Доработка зарядного устройства – добавляем теплоотводы

Доработка зарядного устройства на Arduino: защита от перегрева.

Помните моё зарядное устройство на Arduino, про которое я писал пару месяцев назад? Так вот пришло время рассказать о том, как я его слегка доработал.

Зачем устройству доработка?

Всё дело в том, что при подключении к нему сильно разряженного аккумулятора, оно, естественно, выбирало самую высокую мощность и лупило на ней до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе не достигало 14,8 вольт. И всё было бы нормально, если бы не одна маааленькая проблемка — устройство при этом нагревалось как печка. Ну ещё бы, ведь сильно разряженный аккумулятор брал очень большой ток — зарядное могло бы просто не выдержать продолжительной эксплуатации при таких условиях. Даже установленный сзади кулер не спасал ситуацию, хоть и крутился на максимальных оборотах.

Чтобы бороться с перегревом, мне приходилось периодически выключать устройство и давать ему остыть, причём занимало это как минимум полчаса — кулер-то при этом не крутился! И тогда я начал думать, как-бы так по уму устранить этот обжигающий недочёт.

Первая и самая банальная идея — просто запретить устройству работать на двух последних режимах работы. Но тут проблема в том, что нагрев устройства нельзя привязывать просто к текущему уровню мощности.

Во-первых, нужно помнить про температуру окружающего воздуха. В зарядном же, всё-таки, кулер стоит и даже при одинаковом токе на выходе устройства температура последнего будет сильно различаться при продувании через его корпус воздуха с температурой -10°, например, когда процесс зарядки происходит зимой в гараже, и с температурой +25°, когда процесс зарядки происходит летом либо в тёплом помещении.

Но и это не главное. На одной и той же максимальной мощности ток всё равно будет меняться в зависимости от степени разряженности аккумулятора и его способности «брать ток». Например, я как-то случайно очень сильно высадил свой Bosch S6, сделанный по технологии AGM (поставил машину в гараж на полторы недели и забыл закрыть багажник, в итоге всё это время в нём горела лампочка). Так вот когда я потом заметил это и подрубил аж 2 (!) мощных зарядных устройства, включив их на максимум, и ток, который они подавали на аккумулятор, превысил 15А, что бы вы думали? Напряжение поднялось с 11В всего лишь до 11.8В! Феноменальная прожорливость! Если бы подключили таким образом не-AGM аккумулятор такой же ёмкости и в таком же разряженном состоянии, например тот же Bosch S4, то при подключении этих же зарядных устройств ток на нём не превысил бы и 10А и напряжение при этом было бы не 11.8, а вольт 13, не меньше. Соответственно и зарядные устройства бы грелись не так сильно, хоть и работали бы в тех же самых режимах.

Короче, после долгих размышлений единственным нормальным способом сделать защиту от перегрева оказалось встраивание в систему датчика температуры.

Выбор датчика температуры

Можно было бы, конечно, использовать хороший цифровой датчик температуры, я в своё время приобрёл парочку таких на ebay. Они очень точные и стоят менее $2 за штуку. Можно даже с измерением влажности! Но нам тут точность абсолютно ни к чему, так что незачем переплачивать лишние деньги. Поэтому в дело вступил старый отцовский запас радиодеталей, из которого я успешно выудил несколько терморезисторов — они-то нам и нужны!

Выражаясь простым языком, терморезистор — это такая волшебная штука, которая изменяет своё сопротивление в зависимости от температуры своего корпуса. Ну в общем-то можно было бы и из названия догадаться))) Но как считывать данные с терморезистора, если у Arduino аналоговые входы меряют не сопротивление, а напряжение? Легкотня, скажу я вам — вспоминаем про такое замечательное изобретение, как делитель напряжения!

Для создания делителя напряжения с участием терморезистора нам нужно подобрать обычный резистор, сопротивление которого соизмеримо с сопротивлением выбранного терморезистора при комнатной температуре, желательно даже чуть больше. Например, сопротивление терморезистора

300 Ом, значит берём резистор например на 560 Ом и соединяем их последовательно. Свободный контакт резистора подключаем к +5В, свободный контакт терморезистора тыркаем в землю, а от места их соединения тянем проводок к аналоговому входу нашего микроконтроллера, вот и всё!

Калибровка датчика с помощью Arduino

Когда всё это дело спаяно и подключено — нужно провести процесс калибровки. Для этого я взял отдельную Arduino с шилдом и написал простой скетч, который раз в секунду выводит в последовательный порт показания с нужного аналогового входа. Показания эти можно смотреть как на компьютере через монитор порта (например, в среде разработки), так и подключив Arduino к смартфону, через аналогичный монитор последовательного порта, коих в Google Play больше десятка.

Установка датчика температуры в зарядное устройство

Теперь остаётся лишь приделать терморезистор в то место, в котором будет измеряться температура, включить зарядное и запустить мониторинг. Первоначально я думал прикрепить терморезистор непосредственно к трансформатору:

Но после проверки оказалось, что наиболее горячим компонентом моего зарядного устройства является амперметр (видимо, в нём перегревается шунт, когда показания зашкаливают), поэтому я намазал терморезистор термопастой.

. и приклеил его к амперметру:

Далее я включил устройство и когда тепература на ощупь стала уже очень неприятной (градусов 60, наверное) — я запомнил показания из монитора последовательного порта и принял их за максимум, при превышении которого мощность зарядки должна автоматически снижаться, то есть мне пришлось слегка переделать прошивку. Её финальный вариант вы можете забрать вот тут, но вам всё равно придётся проводить калибровку, ведь её результат зависит от параметров созданного вами делителя напряжения, то есть у каждого будет своё, у резисторов же номиналы разные.

После всех этих манипуляций и тщательной проверки работоспособности устройства я вновь замотал плату управления бумажным скотчем (для изоляции).

. и собрал корпус обратно.

Программная часть (скетч Arduino)

Вот как-бы и вся работа руками, об изменениях в прошивке особо распинаться нет смысла, там и так всё понятно из комментариев, скажу лишь о двух моментах для более быстрого понимания:

В зависимости от того, в какую сторону будет меняться сопротивление терморезистора при нагревании и от того, какой стороной будет подключен «делитель» напряжения из резистора и терморезистора, значение аналогового выхода, к которому подключён этот самодельный датчик температуры может как увеличиваться при нагреве, так и уменьшаться, в моём случае оно уменьшается, поэтому не стоит впадать в замешательство при виде выражений вроде

В моём случае знак «меньше» означает, что температура больше. Кстати, эта строчка запускает на полную вентилятор, когда температура превышает предельно допустимую температуру повышения мощности.

Ну и ещё один вопрос может возникнуть после прочтения этой строки:

Что, блин, такое tempHop? Фишка в том, что температура — это не напряжение, при понижении мощности она не будет сразу же понижаться, нагрев устройства обладает некоторой инерцией, то есть на то, чтобы датчик отреагировал на действие автоматики нужно определённое время, и если мы не дадим этого времени прошивке, то она просто сразу же может уменьшить мощность до нуля. Это не шутка — так и было при первом тестировании. Эту проблему можно было бы решить, добавляя задержки после каждого понижения, но игры со временем — не самая эффективная тактика в данном случае, намного проще «простить» зарядному несколько градусов после понижения, то есть при достижении 60 градусов мы уменьшим мощность и в следующий раз мы уменьшим её только при достижении 62-х градусов, потом при достижении 64-х и т.д. — практика показала, что это отлично решает данную проблему. Так вот этот сдвиг как раз и хранится в переменной tempHop. Кстати, при любом повышении мощности эта переменная обнуляется и при превышении напряжения всё происходит заново.

Думаю, что после изучения прошивки других вопросов ни у кого возникнуть не должно, но ежели я всё-таки что-то пропустил — спрашивайте в комментариях, я всегда готов помочь!

Реинкарнация «народной» платы TP4056 или самодельная зарядка для лития на 3А

Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, об одной интересной модификации «народного» зарядного модуля TP4056 на ток 3А и небольшом применении в качестве самодельной зарядки для лития. Будет небольшое тестирование и простенький пример изготовления зарядки из дешевых компонентов, поэтому, кому интересно, милости прошу под кат.

Итак, вот та самая модификация «народной» платки:

Применение данной платы:

  • Зарядка Li-Ion аккумуляторов, встроенных в конечное устройство. Частый случай – в устройстве несколько запараллеленных банок и 1А слишком мало. Ну, сами посудите, есть две-три банки по 2,6-3Ач, общая емкость около 6-7Ач. Заряд такой батареи займет около 7-8 часов, а с данной платкой – около 3 часов. Как пример – самодельные ПБ, аккумуляторные отвертки и минишуруповерты
  • Сборка своего «быстрого» зарядника на один или два аккумулятора. Современные высокоемкие аккумуляторы на 3300-3500mah спокойно могут принимать 3-4А, а уж две запараллеленные банки тем более (перед зарядом лучше приблизительно уравнять потенциалы). Сами производители допускают заряд некоторых банок током 3-4А, об этом написано в даташитах на эти банки.
  • Входной разъем – DC Port 5мм + дублирующие выводы;
  • Входное напряжение — 4,5V-5,5V
  • Конечное напряжение заряда — 4,2V (Li-Ion аккумуляторы);
  • Максимальный зарядный ток — 3А;
  • Количество модулей TP4056 — 4 (макс. разгонный ток 4А);
  • Индикация – дискретный двухцветный светодиод (красный/зеленый);
  • Защита от переполюсовки — нет;
  • Размеры — 65мм*15мм.
  • Плата заряда 4*TP4056 на 3А;
  • Двухцветный трехногий светодиод (красный/синий свет);
  • DC разъем 5мм.

image

Поставляется платка в обычном мелком пакете, до меня доехала за две-три недели. Внутри пакета была своеобразная защита – два склеенных листа пенополиэтилена, внутри которых и была платка:

image

Плата зарядки крупным планом:

image

По схемотехнике ничего сверхъестественного – просто взяли и запараллелили 4 контроллера TP4056, одновременно уменьшив максимальный зарядный ток для каждого контроллера с 1А до 750ma. Поначалу я не мог понять, почему максимальный зарядный ток всего 3А, ведь контроллеров то четыре, но приглядевшись, увидел не привычный 1,2Ком SMD резистор, а 1,6Ком. Причем во всех плечах стоит резистор 1,6Ком:

Читайте также  Скоростная укладка плитки с применением супер гребёнки

image

Напомню таблицу максимального зарядного тока в зависимости от номинала токозадающего резистора:

image

В нашем случае стоят резисторы по 1,6Ком для каждого контроллера, по 750ma на плечо. Следовательно, общий максимальный зарядный ток – 3А. Оно и к лучшему, меньше греется платка, да и 4А уже многовато. С другой стороны, если нужен зарядный ток 4А – меняем 4 резистора.

Регулировать общий зарядный ток подпайкой подстроечного/переменного резистора, скорее всего, не получится, ибо нужно задавать для каждого контроллера.

Итого, кому сложно или не хочет сам спаивать народные платки — неплохое решение проблемы.

Размеры платки:

Платка совсем небольшая, всего 65мм*15мм:

image

Вот сравнение с «народной» платой TP4056 на 1А, 18650 аккумулятором и холдером:

image

При необходимости можно откусить переднюю часть платы, на которую впаивается DC разъем и припаяться к контактам 5V+ или 5V-, либо напрямую к соответствующим дорожкам:

image

Так длина платки станет на 1 сантиметр короче. Ранее я уже переделывал народную платку, вот что получилось:

image

В нашем случае все просто до невозможности, ибо дорожки на печатной плате не страдают. Разумеется, кому необходим DC разъем – оставляем, либо подпаиваем его через провода к контактам 5V+ или 5V-. Разъемы microUSB и miniUSB здесь нежелательны, будут сильно греться, ибо не рассчитаны на такие токи. Да и незачем они, ибо в большинстве адаптерах стоит ограничение на 2,5А. Но с другой стороны, если адаптер не отключается при перегрузке, то мы экономим на дискретном блоке питания, ну и ток будет чуть меньше. Поэтому, решать вам…

Тестирование платки 4*TP4056 3A:

Теперь протестируем платку. Действительно ли она заряжает 3А? Для этого нам поможет ампервольтметр, который частенько мелькает в моих обзорах (замер тока заряда) и привычный мультиметр (замер напряжения на аккумуляторе). В качестве источника питания – импульсный БП S-30-5 на 5V/6A:

image

Как видим, заряд действительно идет постоянным током 3А (фаза СС), пока напряжение на банке не превысит 3,9V-3,95V, затем начинает плавно снижаться (начинается фаза CV). Как только напряжение на банке равняется 4,2V, цвет светодиода меняется на зеленый, означая, что заряд окончен. Хотя из-за инерционности ток продолжает еще течь:

image

После этого еще 10-15 минут ток снижается, при этом напряжение на аккуме 4,21V. Как только ток снизится до 150ма, контроллер полностью отключает заряд, напряжение на банке скидывается до 4,2V.

Практически «выжатую» банку Sanyo UR18650ZY 2600mah модуль зарядил за 75-80 минут. Ну что же, просто великолепно!

Небольшой пример сборки своего зарядника на 3А:

В качестве примера приведу пример постройки своего зарядного устройства из проверенных недорогих компонентов. Что нам для этого понадобится:

1)Непосредственно сама обозреваемая плата TP4056*:

image

image

Вот такие холдеры ни в коем случае не применяйте, 3А для них много:

image

Можно попробовать переделать дрянную зарядку, выпаяв все кишки:

image

Я рекомендую первый вариант, т.к. они с легкостью выдерживают 3А, ибо контакты на порядок лучше, да и имеют паз для провода.

3)Любой подходящий разъем: DC port* (поставляется в комплекте с платой), USB (не очень желательно), Molex* (при питании от компьютера), силовые модельные или автомобильные разъемы (какие найдутся под рукой):

image

В крайнем случае, можно вывести просто два провода и гонять все хозяйство на скрутке, как в моем случае, :-).

image

Нужен именно медный, а не омедненный. Определить легко – зачищаем ножом и если жилки начинают блестеть и не лудятся, значит, провод омедненный (алюминий покрытый медью). Рекомендую либо качественный акустический, либо бытовые, типа ШВВП.

5) Блок питания (БП) на 5V на 5-6A (с запасом). Я использовал БП S-30-5 на 5V/6A*:

image

Можно применить часто встречающийся БП на 12V на 2-3A, которые идут в комплекте к различным устройствам и понижающий DC-DC преобразователь на 5А (3А они стабильно держат). Но здесь есть пара минусов, ибо усложняется схема и повышается себестоимость зарядника. Поэтому, если нет в наличии подходящего БП, то используем БП компьютера. Дополнительная нагрузка в 15Вт ему не страшна, если, конечно, он и так не работает на пределе своих возможностей. Если есть в наличии свободный Molex разъем, то подцепить к нему переходник не составит труда. В таком случае нам нужны красный (+) и черный (-) провода.

Итак, с компонентами разобрались. Теперь непосредственно сборка:

Поскольку платка будет использоваться в другом устройстве и у меня уже есть хорошие высокотоковые зарядники, то самодельная зарядка мне не нужна, поэтому сборка, как говорится, на коленке (подпаивать разъемы я не буду):

image

Берем холдер для аккумулятора и вырезаем пластик на торцах для провода (на фото нижний паз):

image

Далее подпаиваемся с правой стороны к плюсовому контакту и укладываем провод в пазу:

image

image

Далее припаиваем минусовой выход платы (В-) к другому, минусовому выводу холдера, а проведенный в пазу провод – к плюсовому выходу платы (В+):

image

Потом припаиваем питающие провода с разъемами или без них, в зависимости от того, какой вариант вы выбрали. Трехногий светодиод изгибаем по своему усмотрению, но чтобы не коротнуть его выводы – натягиваем на них изоляцию от любого провода:

image

Закрываем плату пластиковой крышкой от кабель-канала или аналогичным кожухом и заматываем всеми известной изолентой, :-). Получается довольно кустарно, но главное работает:

image

Контрольная проверка, все работает:

image

Я не стал припаивать разъемы, а подключил напрямую к БП. Я же рекомендую припаять соответствующий разъем, который выдержит длительное протекание тока 3А. На этом у меня все…

  • Надежная, проверенная годами элементная база;
  • Высокий ток заряда;
  • Возможность увеличения зарядного тока до 4А путем замены токозадающих резисторов;
  • Небольшой размер;
  • Простота монтажа и эксплуатации.
  • Цена великовата;
  • Платка не предназначена для зарядки последовательных сборок (2S, 3S, 4S и более не умеет);
  • Требуется внешнее питание;
  • Боится переполюсовки;
  • Некоторая заторможенность последней фазы заряда (CV).

Вывод: полезная модификация народной платки TP4056* на большой зарядный ток, брать можно!

Форум — НПП "ОРИОН СПБ"

Стал обладателем ЗУ PW325. Очень нравится сей девайс. Весь форум про него прочитал, поломки в основном бывают только из-за брака, само же устройство «ломается» в основном не без помощи их владельцев (переполюсовка, включил потом подключил клеммы и т. п.). Не выдержал и тут же его разобрал, провел обзор платы почесав затылок. Вообщем, мое (сугубо личное) мнение про этот агрегат:

Плюсы:
1. Компактное.
2. Ток можно регулировать.
3. Защита от КЗ и переполюсовки (у меня новая версия, спасибо Flex).
4. Ток регулируется ИМЕННО от 0 до ОПТИМАЛЬНО нужного, т. е. сколько нужно напруге. Многие могут поспорить и отнести это к минусам, но еще раз повторюсь — это мое личное мнение. К тому же я сам пару лет назад собирал отцу зарядное на 25 А для зарядки акк. камаза и использовал тот же принцип регулировки тока — очень удобно и логично, вы же не будиет нанимать камаз чтобы перевести один кирпич, его и на горуб можно перетащить .
5. Индикатор перегрева.
6. Провода и крокодилы вполне сносного качества, поверьте бывает такое дерьмо засунут. Кстати, для справки, лично я видел еще меньшие крокодилы, использовались в качестве прикуривателя для авто — не самодельные, купленные в магазине знакомым.

Минусы:
1. Нет выключателя питания — очень влом дергать вилку из розетки.
2. Провода питания и на акк. несъемные, спрятать их можно, но было бы еще какое нибудь закрываемое пространство, короче, крышка сзади.
3. Предохранитель находится на плате, да еще и припаян — имхо, вообще не удобно.
4. Радиаторы не внушают доверия, хотя я в таких случаях придерживаюсь того, что такие устройства проектируют и собирают НЕ долбаебы — значит, рассеиваемой ими мощности достаточно. Поэтому, это сомнительный минус.

Пожелания разработчикам:
1. Хотелось бы видеть модели и с цифровыми амперметрами.
2. Без всякого сомнения добавить хотя бы выключатель питания.
3. Добавить индикатор неправильной полярности и короткого замыкания, плюс в случае какой-либо неисправности пищал спикер, то индикаторы надо смотреть, а тут прошелся мимо гаража, а этот писк слышно как будто каспер нашел вирусняк, а у соседа по комнате колонки по 100 Вт случаем были включены на полную мощь.
4. Поскольку ЗУ можно использовать как БП, за что ОЧЕНЬ вам благодарен, все же бы добавил регулятор напряжения — он же порог срабатывания окончания заряда, тогда можно будет и 1,2 вольтовые акк. заряжать, не боясь, что они вспухнут, на автомате само собой.
5. Все нагревающие элементы посадить на один радиатор, дабы датчик будет реагировать на общую температуру, а не на отдельные элементы.

Из выше изложенного и брожения по инету и по собственному мозгу захотелось модернизировать свое ЗУ, а именно что созрело в голове:
1. Добавить разъем питания 220 как в БП от компа, предохранитель тамже, ну и естественно выключатель питания.
2. + и — тоже сделать как контакты, то бишь что бы не было вообще проводов припаянных.
3. Все штатные радиаторы заменить на один более качественный.
4. Хотя защита электронная от КЗ и переполюсовки есть хочется видеть эти факты визуально. Кстати снова сенкс Flex’у переполюсовка «определяется» именно при присоединении акк. с ВЫКЛЮЧЕННЫМ питание ЗУ — если светодиод СЕТЬ горит, значит все гуд, иначе меняй клемы местами, но когда акк. в полном дауне диод тоже не горит.
5. Добавить регулировку напряжения и цифровые индикаторы А и В.

Фото (ну нет у меня цифровика, поэтому фотки качество гав. сносного) девайса в разобранном виде приведено ниже:

Кстати, к плюсам я бы еще отнес корпус, а именно тот факт, что он симметричен по горизонтали и имеет вертикальные канавки почти по всей длине, наверное этот же корпус использовался и для старой версии этого ЗУ, да и наверное не только для этой модели, ну да и ладно — это не важно. Главное то, что правую перегородку (вертикальную) можно передвинуть до конца корпуса, тем самым прибавив место внутри и придав эстетичности снаружи (кстати, я ее еще и повернул задом наперед, тогда снаружи будет гладкая сторона, а рифленная внутри, если вытащите ее и рассмотрите внимательнее, то поймете о чем я говорю):

Читайте также  Монтаж керамической плитки на ровную поверхность

В этой же перегородке, теперь уже стенке, вырезаем отверстия под гнездо 220 и выключатель. Кстати, я взял гнездо из старого ИБП, в гнезде сразу встроен предохранитель. Радиатор взял от процессора — комп древний валялся, там вентилятор крепится не сверху процессора, а сбоку, что очень удобно и подходит в моем случае. На него я повесил транзисторы и диоды шоттки, ну и терморезистор. Получилось вполне приемлимо. Да, радиатор, получилось, будто бы родной, на плате даже под него вырез будто был и расстояние от платы до края корпуса ровно столько сколько нужно — понятно что это все совпадения.

А вот так это выглядит после монтирования в корпус:

Закручиваем верхнюю крышку и все.

Это первая часть тюнинга. Цифровой амперметр в пути, самому его делать лень. Так что след. шаг будет установка его и добавление индикации и доп. защиты от переполюсовки и КЗ. Еще нужно будет добавить небольшие радиаторы на выходные полевики и заменить провода идущие от диодов шоттки и плюса и минуса, они сильно греются при КЗ и максимальном токе, но тут два выхода — либо защиту от КЗ с отключением выхода до ручного его включения, либо более мощная термозащита, если так можно выразиться. Я склоняюсь к первому варианту — все будет целее.

Вот пожалуй все. Буду готовиться к следующей части.

З.Ы.: Вообще-то ничего из того что я делаю можно и не делать — устройство спроектировано грамотно и выдает все что указано в инструкции. Но мне всегда нравилось что то усовершенствовать.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Зарядное устройство (ЗУ) для аккумулятора необходимо каждому автолюбителю, но стоит оно немало, а регулярные профилактические поездки в автосервис не выход. Обслуживание батареи в СТО требует времени и денег. Кроме того, на разряженном аккумуляторе до сервиса ещё нужно доехать. Собрать своими руками работоспособное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками сможет каждый, кто умеет пользоваться паяльником.

Немного теории об аккумуляторах

Любой аккумулятор (АКБ) — накопитель электрической энергии. При подаче на него напряжения энергия накапливается, благодаря химическим изменениям внутри батареи. При подключении потребителя происходит противоположный процесс: обратное химическое изменение создаёт напряжение на клеммах устройства, через нагрузку течёт ток. Таким образом, чтобы получить от батареи напряжение, его сначала нужно «положить», т. е. зарядить аккумулятор.

Зарядник для аккумулятора автомобиля

Практически любой автомобиль имеет собственный генератор, который при запущенном двигателе обеспечивает электроснабжение бортового оборудования и заряжает аккумулятор, пополняя энергию, потраченную на пуск мотора. Но в некоторых случаях (частый или тяжёлый запуск двигателя, короткие поездки и пр.) энергия аккумулятора не успевает восстанавливаться, батарея постепенно разряжается. Выход из создавшегося положения один — зарядка внешним зарядным устройством.

Как узнать состояние батареи

Простое зарядное устройство для аккумулятора

Чтобы принимать решение о необходимости зарядки, нужно определить, в каком состоянии находится АКБ. Самый простой вариант — «крутит/не крутит» — в то же время является и неудачным. Если батарея «не крутит», к примеру, утром в гараже, то вы вообще никуда не поедете. Состояние «не крутит» является критическим, а последствия для аккумулятора могут быть печальными.

Оптимальный и надёжный метод проверки состояния аккумуляторной батареи — измерение напряжения на ней обычным тестером. При температуре воздуха около 20 градусов зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключённой от нагрузки (!) батареи следующая:

  • 12.6…12.7 В — полностью заряжена;
  • 12.3…12.4 В — 75%;
  • 12.0…12.1 В — 50%;
  • 11.8…11.9 В — 25%;
  • 11.6…11.7 В — разряжена;
  • ниже 11.6 В — глубокий разряд.

Нужно отметить, что напряжение 10.6 вольт — критическое. Если оно опустится ниже, то «автомобильная батарейка» (особенно необслуживаемая) выйдет из строя.

Правильная зарядка

Существует два метода зарядки автомобильной батареи — постоянным напряжением и постоянным током. У каждого свои особенности и недостатки:

 Зарядное устройство для аккумулятора автомобиля

  • Зарядка постоянным напряжением — годится для восстановления заряда не полностью разряженных батарей, напряжение на клеммах которых не ниже 12.3 В. Процесс заключается в следующем: к клеммам батареи подключают источник постоянного тока напряжением 14.2–14.7 В. Окончание процесса контролируют по току потребления: когда он упадёт до нуля, зарядка считается оконченной. Недостаток такого способа — возможно большой начальный зарядный ток; чем сильнее батарея разряжена, тем выше ток. Преимущества метода очевидны — вам не нужно постоянно регулировать ток зарядки, аккумулятору не грозит перезарядка, если вы про него забудете.
  • Зарядка постоянным током — самый распространённый и надёжный способ. В этом режиме ЗУ выдаёт постоянный ток, равный 1/10 ёмкости батареи. Окончание процесса зарядки определяется по напряжению на батарее — когда оно достигнет 14.7 В, заряжать батарею прекращают. Недостаток такого метода — батарею можно испортить, не сняв вовремя с зарядки.

Самодельные зарядки для АКБ

Собрать своими руками зарядное устройство для автомобильного аккумулятора реально и не особо сложно. Для этого нужно иметь начальные знания по электротехнике и уметь держать в руках паяльник.

Простое устройство на 6 и 12 В

Такая схема самая элементарная и бюджетная. При помощи этого ЗУ вы сможете качественно зарядить любой свинцовый аккумулятор с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч.

Зарядное устройство своими руками

Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы C1-C4. Благодаря кратному «весу» каждого переключателя, различные комбинации позволяют ступенчато регулировать ток зарядки в пределах 1–15 А с шагом 1 А. Этого достаточно для выбора оптимального тока зарядки.

К примеру, если необходим ток в 5 А, то понадобится включить тумблеры S4 и S2. Замкнутые S5, S3 и S2 дадут в сумме 11 А. Для контроля напряжения на АКБ служит вольтметр PU1, за зарядным током следят при помощи амперметра PА1.

В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около 300 Вт, в том числе и самодельный. Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22–24 В при токе до 10–15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д214 или Д242. Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее 300 см. кв.

Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже 300 В. Подойдут, к примеру, МБЧГ, КБГ-МН, МБГО, МБГП, МБМ, МБГЧ. Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой техники. В качестве PU1 использован вольтметр постоянного тока типа М5−2 с пределом измерения 30 В. PA1 — амперметр того же типа с пределом измерения 30 А.

Схема проста, если собрать её из исправных деталей, то в налаживании не нуждается. Это устройство подойдёт и для зарядки шестивольтовых батарей, но «вес» каждого из переключателей S2-S5 будет иным. Поэтому ориентироваться в зарядных токах придётся по амперметру.

С плавной регулировкой тока

По этой схеме собрать зарядник для аккумулятора автомобиля своими руками сложнее, но она возможна в повторении и тоже не содержит дефицитных деталей. С её помощью допустимо заряжать 12-вольтовые аккумуляторы ёмкостью до 120 А/ч, ток заряда плавно регулируется.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Зарядка батареи производится импульсным током, в качестве регулирующего элемента используется тиристор. Помимо ручки плавной регулировки тока, эта конструкция имеет и переключатель режима, при включении которого зарядный ток увеличивается вдвое.

Режим зарядки контролируется визуально по стрелочному прибору RA1. Резистор R1 самодельный, выполненный из нихромовой или медной проволоки диаметром не менее 0.8 мм. Он служит ограничителем тока. Лампа EL1 — индикаторная. На её месте подойдёт любая малогабаритная индикаторная лампа с напряжением 24–36 В.

Понижающий трансформатор можно применить готовый с выходным напряжением по вторичной обмотке 18–24 В при токе до 15 А. Если подходящего прибора под рукой не оказалось, то можно сделать самому из любого сетевого трансформатора мощностью 250–300 Вт. Для этого с трансформатора сматывают все обмотки, кроме сетевой, и наматывают одну вторичную обмотку любым изолированным проводом с сечением 6 мм. кв. Количество витков в обмотке — 42.

Тиристор VD2 может быть любым из серии КУ202 с буквами В-Н. Его устанавливают на радиатор с площадью рассеивания не менее 200 см. кв. Силовой монтаж устройства делают проводами минимальной длины и с сечением не менее 4 мм. кв. На месте VD1 будет работать любой выпрямительный диод с обратным напряжением не ниже 20 В и выдерживающий ток не менее 200 мА.

Налаживание устройства сводится к калибровке амперметра RA1. Сделать это можно, подключив вместо аккумулятора несколько 12-вольтовых ламп общей мощностью до 250 Вт, контролируя ток по заведомо исправному эталонному амперметру.

Из компьютерного блока питания

Чтобы собрать это простое зарядное устройство своими руками, понадобится обычный блок питания от старого компьютера АТХ и знания по радиотехнике. Но зато и характеристики прибора получатся приличными. С его помощью заряжают батареи током до 10 А, регулируя ток и напряжение заряда. Единственное условие — БП желателен на контроллере TL494.

Для создания автомобильной зарядки своими руками из блока питания компьютера придётся собрать схему, приведённую на рисунке.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора: схема

Пошагово необходимые для доработки операции будут выглядеть следующим образом:

  1. Откусить все провода шин питания, за исключением жёлтых и чёрных.
  2. Соединить между собой жёлтые и отдельно чёрные провода — это будут соответственно «+» и «-» ЗУ (см. схему).
  3. Перерезать все дорожки, ведущие к выводам 1, 14, 15 и 16 контроллера TL494.
  4. Установить на кожух БП переменные резисторы номиналом 10 и 4,4 кОм — это органы регулировки напряжения и тока зарядки соответственно.
  5. Навесным монтажом собрать схему, приведённую на рисунке выше.

Если монтаж выполнен правильно, то доработку закончена. Осталось оснастить новое ЗУ вольтметром, амперметром и проводами с «крокодилами» для подключения к АКБ.

В конструкции возможно использовать любые переменные и постоянные резисторы, кроме токового (нижний по схеме номиналом 0.1 Ом). Его рассеиваемая мощность — не менее 10 Вт. Сделать такой резистор можно самостоятельно из нихромового или медного провода соответствующей длины, но реально найти и готовый, к примеру, шунт от китайского цифрового тестера на 10 А или резистор С5−16МВ. Ещё один вариант — два резистора 5WR2J, включённые параллельно. Такие резисторы есть в импульсных блоках питаниях ПК или телевизоров.

Читайте также  Изготовление гладильной доски своими руками

Что необходимо знать при зарядке АКБ

Заряжая автомобильный аккумулятор, важно соблюдать ряд правил. Это поможет вам продлить срок службы аккумулятора и сохранить своё здоровье:

Самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

  1. Все свинцовые аккумуляторы заряжают током не выше одной десятой от ёмкости батареи. Если у вас в авто стоит АКБ ёмкостью 60 А/ч, то расчёт зарядного тока выглядит так: 60/10=6 А.
  2. В процессе зарядки могут выделяться взрывоопасные газы. Особенно это касается обслуживаемых аккумуляторов. Достаточно одной искры, чтобы скопившийся в гараже или другом помещении водород взорвался. Поэтому заряжать аккумуляторы нужно в хорошо проветриваемом помещении или на балконе.
  3. Зарядка батареи сопровождается выделением тепла, поэтому постоянно контролируйте температуру корпуса АКБ на ощупь. Если батарея заметно нагрелась, то немедленно уменьшите зарядный ток или вообще прекратите зарядку.
  4. Если батарея обслуживаемая, постоянно контролируйте уровень электролита в банках и его плотность. В процессе заряда электролит «выкипает», а плотность повышается. Если пластины в банке оголились или плотность поднялась выше 1.29, а зарядка ещё не закончена, добавьте в электролит дистиллированной воды.
  5. Не допускайте перезарядки батареи. Максимальное напряжение на ней при подключённом ЗУ — 14.7 В.
  6. Не допускайте глубокой разрядки батареи, подзаряжайте её периодически. Если напряжение на батарее при отключённой нагрузке опустится ниже 10.7, АКБ придётся выбросить.

Вопрос о создании простого зарядного устройство для аккумулятора своими руками выяснен. Все достаточно просто, осталось запастись необходимым инструментом и можно смело приступать к работе.

Переделываем охлаждение на зарядном устройстве Opus BT-C3100 v.2.2

Всем привет. Совсем недавно я приобрёл зарядное устройство Opus BT-C3100, и в процессе эксплуатации понял, что визг от вентилятора начинает раздражать. Плюс ко всему вентилятор настолько маленький, что не прогоняет воздух в корпусе должным образом, в итоге в помещении пахнет нагретым пластиком. Мне этот момент совсем не понравился, хотя сам зарядник довольно хороший. Было решено переделывать.

Первым делом раскручиваем корпус:

Чтобы достать штатный вентилятор нужно сначала снять пластиковую решетку:

Затем потянуть вентилятор вверх:

Если хотите знать, то от 5 Вольт он не запускается, а работает от 12В.

С корпуса нужно удалить мягкие ножки:

Просверлил сверлом на 6 мм:

Под болты:

Далее размечаем отверстия для нового кулера:

Вентилятор 80 мм.

Вырезал:


Доводим края:

Собираем:

В качестве ножек я использую ручки- зажимы от электронных блоков, с внутренней резьбой, поэтому они у меня скручиваются, иначе винты корпуса не закрутить/открутить:


Родной кулер я поставил на место, чтобы закрыть отверстие. А разъём от него я отрезал и припаял к новому:


Плюс данной конструкции ещё и в том что воздух выдувается через контактные отверстия, охлаждая также батареи.

Благодаря ножкам зарядное не контактирует с поверхностью, и разлитые жидкости ему не страшны.



Видео работы: (Ps. Снимал в производственном помещении, присутствуют посторонние шумы)

+ решетка

Теперь в процессе зарядки аккумуляторы вообще чуть тёплые

В итоге я получил улучшенное охлаждение электроники и батарей, уменьшенный шум вследствие увеличения диаметра и уменьшения оборотов вентилятора, как следствие уменьшенный нагрев корпуса и отсутствия запаха от пластика.
Также данную конструкцию в случае чего легко переставить на новый зарядник, просто заменив крышку вместе с ножками и кулером. Ну и сам кулер стоит не дорого, хотя он у меня был в наличии.

Зы. Почитал обзоры на этот зарядник, хочу сказать не слушайте дифирамбы «улучшенному» штатному кулеру по сравнению с другими версиями зарядки, это реально шлак.

Импульсное ЗУ для автомобильного аккумулятора

Зарядные устройства

Недавно ко мне обратился человек с просьбой собрать для него компактное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Клиент попросил уделить больше внимания именно на компактность, поскольку собирался перепродавать, а если ему все устроит, то заказал бы партию таких зарядников.
Поскольку устройства для продажи, то было решено сделать импульсное зарядное устройство на базе компактного, но в то же время мощного электронного трансформатора и напичкать схему защитами.

Импульсное ЗУ для автомобильного аккумулятора

Доработка электронного трансформатора состоит в следующем

  • 1) Выходное напряжение с электронного трансформатора 10-12 Вольт, после выпрямителя будет спад, поэтому нужно домотать выходную обмотку трансформатора, чтобы иметь зарядное напряжение в районе 14 Вольт.
  • 2) Добавить сетевой фильтр (процесс не обязательный)
  • 3) Дополнить системой включения ЭТ без выходной нагрузки (процесс не обязателен, если собираетесь использовать устройство только в качестве ЗУ для автомобильного аккумулятора)
  • 4) Приспособить диодный выпрямитель
  • 5) Реализовать систему защиты от коротких замыканий, перегрузки и переплюсовки питания
  • 6) Добавить систему индикаторов заряда аккумулятора

аренда бульдозера

Импульсное ЗУ для автомобильного аккумулятора схема

6 задач, с первого взгляда довольно сложная переделка, но на самом деле ничего сложного нет.
Электронный трансформатор был взят китайского образца на 80 ватт. Стандартный полумостовой инвертор, частота в районе 30кГц, задается динистором серии DB3. Имеется два трансформатора, основной понижающий и трансформатор ОС.

 ЗУ для автомобильного аккумулятора плата

Трансформатор ОС содержит три обмотки – базовые обмотки ключей и обмотку ОС, ключи серии MJE 13005. Для начала реализуем функцию включения без выходной нагрузки, это позволит зарядить аккумуляторы 12 Вольт с малой емкостью или при желании использовать ЗУ в качестве блока питания.

Переделка состоит в следующем.
Для начала выпаиваем обмотку ОС и заменяем ее перемычкой. Дальше на основном трансформаторе мотаем всего два витка проводом 0,4-0,6мм и подключаем обмотку по схеме ниже. Но если собираетесь использовать устройство только для зарядки аккумуляторов, то данный процесс переделки не обязателен.

Резистор нужен с мощностью 3-10 ватт, в ходе работы он будет перегреваться (всегда теплый).
После этой переделку наш блок питания имеет функцию защиты от КЗ и систему включения без нагрузки. Но при КЗ ключи запираются и будут перегреваться до тех шпор пока не выйдут из строя, т.е схема не отключается, что приведет к выходу из строя при КЗ 5-10 секунд, нам такого не надо, поэтому сделаем отдельную защиту от КЗ.

Защита от короткого замыкания , переплюсовки полярноси и перегруза собрана на отдельной плате. Силовой транзистор использован серии IRFZ44, но при желании можно заменить на более мощный IRF3205 или на любой другой силовой ключ, который имеет близкие параметры. Можно использовать ключи из линейки IRFZ24, IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48 и другие ключи с током более 20 Ампер. В ходе работы полевой транзистор остается ледяным,. поэтому в теплоотводе не нуждается.

Импульсное ЗУ

Второй транзистор тоже не критичен, в моем случае использован высоковольтный биполярный транзистор серии MJE13003, но выбор большой. Ток защиты подбирается исходя из сопротивления шунта – в моем случае 6 резисторов по 0,1Ом параллельно, защита срабатывает при нагрузке 6-7 Ампер. Более точно можно настроить вращением переменного резистора, таким образом я настроил ток срабатывания в районе 5 Ампер.

Снимок1

Мощность блока питания довольно приличная, выходной ток доходит до 6-7 Ампер, что вполне достаточно для зарядки автомобильного аккумулятора.
Резисторы шунта выбрал с мощностью 5 ватт, но можно и на 2-3 ватт.

ЗУ для аккумулятора Снимок8 Снимок2
Дальше нужно увеличить выходное напряжение блока питания от 10-12 до 14 Вольт. Для этого нужно домотать вторичную обмотку дополнительными тремя витками, это повысит напряжение на 3 Вольта. Поскольку количество витков небольшое, то можно не разбирать сердечник. Обмотка намотана миллиметровым проводом в том же направлении, что и заводская обмотка.

Дальше нужно последовательно подключить новую и промышленную обмотку. После завершения намотки приступаем к выпрямителю. Решил долго не искать диоды и взять сборки ШОТТКИ из компьютерных блоков питания. Для выпрямителя нужны 3 полностью аналогичные сборки или же параметры диодов должны быть максимально близки. Тут нужно обязательно использовать импульсные диоды (если есть, то ультрафасты) с током не менее 10 Ампер. Подойдут также и наши КД213.

Снимок14

После сборки мост собираем все блоки вместе и подключаем схему в сеть 220 Вольт через последовательно соединенную лампу накаливания на 60-100 ватт, чтобы в случае чего, схема не бахнула.
Если все сделано правильно, то блок начинает работать сразу, замыкайте выход, должен загореться светодиодный индикатор защиты, который будет гореть до тех пор, пока выходные провода находятся в режиме КЗ.
Если все работает как нужно, то приступаем дальше. Собираем схему индикатора.

Снимок15

Схема срисована из зарядника аккумуляторной отвертки. Красный индикатор свидетельствует о том, что имеется выходное напряжение на выходе БП, зеленый индикатор показывает процесс заряда. С таким раскладом компонентов, зеленый индикатор будет постепенно потухат и окончательно потухнет, когда напряжение на аккумуляторе будет 12,2-12,4 Вольт, когда аккумулятор отключен, индикатор гореть не будет.

Снимок16

Почти все завершили, остался только сетевой фильтр.

Фильтр состоит из дросселя и двух пленочных конденсаторов, один из них подключается перед, второй после дросселя. Сам дроссель взят готовый, от какого-то ИБП, но можно и самому намотать. Мотать лучше на кольце. Две отдельные обмотки по 20 витков проводом 0,5 мм, Пленочные конденсаторы на 0,47 мкФ с рабочим напряжением не менее 250 Вольт, лучше взять на 400.
Вот и все. Осталось только все поместить в корпус. У нас получилось полноценное импульсное зарядное устройство, при желании можно и регулятор мощности приспособить.

Снимок4

Практика применения показала, что даже если не выполнить пункт 1, то напряжение заряда будет в районе 14 Вольт, но это зависит от конкретного вида ЭТ, у некоторых производителей выходное напряжение 13 Вольт, после выпрямителя спад 1 Вольт, но дополнив конденсатором получается напряжение в районе 14-15 Вольт.

Снимок3

Устройство пока на стадии тестов, но работает вполне достойно. Силовые транзисторы инвертора и диодный выпрямитель могут чуток перегреваться, поэтому их желательно укрепить на теплоотводы.
Можно также использовать и более мощные электронные трансформаторы, дополнив те же системы.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: