Самое простое, но самое правильное зарядное устройство
Впервые столкнувшись с необходимостью реанимации уже мертвых аккумуляторов, я решил изучить вопрос и задаться целью "впихнуть невпихуемое", т.е. выжать из приготовленных на выброс АКБ последнее. Вопрос этот встал в середине 90х - в то время самыми распространенными и используемыми были кислотные, щелочные, никель-кадмиевые и никель-металлгидридные аккумуляторы.
Сразу скажу, что штатные ЗУ, предназначенные для зарядки разных АКБ уже не справлялись: одни уже в начале цикла говорили, что ничего нельзя сделать, а другие честно проходили цикл, но АКБ свою емкость так и не набирала даже на 10%.
Итак, есть два способа зарядки от источника постоянного тока: постоянным (во времени) током или постоянным (во времени) напряжением. Однако, в любом случае отмечается нагрев пациента и закипание (если электролит жидкий). Опуская всякие детали, перейду к тому, что же я вывел для себя.
А получается вот что: заряжать аккумуляторы нужно не только импульсами, а еще и разряжать в паузах между импульсами заряда. Но что еще важнее - импульсы постоянного тока также не очень благоприятны. В итоге родилось вот такое устройство:
Самое простое зарядное устройство "simplest charger"
Схема зарядного устройства
Это решение позволяет заряжать аккумулятор, а также разряжать в паузах длиной в полу-период.
R1 - регулируется ток заряда, который составляет 10% от емкости АКБ+Jразр.
R2 - рассчитывается так, чтоб через него в паузах разряда шел ток Jразр в 10 раз меньший, чем ток заряда. Я для этой цели использую и лампы накаливания, если токи заряда велики.
Например, если емкость АКБ 55Ач, то зарядный ток нужно поддерживать на всем протяжении заряда равным Jзар=5.5+0.55=6.1А.
Первый опыт был настолько многообещающим, что я не мог поверить.
1. Щелочной брикет 10-НКГЦ-10 был настолько мертв, что родное армейское полностью автоматическое ЗУ вообще отказывалось заряжать. Этим устройством я зарядил так, что до сих пор (с 1995 года) пользуюсь этой батареей (естественно, заряжая, при необходимости). Пусть и изредка.
2. Шахтерский фонарь выпуска 1992 года, проведший в разряженном состоянии на балконе друга несколько лет (с нашими-то зимами). На момент вручения его мне в 1997 году он вообще признаков жизни не подавал. А ведь я его до сих пор использую на рыбалке
3. Аккумулятор в первом автомобиле был при покупке забракован продавцом (UA9CDV) и был крайне рекомендован к смене первой же зимой, т.к. "намаялся он с ним"... А ведь я поездил на авто несколько лет и до сих пор на нем ездит уже третий владелец. Авто 1993 года.
4. Аккумулятор видеокамеры друга в 2000 году не держал уже даже 5 минут. После "правильной" процедуры он заставлял работать видеокамеру в течение 1 часа, хотя по паспорту она всего 45 минут могла непрерывно работать и длительней у него никогда не получалось.
Более перечислять не буду, ибо страница станет грустной.
При этом, нужно отметить, что аккумуляторы не "кипели" как при родных зарядниках и не грелись столь сильно.
Правила пользования:
1. Резистором R1 установить зарядный ток 1/10 от емкости АКБ
2. Резистором R2 установить разрядный ток 1/10 от зарядного тока
3. В течение зарядки вручную поддерживать ток заряда постоянным во времени. Это требование желательное, но сколько себя помню - ни разу его не соблюдал Поэтому ток заряда изначально ставил больше, т.к. он неизбежно снизится существенно (зависит от состояния АКБ).
4. При таких условиях, заряжать любой аккумулятор (из перечисленных в начале) нужно 14-16 часов.
В случае с Li-on и Li-Pol аккумуляторами вопрос решается гораздо сложнее: с применением зарядных процессоров и прочей обвязки, однако, у них нет памяти, поэтому есть вариант обойти различные хитрости. Но их заряжать ассиметричным током не рекомендую (лучше постоянным). Хотя и делал это неоднократно))
С учетом такого опыта, я сделал в источнике питания трансивера третью клемму, на которую подал через диод питание с трансформатора. Теперь, подключая аккумулятор к этой клемме и к минусовому выводу, я заряжаю все свои старые аккумуляторы на протяжении уже почти 10 лет. Тем более, что и ток выходит знатный!
Существенно лучших эксплуатационных черт аккумуляторная батарей возможно добиться, в случае если их зарядку создавать асимметричным томом. Схема устройства зарядки, реализующая таковой принцип, продемонстрирована на рисунке.
При хорошем полупериоде входного переменного напряжения ток протекает через элементы VD1, R1 и стабилизируется диодом VD2. Часть стабилизированного напряжения через переменный резистор R3 подается на базу транзистора VT2. Транзисторы VT2 и VT4 нижнего плеча устройства трудятся как генератор тока, величина которого зависит от сопротивления резистора R4 и напряжения на базе VT2.
Зарядный ток в цепи аккумулятора протекает по элементам VD3, SA1.1, РА1, SA1.2, аккумулятор, коллекторный перепад транзистора VT4, R4.
При отрицательном полупериоде переменного напряжения на диоде VD1 рабо-та устройства подобна, но трудится верхнее плечо - VD1 стабилизирует отрицательное напряжение, которое регулирует протекающий по аккумулятору ток в обратном напряжении (ток разрядки).
Продемонстрированный на схеме миллиамперметр РА1 употребляется при начальной настройке, в будущем его возможно отключить, переведя тумблер в второе положение.
Такое зарядное устройство имеет следующие преимущества: 1. Зарядный и разрядный токи возможно регулировать независимо друг от друга. Следова-тельно, в данном устройстве вероятно использовать аккумуляторная батареи с разной величиной энергоемкости. 2. При каких-либо пропаданиях переменного напряжения каждое из плеч закрывается и через аккумулятор ток не протекает, что защищает аккумулятор от самопроизвольной разрядки.
В данном устройстве из отечественных элементов возможно применить в качестве VD1 и VD2 - KC133A, VT1 и VT2 - КТ315Б либо КТ503Б. Остальные элементы выбираются в зависимости от зарядного тока. Если он не превышает 100 мА, то в качестве транзисторов VT3 и VT4 направляться применить КГ815 либо КТ807 с любыми буквенными индексами (находиться на теплоотводе с площадью теплорассеиваюшей поверхности 5…15 кв.см), а в качестве диодов VD3 и VD4 - Д226, КД105 также с любыми буквенными индексами.
В обязательном порядке к прочтению:
Самодельный несложный десульфатор с регулировкой по току зарядка импульсным током desulfator
Статьи как раз той тематики,которой Вы интересуетесь:
Все то время, пока двигатель автомобиля не работает, питание электросети автомобиля происходит от аккумулятора - эта азбучная истина не испытывает недостаток в комментариях. Но, сказать о том, что ее…
Нормально заряженный аккумулятор – непременное условие комфортной езды. Зимой особенно принципиально важно, дабы аккумулятор снабжал надежный запуск двигателя автомобиля. Современные…
на данный момент во всех новых машинах, да и не только в них нет выключателя массы. Исходя из этого аккумулятор при долгой стоянке автомобиля 1-2 семь дней, полностью разрядится. Вот что-бы…
Автоаксессуары На практике практически любой автомобилист сталкивался с таковой проблемой, как разряд аккумулятора. Тут имеется лишь одно ответ – осмотр источника питания на факт неисправностей и…
Собственными руками Автомобильную бортовую сеть, пока силовая установка не запустится питает аккумуляторная батарея. Но сама она электрическую энергию не производит. Аккумулятор легко…
Схема и описание самодельного зарядного устройства для зарядки автомобильных аккумуляторов асимметричным током.
Значительно лучших эксплуатационных характеристик аккумуляторов можно добиться, если их зарядку производить асимметричным током.
Схема устройства зарядки, реализующая такой принцип, показана на рисунке 1.
Рис.1. Нажмите на рисунок для просмотра.
При положительном полупериоде входного переменного напряжения ток протекает через элементы VD1, R1 и стабилизируется диодом VD2. Часть стабилизированного напряжения через переменный резистор R3 подается на базу транзистора VT2. Транзисторы VT2 и VT4 нижнего плеча устройства работают как генератор тока, величина которого зависит от сопротивления резистора R4 и напряжения на базе VT2. Зарядный ток в цепи аккумулятора протекает по элементам VD3, SA1.1, РА1, SA1.2, аккумулятор, коллекторный перепад транзистора VT4, R4.
При отрицательном полупериоде переменного напряжения на диоде VD1 работа устройства аналогична, но работает верхнее плечо - VD1 стабилизирует отрицательное напряжение, которое регулирует протекающий по аккумулятору ток в обратном напряжении (ток разрядки).
Показанный на схеме миллиамперметр РА1 используется при первоначальной настройке, в дальнейшем его можно отключить, переведя переключатель в другое положение.
Такое зарядное устройство обладает следующими преимуществами: 1. Зарядный и разрядный токи можно регулировать независимо друг от друга. Следовательно, в данном устройстве возможно применять аккумуляторы с различной величиной энергоемкости. 2. При каких-либо пропаданиях переменного напряжения каждое из плеч закрывается и через аккумулятор ток не протекает, что защищает аккумулятор от самопроизвольной разрядки.
В данном устройстве из отечественных элементов можно применить в качестве VD1 и VD2 - KC133A, VT1 и VT2 - КТ315Б или КТ503Б. Остальные элементы выбираются в зависимости от зарядного тока. Если он не превышает 100 мА, то в качестве транзисторов VT3 и VT4 следует применить КТ815 или КТ807 с любыми буквенными индексами (расположить на теплоотводе с площадью теплорассеивающей поверхности 5...15 кв.см), а в качестве диодов VD3 и VD4 - Д226, КД105 тоже с любыми буквенными индексами.
Популярные схемы зарядных устройств:
Благодаря этому способу удается снизить величину зарядного напряжения за счет периодической анодной и катодной поляризации электродов. Способ состоит в том, что циклически изменяют величину и направление тока через электроды аккумулятора.
I 3 = Q Н /10, А иI p = Qн/50, А, (6.48)
Достоинством способа заряда аккумуляторов асимметричным током является отсутствие необходимости в проведении КТЦ, поскольку не возникает необратимая сульфитация электродов.
Отсутствие обильного газовыделения при заряде способствует увеличению срока службы аккумуляторов.
В то же время сложная схема управления источником питания относится к недостаткам способа,
Заряд малыми токами проводится с целью компенсации энергии, потерянной в результате саморазряда аккумуляторной батареи, находящейся в нерабочем состоянии.
Заряд малыми токами (0,025 - 0,1 А) проводится при нахождении аккумуляторных батарей в местах хранения или непосредственно на технике, а также работающих в качестве резервного источника питания.
Заряд может осуществляться в двух режимах:
При постоянном токе;
При постоянном напряжении.
Заряд малыми токами постоянной величины.
Для заряда применяются выпрямительное устройство без стабилизатора напряжения и распределительный щит, обеспечивающий подключение нескольких различных групп батарей.
Число батарей в каждой группе зависит О т требуемого подзаряда, который, в свою очередь, определяется емкостью и техническим состоянием АКБ.
Ток подзаряда поддерживается равным 0,025 - 0,1 А, в зависимости от технического состояния аккумуляторов. Так, один преобразователь ВСА-5А может обеспечить подзаряд 200 - 300 стартерных аккумуляторных батарей.
Заряд малыми токами при постоянном напряжении.
Для заряда применяется выпрямитель со стабилизатором напряжения, к которому подключают аккумуляторные батареи. Для того чтобы компенсировать саморазряд и не допустить частичной потери емкости аккумуляторной батареи, необходимо поддерживать напряжение в пределах 2,18 - 2,25 В на каждый аккумулятор. Окончательная величина напряжения обусловлена использованием конкретной батареи.
Для определения конкретной величины напряжения подзаряда производится наблюдение за плотностью электролига в аккумуляторе. Если в процессе подзаряда плотность электролита снижается, то это свидетельствует о превышении тока саморазряда над токами подзаэяда. При этом необходимо увеличить напряжение подзаряда. В противном случае аккумуляторы могут необратимо потерять электрическую емкость.
На рис. 1 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.
Рис. 1 Электрическая схема зарядного устройства.
Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.
Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.
В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.
Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22...25 В.
Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0...5 А (0...3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.
В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления (1000...18000), который можно заменить на КТ825 при изменении полярности включения диодов и стабилитрона, так как он другой проводимости. Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.
Рис. 2 Электрическая схема пускового устройства.
Для защиты схемы от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.
Резисторы применены такие R1 типа С2-23, R2 - ППБЕ-15, R3 - С5-16MB, R4 - ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В.
Приведенные схемы пускового (рис.2) и зарядного устройств (рис. 1) можно легко объединить (при этом не потребуется изолировать корпус транзистора VT1 от корпуса конструкции), для чего на пусковом трансформаторе достаточно намотать еще одну обмотку примерно 25...30 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 1,8...2,0 мм.
