Ограничение тока заряда аккумулятора

Узел зарядки автомобильного аккумулятора

Если кто помнит, в прошлой статье мы беседовали о блоке питания, который играет роль силового агрегата в любой схеме зарядного устройства. Как и обещал — сегодня мы рассмотрим систему управления и зарядки для автомобильного аккумулятора. Наша схема отличается особой простотой конструкции.

Эта схема была выбрана не с проста, она универсальна и может заряжать как 12-Вольтовые, так и более низковольтные аккумуляторы . В схеме имеется регулятор, который отвечает за ограничение выходного тока и за регулировку выходного напряжения, иными словами мы сможем задавать нужный ток заряда исходя от типа заряжаемого аккумулятора. Тоже самое с напряжением. Для примера — эффективный ток заряда автомобильного аккумулятора 45А/ч составляет десятую часть емкости аккумуляторной батареи, т.е 4,5-5 Ампер — это нужно запомнить для зарядки свинцовых аккумуляторов.

Вернемся к нашей схемe. Схема обеспечивает на выходе стабилизированное напряжение, номинал которого можно регулировать с помощью регулятора 4,7кОм. Второй переменник предназначен для ограничение тока. В схеме задействован стабилитрон с напряжением стабилизации 15Вольт, мощность данного стабилитрона 1 ватт.

Силовой транзистор КТ818ГМ ( в металле) будет нагреваться, поскольку это линейная схема и без нагрева не обойтись. Транзистор устанавливают на теплоотвод от процессора персонального компьютера, возможно будет нужда и принудительного охлаждения. Силовой транзистор можно заменить на другой, очень советую наш КТ8102, допустимый ток порядка 15 Ампер.

Транзистор для управления КТ815 может быть заменен на КТ817 или импортный аналог BD139, выбор ключа не критичен. Переменники желательно использовать 1-2 ватт, незначительный нагрев на них будет наблюдаться (особенно в случае ограничителя тока)

Диод по схеме может быть любой с током 1,5 а лучше 3 Ампер, на обратное напряжение не нужно уделять внимания, поскольку сама схема низковольтная.

Получается довольно компактная и малозатратная схема, думаю повторить сможет каждый. Для зарядки автомобильного аккумулятора сначала нужно выставить на выходе схемы где-то 14,5 Вольт, ток выставить минимальным, на сколько это возможно.

Затем соблюдая полярность подключить выход схемы к автомобильному аккумулятору. В схеме нужно последовательно плюсу от зарядки подключить амперметр со шкалой до 10 Ампер, чтобы видеть ток заряда. После этого процесса начинаем медленно вращать ручку регулятора, который отвечает за ограничение выходного тока. Ток заряда нужно выставить исходя от емкости аккумулятора, о чем говорилось в начале статьи.

По мере заряда аккумулятора, ток начнет падать и в момент окончания он будет почти равен нулю, этим можно считать, что процесс заряда завершен.. Разумеется, время заряда зависит в первую очередь от емкости аккумулятора, и от тока заряда, для быстрой зарядки можно выставить максимальный ток, чего я не советую, поскольку схема не автоматическая и при большом токе заряда можно повредить аккумулятор.

АКА КАСЬЯН.

Десять советов по зарядке аккумулятора

В любом автомобиле АКБ заряжается генератором. Сам генератор выдаёт в электросеть стабилизированное напряжение, не превышающее 14,2-14,4 Вольта. Интересно то, что для полной зарядки АКБ к его клеммам необходимо подвести 14,5 Вольт или больше, что зависит от типа батареи. И любой штатный аккумулятор, находясь под капотом авто, никогда не будет заряжен на 100%. Вывод: цикл полной зарядки можно провести, если использовать зарядные устройства. Дальше речь пойдёт об их правильной эксплуатации.

Самое простое – зарядка стабилизированным током

Существует класс зарядных устройств, способных регулировать выходной ток. Пользоваться таким оборудованием просто, надо только знать, чему равен наибольший зарядный ток для каждого аккумулятора. Смотрим на корпус АКБ, находим значение ёмкости:

Этикетка аккумулятора BOSCH Silver

Значение, как видите, указано в ампер-часах. Обычно встречаются следующие цифры: 55 либо 60 Ah. Помните, что максимальный зарядный ток – это одна десятая электрической ёмкости, делённая на час.

Пример: 60 делим на 10 и получаем 6. Значит, АКБ ёмкостью 60 А*ч нельзя заряжать током, превышающим 6 Ампер.

Полный цикл заряда, проводимого с использованием максимально допустимого тока, равен 10-ти часам. Это следует из теории. На практике, однако, всё выглядит сложнее:

• При достижении заряда, составляющего 75% ёмкости, силу тока уменьшают вдвое. Для свинцово-кислотных АКБ при таком уровне заряда на клеммах будет следующее напряжение – ровно 14,4 В;
• Заряжая необслуживаемую батарею, уменьшайте ток ещё в 2 раза, как только напряжение на клеммах достигнет 15-ти Вольт (85-90% заряда);
• Нужно помнить о том, что действительное значение ёмкости зависит от температуры. При -30 Гр. Цельсия она снижается до 50%. Значит, если планируете эксплуатировать батарею при низких температурах, никогда не доводите заряд до 100% от номинала.

Из совета под номером «1» следует вывод: через шесть, максимум через семь часов выполнения зарядки надо проконтролировать, чему равно напряжение на клеммах. Если вам неизвестно, чему оно должно быть равно при заряде 75%, просто уменьшите ток вдвое.

Батарея считается полностью заряженной, если напряжение на её клеммах при проведении зарядки не меняется. Проведите замеры дважды с интервалом в 1 час. Этого будет достаточно.

Использование стабилизаторов напряжения

Стандартное зарядное устройство позволяет регулировать силу тока и ничего больше. Тем не менее, в современном оборудовании предусмотрено наличие второго режима, в котором оператор может устанавливать значение напряжения.

Современное зарядное устройство с возможностью установки вольтажа

По идее, использовать режим стабилизированного напряжения нужно на втором этапе зарядки. То есть сначала АКБ заряжают стабилизированным током, а затем, дойдя до 50% ёмкости, можно установить фиксированное напряжение:

• 14,4 В – чтобы зарядить батарею на 70-80%;
• 15 В – чтобы довести заряд до 85-90% ёмкости;
• 16 В – так батарея зарядится на 95-97%.

Суть в том, что нельзя просто выставить на клеммах 16 Вольт и забыть об АКБ на пару часов. Если указанное напряжение подавать на разряженный аккумулятор, вы получите силу тока 40-50 А. В принципе, на начальном этапе такие значения будут допустимыми. Но разные клеммы, провода, а также внутренние схемы оборудования значительную силу тока не выдержат.

В каждом зарядном устройстве, способном стабилизировать напряжение, предусмотрена встроенная защита. Она сработает сразу, как только сила зарядного тока превзойдёт 30 Ампер. Будьте внимательны, не заряжайте напряжением 16 и даже 15 Вольт полностью «севший» аккумулятор!

По мере зарядки АКБ, если используется постоянное напряжение, сила тока будет снижаться. Именно поэтому проводить зарядку стабилизированным напряжением рекомендуют на финальном этапе. Батарея считается заряженной, когда выполнено одно условие: сила тока приблизилась к минимуму и не меняется в течение часа.

Зимняя эксплуатация АКБ

Совет, актуальный для зимы, звучит просто: не оставляйте разряженный аккумулятор в условиях отрицательных температур. Чем ближе заряд находится к 0%, тем ниже концентрация кислоты в электролите. Ну а вода при температуре 0 Гр. имеет обыкновение замерзать.

Температура замерзания всегда зависит от плотности

Если есть подозрение, что внутри АКБ образовался лёд, сначала проводят прогрев. А уж затем, когда лёд растает, батарею можно будет заряжать.

Существует следующая рекомендация: если мотор на морозе не заводится, но АКБ ещё не разряжен, нужно просто включить свет фар и подождать минут 5. В результате лёд расплавится, двигатель запустится, а дальше начнёт работать генератор. В некоторых случаях, возможно, это действительно срабатывает. Но лучше отогревать АКБ в помещении.

Не заряжайте аккумулятор, если нет уверенности в том, что лёд внутри «банок» полностью отсутствует. Нарушив это правило, можно вызвать повреждение контактных пластин. Номинальная ёмкость в результате снизится, и значительно.

Советы для всех случаев сразу

Отключив аккумулятор от зарядного устройства, можно проверить, до какой степени он в данный момент заряжен:

• Если напряжение в отсутствие нагрузки равно 12,65 В, значит заряд АКБ составляет 99-100%;
• Напряжение 12,1 В соответствует 50-процентному заряду;
• 11,7 В – полный разряд;
• Если напряжение не превышает 11 Вольт, аккумулятор подлежит замене.

Можете заряжать батарею аккумулятора, не снимая её с автомобиля. Тогда обязательно нужно отключать минусовую клемму, а уж затем подсоединяют «крокодилы» стабилизатора:

Как отключить минусовую клемму

«Минусовой» контакт АКБ имеет обыкновение окисляться. Здесь вам помогут напильник, наждачная бумага и обычный нож, если его не жалко.

Можно пытаться запустить стартёр, используя «внешний» АКБ. Но тогда штатную батарею необходимо отключать. Сделать это можно указанным способом – достаточно отсоединить одну клемму (минусовую).

Видео — пример

• Автор: Дмитрий
• Распечатать

Ограничение зарядного тока конденсаторной батареи

Читать все новости ➔

Известные схемы ограничения зарядного тока конденса­торов или слишком сложные [1], или маломощные [2], или уменьшают КПД установки [3], или, имея в своем составе дополнительные элементы коммутации, требуют определен­ного алгоритма включения устройства.

Предлагаемый вариант ограничителя зарядного тока хотя и не отличается дешевизной и требует подбора элементов при наладке, но очень надежен и допускает даже очень кратковременное пропадание напряжения сети (так называемая «просадка») и защищает аппаратуру от серии «просадок», что является притчей во языцех для силовой электроники.

Источник кратковременного сверхтока для проверки за­щитных устройств показан на фото в начале статьи.

Простой ограничитель зарядного тока

Схема, изображенная на рис.1 состоит из маломощного реле К1, контактора К2, резистора R1, ограничивающего за­рядный ток батареи конденсаторов С1...Сn, величина рези­стора R2 определяет величину тока включения реле К1, а, следовательно, и напряжение, до которого успеют зарядится конденсаторы батареи, перед включением контактора К2, для минимизации броска тока. Резистор R3, подключаемый по­сле срабатывания реле и контактора, уменьшает рабочий ток через реле и уменьшает разницу напряжений срабатывания и отпускания реле.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

С целью уменьшения мощности (и размеров) резисторов R2 и R3 желательно подобрать очень чувствительное реле с минимальным ток срабатывания. Среди реле встречаются эк­земпляры с током срабатывания меньше 5 мА, например, ти­па РЭС-54 с напряжением срабатывания 24 В (рис.4,а) или типа MY4 с напряжением срабатывания 230 В (рис.4,6).

Рис. 4

Используя силовой геркон (так называемый герсикон, рис.5,а), намотав на него несколько тысяч витков тонкого провода (рис.5,б, рис.5,в), можно добиться тока срабатыва­ния меньше 3 мА. Следует напомнить, что обычные (мало­габаритные) герконы не рассчитаны на работу с напряжени­ем питающей сети 230 В / 50 Гц, и использовать их в дан­ных условиях не допустимо.

Рис. 5

Резистор R1 можно заменить малогабаритной лампой на­каливания на напряжение 230 В (например, галогенной, рис.2), предусмотрев пожаробезопасное крепление. В таком случае даже длительное короткое замыкание не вызовет необрати­мых процессов в устройстве, а лампа будет сигнализиро­вать о «форс-мажорных» обстоятельствах. UR1 на рис.2 - это варистор, еще значительней уменьшающий разницу на­пряжения срабатывания и отпускания реле К1. Элементы С1, С2 и L1 на рис.2 - входной помехоподавляющий фильтр.

Если в качестве токоограничительного элемента приме­нить две последовательно включенные лампы (рис.3), то на­дежность схемы увеличится, а температура внутри корпуса (при аварии) - уменьшится. К тому же, в таком случае мож­но использовать дешевые малогабаритные китайские «ква- зигалогенки».

Некоторые «креативные» фирмы, выпускающие трехфаз­ные контакторы, «забывают» устанавливать блок-контакты (автор встречал контакторы фирмы Siemens, на которых да­же не предусмотрено место для «пристегивания» блок-контактных мостиков). В таком случае коммутация дополни­тельного резистора R3 производится дополнительной группой самого реле К1 (рис.2), т.е. К1 должно иметь две группы переключательных контактов (или одну Н.О. группу и одну Н.З. группу контактов). Но в этом случае, при наладке схе­мы, необходимо убедиться в адекватном срабатывании ре­ле при достаточно медленном нарастании напряжения, т.к. возможна ситуация, когда реле будет «строчить», а контак­тор не включится. Спровоцировать (на время наладки) мед­ленное нарастание напряжения можно преднамеренным уве­личением сопротивления R1.

Ограничитель зарядного тока для преобразователей частоты

Для устройств, питающихся от однофазной сети, еще од­ной проблемой является низкое напряжение звена постоян­ного тока - не более 320 В, что недостаточно для питания преобразователей частоты (ПЧ), особенно, если нужно полу­чить выходную частоту ПЧ более 50 Гц. Как известно, чтобы не терять вращающий момент на валу двигателя, вместе с увеличением частоты, требуется линейное увеличение на­пряжения питания двигателя. Для синхронной частоты вра­щения асинхронного двигателя 6000 об./мин (100 Гц), требу­ется линейное напряжение 760 В (для двигателя 3x380 В). Получить подобное напряжение позволяет схема удвоителя сетевого напряжения, изображенная на рис.3. Контролиро­вать с помощью реле нужно, именно, удвоенное выпрямлен­ное напряжение сети, т.к. в противном случае есть опасность «не заметить» сбой электроснабжения или нарушение в схе­ме устройства.

При отсутствии варистора в схеме рис.3 резисторы R1 и R2 должны быть увеличены (в зависимости от чувствитель­ности реле К1) до 100...130 кОм, а R1 желательно сделать составным (для распределения высокого напряжения). В схеме достаточно легко можно организовать любые виды за­щит посредством датчиков (SF1, SF2, SK1), отключающих или закорачивающих реле К1 (рис.3). Стабилитрон VD3 ограни­чивает напряжение на катушке реле К1 и на контактах дат­чиков. Датчики могут быть температурными, токовыми, дав­ления, напряжения и прочее. Замыкающий контакт датчика предпочтительней размыкающему (например, датчику температуры SK1 на рис.3) - в этом случае не нагружается стабилитрон VD3 и последнему не требуется радиатор.

Ограничитель зарядного тока для инверторного блока питания

Если разрабатываемое (или модернизируемое) устройст­во не является преобразователем частоты или сварочным инвертором, а, к примеру, это мощный инверторный блок пи­тания, запускаемый без нагрузки, или с минимальной нагруз­кой (для, допустим, металлообрабатывающего комплекса), то К1 можно запитать от вторичного источника блока пита­ния (рис.6). Во время работы, если кратковременно исчез­нет напряжение сети, то контактор К2 отключится самосто­ятельно, а К1 проконтролирует напряжение батареи конден­саторов косвенно и, в случае, значительного падения напря­жения не позволит К2 включиться до окончания повторного подзаряда батареи.

Рис. 6

Ограничитель зарядного тока с твердотельными контакторами

Используя современную материальную базу электроники, очень перспективными в этой теме выглядят т.н. твердотельные реле и контакторы (SSR, SSC, рис.4,в) - один та­кой элемент может заменить несколько других (рис.7). Кро­ме экономии места и упрощения схемы, эти элементы сами могут несколько ограничивать зарядный ток, т.к. имеют встро­енную функцию коммутации при переходе тока через нуль (Zero Switching). Недостаток таких твердотельных контакто­ров - это падение напряжения на них зависящее от тока нагрузки, зато они имею значительно большую надежность чем электромагнитные контакторы.

Рис. 7

Литература:

1. А. Фролов // Радио. - 2001. - №12. - С.38.
2. А. Зызюк // РадиоАматор. - 2007. - №01. - С.ОЗ.
3. Э. Мурадханян // Радио. - 2004. - №10. - С.35.

Автор: Александр Шуфотинский, г. Кривой Рог Источник: Электрик №12, 2016

Возможно, Вам это будет интересно:

---

Смотрите также

• 
  Характеристики додж джорни
• 
  Как управлять машиной
• 
  Срок хранения дизельного топлива
• 
  Редукционный клапан насоса гур
• 
  Кадиллак cts v
• 
  Кристи подвеска принцип работы
• 
  Подбор моторных масел
• 
  Лада пикап фото
• 
  Audi a8 2017 new фото
• 
  Уплотнительные кольца свечных колодцев
• 
  Zotye 2017 t600

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453