desto weniger nutzlose Energie in Form von Wärme wird an den Transistoren der Schaltung abgegeben. Wenn wir also 14 Volt mit 4 Windungen pro Volt multiplizieren, erhalten wir 56 Windungen der Sekundärwicklung. Stellen wir nun den Strom der Sekundärwicklung ein. Manchmal muss der Akku schnell aufgeladen werden, was bedeutet, dass der Ladestrom für einige Zeit bis zum Limit erhöht werden muss. Wenn wir die Gesamtleistung des Transformators (180 W) und die Spannung der Sekundärwicklung kennen, ermitteln wir den maximalen Strom 180/14 ≈ 12,86 A. Der maximale Kollektorstrom des KT819-Transistors beträgt 15A. Laut Nachschlagewerk beträgt die maximale Leistung dieses Transistors im Metallgehäuse 100 W. Dies bedeutet, dass bei einem Strom von 12 A und einer Leistung von 100 W der Spannungsabfall am Transistor ... 100/12 ≈ 8,3 Volt nicht überschreiten darf, vorausgesetzt, dass die Temperatur des Transistorkristalls 25 °C nicht überschreitet. Dies bedeutet, dass ein Lüfter erforderlich ist, da der Transistor an der Grenze seiner Leistungsfähigkeit arbeitet. Wir wählen einen Strom von 12 A, vorausgesetzt, jeder Zweig des Gleichrichters verfügt bereits über zwei 10 A-Dioden. Nach der Formel:
Wir multiplizieren 0,7 mit 3,46 und erhalten den Drahtdurchmesser? 2,4 mm.
Sie können den Strom auf 10 A reduzieren und einen Draht mit einem Durchmesser von 2 mm verwenden. Um das thermische Regime des Transformators zu erleichtern, kann die Sekundärwicklung nicht isoliert, sondern einfach mit einer zusätzlichen Schicht Bakelitlack überzogen werden.
KD213-Dioden sind auf 100 x 100 x 3 mm großen Aluminiumplattenheizkörpern installiert. Sie können direkt darauf installiert werden Metallgehäuse Ladegerät durch Glimmerpads mit Wärmeleitpaste. Anstelle von 213-x können Sie D214A, D215A, D242A verwenden, am besten eignen sich jedoch Dioden KD2997 mit einem beliebigen Buchstaben. Der typische Wert des Durchlassspannungsabfalls beträgt 0,85 V, was bedeutet, dass bei einem Ladestrom von 12 A 0,85 12 = Auf sie wird Wärme in Form von 10 W Wärme abgegeben. Maximal begradigt D.C. Diese Dioden haben eine Leistung von 30 A und sind nicht teuer. Die Mikroschaltung LM358N kann mit Eingangssignalspannungen nahe Null arbeiten; ich habe keine inländischen Analoga gesehen. Die Transistoren VT1 und VT2 können mit beliebigen Buchstaben verwendet werden. Als Shunt diente ein Streifen verzinntes Zinn. Die Abmessungen meines aus einer Blechdose () geschnittenen Streifens betragen 180 x 10 x 0,2 mm. Mit den im Diagramm angegebenen Werten der Widerstände R1,2,5 wird der Strom im Bereich von ca. 3 bis 8A geregelt. Je niedriger der Wert des Widerstands R2 ist, desto größer ist der Stabilisierungsstrom des Geräts. Lesen Sie, wie Sie den zusätzlichen Widerstand für ein Voltmeter berechnen.
Über das Amperemeter. Mein Streifen, auf die oben angegebenen Maße zugeschnitten, hat ganz zufällig einen Widerstand von 0,0125 Ohm. Das bedeutet, dass, wenn ein Strom von 10 A durchfließt, U=I R = 10 0,0125=0,125 V = 125 mlV darüber abfällt. In meinem Fall hat der verwendete Messkopf einen Widerstand von 1200 Ohm bei einer Temperatur von 25˚C.
Lyrischer Exkurs. Viele Funkamateure achten bei der sorgfältigen Einstellung der Shunts für ihre Amperemeter aus irgendeinem Grund nie auf die Temperaturabhängigkeit aller Elemente der von ihnen zusammengesetzten Schaltkreise. Wir können endlos über dieses Thema reden, ich gebe Ihnen nur ein kleines Beispiel. Hier ist der aktive Widerstand meines Messkopfrahmens bei verschiedenen Temperaturen. Und für welche Bedingungen sollte der Shunt berechnet werden?
Das bedeutet, dass der zu Hause gemessene Strom nicht mit dem Strom übereinstimmt, den das Amperemeter in einer kalten Garage im Winter misst. Wenn es Ihnen egal ist, dann stellen Sie einfach auf 5,5 A und 10 ... 12 A um und verzichten Sie auf Geräte. Und haben Sie keine Angst, dass sie kaputt gehen, das ist ein weiterer großer Vorteil eines Ladegeräts mit Ladestromstabilisierung.
Und so weiter. Bei einem Rahmenwiderstand von 1200 Ohm und einem Gesamtablenkstrom der Gerätenadel von 100 μA müssen wir eine Spannung von 1200 0,0001 = 0,12 V = 120 mlV an den Kopf anlegen, was geringer ist als der Spannungsabfall am Shunt-Widerstand bei einem Strom von 10 A. Bauen Sie daher einen zusätzlichen Widerstand in Reihe zum Messkopf ein, am besten einen Abstimmwiderstand, um sich um die Auswahl keine Gedanken machen zu müssen.
Der Stabilisator ist auf einer Leiterplatte montiert (siehe Foto 3). Den maximalen Ladestrom habe ich für mich auf sechs Ampere begrenzt, also bei einem Stabilisierungsstrom von 6A und einem Spannungsabfall von leistungsstarker Transistor Bei einer Spannung von 5 V beträgt die abgegebene Leistung 30 W, und wenn er von einem Lüfter des Computers angeblasen wird, erwärmt sich dieser Kühler auf eine Temperatur von 60 Grad. Bei einem Lüfter ist das viel, ein effizienterer Kühler ist nötig. Bestimmen Sie ungefähr, was benötigt wird. Mein Rat an Sie alle ist, Kühler zu installieren, die für den Betrieb von PP-Geräten ohne Kühler ausgelegt sind. Es ist besser, die Abmessungen des Geräts zu vergrößern, aber wenn dieser Kühler stoppt, brennt nichts durch.
Bei der Analyse der Ausgangsspannung war das Oszillogramm sehr verrauscht, was auf eine Instabilität der Schaltung hinweist, d. h. Die Runde war aufgeregt. Es war notwendig, die Schaltung durch den Kondensator C5 zu ergänzen, der einen stabilen Betrieb des Geräts gewährleistete. Ja, außerdem habe ich, um die Belastung des KT819 zu reduzieren, die Spannung am Gleichrichterausgang auf 18 V reduziert (18/1,41 = 12,8 V, d. h. die Spannung der Sekundärwicklung meines Transformators beträgt 12,8 V). Zeichnung herunterladen Leiterplatte. Auf Wiedersehen. K.V.Yu.
