Na fotografii je samočinně vyrobená automatická nabíječka pro nabíjení 12 V autobaterií proudem až 8 A, sestavená v pouzdře z milivoltmetru B3-38.
Proč potřebujete nabíjet autobaterii
nabíječka
Baterii v autě dobíjí elektrický generátor. Pro ochranu elektrických zařízení a spotřebičů před zvýšeným napětím generovaným autogenerátorem je za ním instalován relé-regulátor, který omezuje napětí v palubní síti vozu na 14,1 ± 0,2 V. K plnému nabití baterie je potřeba napětí alespoň 14,5 IN.
Není tedy možné plně nabít baterii z generátoru a před nástupem chladného počasí je nutné baterii dobít z nabíječky.
Analýza nabíjecích obvodů
Schéma výroby nabíječky z napájecího zdroje počítače vypadá atraktivně. Strukturní schémata počítačových napájecích zdrojů jsou stejná, ale elektrické jsou odlišné a pro zdokonalení je vyžadována vysoká radiotechnická kvalifikace.
Zaujal mě kondenzátorový obvod nabíječky, účinnost je vysoká, nevydává teplo, poskytuje stabilní nabíjecí proud, bez ohledu na stupeň nabití baterie a kolísání v síti, nebojí se výstupu zkraty. Má to ale i nevýhodu. Pokud během nabíjení dojde ke ztrátě kontaktu s baterií, napětí na kondenzátorech se několikrát zvýší (kondenzátory a transformátor tvoří rezonanční oscilační obvod s frekvencí sítě) a prorazí. Bylo potřeba odstranit pouze tento jediný nedostatek, což se mi podařilo.
Výsledkem je obvod nabíječky bez výše uvedených nevýhod. Již více než 16 let s ním nabíjím libovolné kyselinové akumulátory 12 V. Zařízení funguje bezchybně.
Schéma nabíječky do auta
Schéma domácí nabíječky je se zjevnou složitostí jednoduché a skládá se pouze z několika kompletních funkčních jednotek.
Pokud se vám schéma opakování zdálo složité, můžete sestavit více, které fungují na stejném principu, ale bez funkce automatického vypnutí při plném nabití baterie.
Obvod omezovače proudu na předřadných kondenzátorech
U autonabíječky kondenzátorů je úprava hodnoty a stabilizace proudu nabíjení baterie zajištěna zapojením do série s primárním vinutím výkonového transformátoru T1 předřadných kondenzátorů C4-C9. Čím větší je kapacita kondenzátoru, tím větší proud bude nabíjet baterii.
V praxi se jedná o hotovou verzi nabíječky, baterii můžete zapojit za diodový můstek a nabíjet, ale spolehlivost takového obvodu je nízká. Pokud dojde k přerušení kontaktu s kontakty baterie, kondenzátory mohou selhat.
Kapacitu kondenzátorů, která závisí na velikosti proudu a napětí na sekundárním vinutí transformátoru, lze přibližně určit vzorcem, ale snáze se orientuje z údajů v tabulce.
Chcete-li upravit proud pro snížení počtu kondenzátorů, mohou být zapojeny paralelně ve skupinách. Přepínám pomocí dvou přepínačů, ale můžete umístit několik přepínačů.
Schéma ochrany
z chybného zapojení pólů baterie
Ochranný obvod proti přepólování nabíječky při špatném připojení baterie na svorky je proveden na relé P3. Pokud je baterie připojena nesprávně, diodou VD13 neprochází proud, relé je bez napětí, kontakty relé K3.1 jsou rozpojené a na svorky baterie neteče žádný proud. Při správném zapojení se aktivuje relé, sepnou se kontakty K3.1 a baterie se připojí k nabíjecímu obvodu. Takový obvod ochrany proti přepólování lze použít s jakýmkoliv nabíječem, jak s tranzistorem, tak s tyristorem. Stačí jej zahrnout do přerušení drátu, kterým je baterie připojena k nabíječce.
Obvod pro měření proudu a napětí nabíjení baterie
Díky přítomnosti spínače S3 ve výše uvedeném schématu je možné při nabíjení baterie ovládat nejen velikost nabíjecího proudu, ale i napětí. Když je S3 v horní poloze, měří se proud, v dolní poloze se měří napětí. Není-li nabíječka připojena k síti, voltmetr zobrazí napětí baterie, a když se baterie nabíjí, nabíjecí napětí. Jako hlavice byl použit mikroampérmetr M24 s elektromagnetickým systémem. R17 odvádí hlavu v režimu měření proudu a R18 slouží jako dělič při měření napětí.
Schéma automatického vypnutí paměti
když je baterie plně nabitá
Pro napájení operačního zesilovače a vytvoření referenčního napětí byl použit stabilizační čip DA1 typu 142EN8G pro 9V. Tento mikroobvod nebyl vybrán náhodou. Když se teplota pouzdra mikroobvodu změní o 10º, výstupní napětí se nezmění o více než setiny voltu.
Systém pro automatické vypínání nabíjení při dosažení napětí 15,6 V je proveden na polovině čipu A1.1. Pin 4 mikroobvodu je připojen na dělič napětí R7, R8 ze kterého je na něj přiváděno referenční napětí 4,5 V. Pin 4 mikroobvodu je připojen k dalšímu děliči na rezistorech R4-R6, rezistor R5 je trimr pro nastavení práh stroje. Hodnota odporu R9 nastaví nabíječku na prahovou hodnotu 12,54 V. Díky použití diody VD7 a odporu R9 je zajištěna potřebná hystereze mezi zapínacím a vypínacím napětím nabíjení baterie.
Schéma funguje následovně. Při připojení autobaterie k nabíječce, jejíž napětí na svorkách je menší než 16,5 V, se na pinu 2 mikroobvodu A1.1 nastaví napětí dostatečné k otevření tranzistoru VT1, tranzistor se otevře a relé P1 sepne aktivováno připojením kontaktů K1.1 k síti přes blok kondenzátorů primární vinutí transformátoru a nabíjení akumulátoru.
Jakmile nabíjecí napětí dosáhne 16,5 V, napětí na výstupu A1.1 klesne na hodnotu nedostatečnou k udržení tranzistoru VT1 v otevřeném stavu. Relé se vypne a kontakty K1.1 připojí transformátor přes záložní kondenzátor C4, při kterém bude nabíjecí proud 0,5 A. Obvod nabíječky zůstane v tomto stavu, dokud napětí na baterii neklesne na 12,54 V. As jakmile bude napětí nastaveno na 12,54 V, relé se znovu zapne a nabíjení bude pokračovat stanoveným proudem. V případě potřeby je možné spínačem S2 deaktivovat automatický řídicí systém.
Systém automatického sledování nabíjení baterie tak vyloučí možnost přebití baterie. Baterii lze ponechat připojenou k přiložené nabíječce minimálně celý rok. Tento režim je relevantní pro motoristy, kteří jezdí pouze v létě. Po skončení rally sezóny můžete baterii připojit k nabíječce a vypnout ji až na jaře. I když dojde k výpadku síťového napětí, když se objeví, nabíječka bude pokračovat v nabíjení baterie v normálním režimu
Princip činnosti obvodu pro automatické vypnutí nabíječky při přepětí z důvodu nedostatku zátěže, sestaveného na druhé polovině operačního zesilovače A1.2, je stejný. Pouze práh pro úplné odpojení nabíječky od sítě je zvolen na 19 V. Pokud je nabíjecí napětí menší než 19 V, je napětí na výstupu 8 čipu A1.2 dostatečné k udržení tranzistoru VT2 v otevřeném stavu, při kterém napětí je přivedeno na relé P2. Jakmile nabíjecí napětí překročí 19 V, tranzistor se sepne, relé uvolní kontakty K2.1 a napájení nabíječky se zcela zastaví. Jakmile je baterie připojena, bude napájet automatizační obvod a nabíječka se okamžitě vrátí do provozního stavu.
Struktura automatické nabíječky
Všechny části nabíječky jsou umístěny v pouzdru miliampérmetru B3-38, ze kterého byl vyjmut veškerý jeho obsah, kromě ukazovacího zařízení. Instalace prvků, s výjimkou automatizačního obvodu, se provádí kloubovým způsobem.
Design miliampérmetrového pouzdra se skládá ze dvou obdélníkových rámů spojených čtyřmi rohy. V rozích jsou vytvořeny otvory se stejnou roztečí, ke kterým je vhodné připevnit díly.
Výkonový transformátor TN61-220 je upevněn čtyřmi šrouby M4 na hliníkové desce o tloušťce 2 mm, deska je zase připevněna šrouby M3 ke spodním rohům skříně. Výkonový transformátor TN61-220 je upevněn čtyřmi šrouby M4 na hliníkové desce o tloušťce 2 mm, deska je zase připevněna šrouby M3 ke spodním rohům skříně. C1 je také instalován na této desce. Níže uvedená fotografie ukazuje nabíječku.
V horních rozích pouzdra je také připevněna deska ze skelných vláken o tloušťce 2 mm a k ní jsou přišroubovány kondenzátory C4-C9 a relé P1 a P2. Do těchto rohů je také přišroubován plošný spoj, na kterém je připájen obvod automatického řízení dobíjení baterie. Ve skutečnosti není počet kondenzátorů šest, jako podle schématu, ale 14, protože pro získání kondenzátoru požadovaného jmenovitého výkonu bylo nutné je zapojit paralelně. Kondenzátory a relé jsou připojeny ke zbytku obvodu nabíječky přes konektor (modrý na fotografii výše), což usnadnilo přístup k dalším prvkům během instalace.
Pro chlazení výkonových diod VD2-VD5 je na vnější straně zadní stěny instalován žebrovaný hliníkový chladič. Dále je zde 1A pojistka Pr1 a zástrčka (převzatá ze zdroje počítače) pro napájení.
Výkonové diody nabíječky jsou upevněny dvěma upínacími lištami k chladiči uvnitř pouzdra. K tomu je v zadní stěně pouzdra vytvořen obdélníkový otvor. Toto technické řešení umožnilo minimalizovat množství tepla generovaného uvnitř skříně a šetřit místo. Vývody diod a přívodní vodiče jsou připájeny k nepevné liště z fóliového sklolaminátu.
Na fotografii je na pravé straně podomácku vyrobená nabíječka. Instalace elektrického obvodu se provádí barevnými vodiči, střídavým napětím - hnědé, kladné - červené, záporné - modré vodiče. Průřez vodičů vedoucích od sekundárního vinutí transformátoru ke svorkám pro připojení baterie musí být minimálně 1 mm2.
Ampérmetrový bočník je asi centimetr dlouhý kus vysokoodporového konstantanového drátu, jehož konce jsou připájeny do měděných pásků. Délka bočníku se volí při kalibraci ampérmetru. Vzal jsem drát z bočníku vypálené zkoušečky spínačů. Jeden konec měděných pásků je připájen přímo ke kladné výstupní svorce, na druhý pásek, vycházející z kontaktů relé P3, je připájen silný vodič. Žluté a červené vodiče jdou k ukazovacímu zařízení ze bočníku.
Deska automatizace nabíječky
Obvod pro automatickou regulaci a ochranu proti chybnému připojení akumulátoru k nabíječce je připájen na plošném spoji z fóliového sklolaminátu.
Fotografie ukazuje vzhled sestaveného obvodu. Vzor plošného spoje obvodu automatického řízení a ochrany je jednoduchý, otvory jsou vyrobeny s roztečí 2,5 mm.
Na fotografii výše pohled na plošný spoj z instalační strany dílů s červeně označenými díly. Takový výkres je vhodný při sestavování desky s plošnými spoji.
Výše uvedený nákres PCB se bude hodit při výrobě pomocí technologie laserové tiskárny.
A tento výkres desky s plošnými spoji je užitečný při ručním nanášení proudových drah desky s plošnými spoji.
Stupnice ručkového přístroje milivoltmetru V3-38 nevyhovovala požadovaným měřením, musel jsem si na počítači nakreslit vlastní verzi, vytisknout ji na tlustý bílý papír a moment přilepit lepidlem na standardní stupnici.
Vzhledem k většímu měřítku a kalibraci přístroje v oblasti měření byla přesnost odečítání napětí 0,2V.
Vodiče pro připojení AZU k baterii a síťovým svorkám
Na vodičích pro připojení autobaterie k nabíječce jsou na jedné straně instalovány krokosvorky a na druhé straně dělené hroty. Pro připojení kladného pólu baterie je vybrán červený vodič, pro připojení záporného pólu je vybrán modrý vodič. Průřez vodičů pro připojení baterie k zařízení musí být alespoň 1 mm2.
Nabíječka se připojuje k elektrické síti pomocí univerzálního kabelu se zástrčkou a zásuvkou, jak se používá pro připojení počítačů, kancelářské techniky a dalších elektrospotřebičů.
O součástkách nabíječky
Je použit výkonový transformátor T1 typu TN61-220, jehož sekundární vinutí jsou zapojena do série, jak je znázorněno na schématu. Vzhledem k tomu, že účinnost nabíječky je minimálně 0,8 a nabíjecí proud obvykle nepřesahuje 6 A, postačí jakýkoli 150wattový transformátor. Sekundární vinutí transformátoru by mělo poskytovat napětí 18-20 V při zatěžovacím proudu až 8 A. Pokud není hotový transformátor, můžete vzít jakýkoli vhodný výkon a převinout sekundární vinutí. Počet závitů sekundárního vinutí transformátoru můžete vypočítat pomocí speciální kalkulačky.
Kondenzátory C4-C9 typu MBGCH pro napětí minimálně 350 V. Lze použít kondenzátory libovolného typu určené pro provoz ve střídavých obvodech.
Diody VD2-VD5 jsou vhodné pro jakýkoli typ, dimenzované na proud 10 A. VD7, VD11 - libovolný pulzní křemík. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 a VD13 libovolné, snášející proud 1 A. LED VD1 - libovolná, použil jsem VD9 typ KIPD29. Charakteristickým rysem této LED je, že mění barvu svitu při přepólování připojení. K jeho sepnutí slouží kontakty K1.2 relé P1. Při nabíjení hlavního proudu svítí LED žlutě a při přepnutí do režimu nabíjení baterie svítí zeleně. Místo binární LED můžete nainstalovat libovolné dvě jednobarevné LED tak, že je zapojíte podle níže uvedeného schématu.
Jako operační zesilovač byl zvolen KR1005UD1, obdoba zahraničního AN6551. Takové zesilovače byly použity ve zvukové a video jednotce ve videorekordéru VM-12. Zesilovač je dobrý, protože nepotřebuje dva polární zdroje, korekční obvody a zůstává provozuschopný s napájecím napětím 5 až 12 V. Můžete jej nahradit téměř jakýmkoli podobným. Dobře se hodí pro výměnu mikroobvodů, například LM358, LM258, LM158, ale mají jiné číslování kolíků a budete muset provést změny v návrhu desky s plošnými spoji.
Relé P1 a P2 jsou libovolná pro napětí 9-12 V a kontakty určené pro spínaný proud 1 A. R3 pro napětí 9-12 V a spínací proud 10 A, například RP-21-003. Pokud je v relé několik skupin kontaktů, je vhodné je pájet paralelně.
Spínač S1 libovolného typu, určený pro provoz při napětí 250 V a mající dostatečný počet spínacích kontaktů. Pokud nepotřebujete krok regulace proudu 1 A, můžete dát několik páčkových přepínačů a nastavit nabíjecí proud, řekněme 5 A a 8 A. Pokud nabíjíte pouze autobaterie, pak je toto rozhodnutí plně oprávněné. Přepínač S2 slouží k deaktivaci systému řízení úrovně nabití. Pokud je baterie nabíjena vysokým proudem, systém může fungovat ještě před úplným nabitím baterie. V takovém případě můžete systém vypnout a pokračovat v nabíjení v manuálním režimu.
Vhodná je jakákoliv elektromagnetická hlavice pro měřič proudu a napětí s celkovou odchylkou proudu 100 μA, např. typ M24. Pokud není potřeba měřit napětí, ale pouze proud, můžete nainstalovat hotový ampérmetr, určený pro maximální konstantní měřicí proud 10 A, a ovládat napětí externím číselníkem nebo multimetrem připojením k kontakty baterie.
Nastavení jednotky automatického nastavení a ochrany AZU
Při bezchybné montáži desky a provozuschopnosti všech radiových prvků bude obvod fungovat okamžitě. Zbývá pouze nastavit práh napětí pomocí rezistoru R5, po jehož dosažení se nabíjení baterie přepne do režimu nabíjení nízkým proudem.
Nastavení lze provést přímo během nabíjení baterie. Ale přesto je lepší se ujistit a zkontrolovat a nastavit automatický řídicí a ochranný obvod AZU před jeho instalací do pouzdra. K tomu potřebujete stejnosměrný zdroj, který má schopnost regulovat výstupní napětí v rozsahu od 10 do 20 V, určený pro výstupní proud 0,5-1 A. Z měřicích přístrojů budete potřebovat jakýkoliv voltmetr , zkoušečka nebo multimetr určený pro měření stejnosměrného napětí, s limitem měření 0 až 20 V.
Kontrola regulátoru napětí
Po osazení všech dílů na plošný spoj je potřeba na společný vodič (mínus) a pin 17 čipu DA1 (plus) přivést napájecí napětí 12-15 V ze zdroje. Změnou napětí na výstupu napájecího zdroje z 12 na 20 V se musíte pomocí voltmetru přesvědčit, že napětí na výstupu 2 čipu regulátoru napětí DA1 je 9 V. Pokud se napětí liší nebo mění, pak DA1 je vadný.
Mikroobvody řady K142EN a analogy mají ochranu proti zkratu na výstupu a pokud je jeho výstup zkratován na společný vodič, mikroobvod vstoupí do ochranného režimu a neselže. Pokud test ukázal, že napětí na výstupu mikroobvodu je 0, pak to vždy neznamená, že nefunguje správně. Je docela možné, že mezi drahami plošného spoje je zkrat, nebo je vadný některý z rádiových prvků zbytku obvodu. Pro kontrolu mikroobvodu stačí odpojit jeho výstup 2 od desky, a pokud se na něm objeví 9 V, pak mikroobvod funguje a je nutné najít a odstranit zkrat.
Kontrola systému přepěťové ochrany
Princip fungování obvodu jsem se rozhodl začít popisovat jednodušší částí obvodu, na kterou nejsou kladeny přísné normy pro odezvové napětí.
Funkci odpojení AZU od sítě v případě odpojení baterie plní část obvodu sestavená na operačním diferenciálním zesilovači A1.2 (dále jen OU).
Princip činnosti operačního diferenciálního zesilovače
Bez znalosti principu fungování operačního zesilovače je obtížné pochopit fungování obvodu, proto uvedu stručný popis. OU má dva vstupy a jeden výstup. Jeden ze vstupů, který je na schématu označen znaménkem „+“, se nazývá neinvertující a druhý vstup, který je označen znaménkem „-“ nebo kroužkem, se nazývá invertující. Slovo diferenciální operační zesilovač znamená, že napětí na výstupu zesilovače závisí na rozdílu napětí na jeho vstupech. V tomto obvodu je operační zesilovač zapnut bez zpětné vazby, v režimu komparátoru - porovnání vstupních napětí.
Pokud se tedy napětí na jednom ze vstupů nezmění a na druhém se změní, pak v okamžiku přechodu přes bod rovnosti napětí na vstupech se napětí na výstupu zesilovače náhle změní.
Kontrola přepěťového ochranného obvodu
Vraťme se ke schématu. Neinvertující vstup zesilovače A1.2 (pin 6) je připojen k napěťovému děliči shromážděnému na rezistorech R13 a R14. Tento dělič je připojen na stabilizované napětí 9 V a proto se napětí v místě připojení rezistorů nikdy nemění a je 6,75 V. Druhý vstup operačního zesilovače (vývod 7) je připojen k druhému děliči napětí, sestavené na rezistorech R11 a R12. Tento dělič napětí je připojen ke sběrnici, která vede nabíjecí proud, a napětí na něm se mění v závislosti na velikosti proudu a stavu nabití baterie. Proto se odpovídajícím způsobem změní i hodnota napětí na pinu 7. Odpory děliče se volí tak, že když se nabíjecí napětí baterie změní z 9 na 19 V, napětí na kolíku 7 bude menší než na kolíku 6 a napětí na výstupu operačního zesilovače (kolík 8) bude vyšší. než 0,8 V a blízko napájecího napětí operačního zesilovače. Tranzistor se rozepne, napětí bude přivedeno na vinutí relé P2 a sepne kontakty K2.1. Výstupní napětí také uzavře diodu VD11 a rezistor R15 se nebude podílet na činnosti obvodu.
Jakmile nabíjecí napětí překročí 19 V (to se může stát pouze při odpojení baterie od výstupu AZU), napětí na kolíku 7 bude větší než na kolíku 6. V tomto případě bude napětí na výstupu op. -amp náhle klesne na nulu. Tranzistor se sepne, relé ztratí napájení a rozpojí se kontakty K2.1. Napájecí napětí do RAM bude přerušeno. V okamžiku, kdy napětí na výstupu operačního zesilovače klesne na nulu, otevře se dioda VD11 a tím se R15 připojí paralelně k R14 děliče. Napětí na pinu 6 se okamžitě sníží, což eliminuje falešné pozitivy v okamžiku rovnosti napětí na vstupech operačního zesilovače v důsledku vlnění a šumu. Změnou hodnoty R15 můžete změnit hysterezi komparátoru, tedy napětí, při kterém se obvod vrátí do původního stavu.
Po připojení baterie k RAM se napětí na pinu 6 opět nastaví na 6,75 V a na pinu 7 bude menší a obvod začne normálně fungovat.
Pro kontrolu činnosti obvodu stačí změnit napětí na zdroji z 12 na 20 V a připojením voltmetru místo relé P2 sledovat jeho hodnoty. Když je napětí menší než 19 V, voltmetr by měl ukazovat napětí 17-18 V (část napětí klesne přes tranzistor) a při vyšší hodnotě - nula. Stále je vhodné připojit vinutí relé k obvodu, pak bude zkontrolována nejen činnost obvodu, ale také jeho výkon a kliknutím na relé bude možné ovládat činnost automatiky bez voltmetru.
Pokud obvod nefunguje, musíte zkontrolovat napětí na vstupech 6 a 7, na výstupu operačního zesilovače. Pokud se napětí liší od výše uvedených napětí, musíte zkontrolovat hodnoty odporů příslušných děličů. Pokud dělicí odpory a dioda VD11 fungují, pak je operační zesilovač vadný.
Pro kontrolu obvodu R15, D11 stačí vypnout jeden ze závěrů těchto prvků, obvod bude fungovat, pouze bez hystereze, to znamená zapnout a vypnout při stejném napětí dodávaném ze zdroje. Tranzistor VT12 lze snadno zkontrolovat odpojením jedné ze svorek R16 a sledováním napětí na výstupu operačního zesilovače. Pokud se napětí na výstupu operačního zesilovače mění správně a relé je neustále zapnuto, dochází k poruše mezi kolektorem a emitorem tranzistoru.
Kontrola vypínacího obvodu baterie, když je plně nabitá
Princip činnosti operačního zesilovače A1.1 se neliší od činnosti A1.2, s výjimkou schopnosti měnit prahovou hodnotu napětí pomocí ladicího rezistoru R5.
Pro kontrolu činnosti A1.1 se napájecí napětí dodávané ze zdroje postupně zvyšuje a snižuje v rozmezí 12-18 V. Když napětí dosáhne 15,6 V, relé P1 by se mělo vypnout a kontakty K1.1 přepnou AZU na nízký proud nabíjecí režim přes kondenzátor C4. Při poklesu napětí pod 12,54 V by se mělo relé sepnout a přepnout AZU do nabíjecího režimu proudem dané hodnoty.
Prahové spínací napětí 12,54 V lze upravit změnou hodnoty odporu R9, není to však nutné.
Pomocí spínače S2 je možné vypnout automatický provoz přímým sepnutím relé P1.
Obvod nabíječky kondenzátoru
bez automatického vypnutí
Pro ty, kteří nemají dostatečné zkušenosti se sestavováním elektronických obvodů nebo nepotřebují automaticky vypínat nabíječku na konci nabíjení baterie, nabízím zjednodušenou verzi zařízení pro nabíjení kyselých autobaterií. Charakteristickým rysem obvodu je jeho jednoduchost pro opakování, spolehlivost, vysoká účinnost a stabilní nabíjecí proud, ochrana proti nesprávnému připojení baterie, automatické pokračování nabíjení v případě výpadku proudu.
Princip stabilizace nabíjecího proudu zůstal nezměněn a je zajištěn zapojením bloku kondenzátorů C1-C6 do série se síťovým transformátorem. K ochraně před přepětím na vstupním vinutí a kondenzátorech se používá jeden z párů normálně otevřených kontaktů relé P1.
Při nepřipojeném akumulátoru jsou kontakty relé P1 K1.1 a K1.2 rozpojené a i když je nabíječka připojena k síti, do obvodu neteče proud. Totéž se stane, pokud baterii připojíte omylem v polaritě. Při správném připojení baterie proud z ní teče přes diodu VD8 do vinutí relé P1, relé se aktivuje a jeho kontakty K1.1 a K1.2 se sepnou. Přes uzavřené kontakty K1.1 je síťové napětí přiváděno do nabíječky a přes K1.2 je přiváděn nabíjecí proud do baterie.
Na první pohled se zdá, že kontakty relé K1.2 nejsou potřeba, ale pokud tam nejsou, pokud je baterie omylem připojena, proud poteče z kladné svorky baterie přes zápornou svorku nabíječky, pak přes diodový můstek a poté přímo na záporný pól baterie a diod selže paměťový můstek.
Navržený jednoduchý obvod pro nabíjení baterií je snadno uzpůsoben pro nabíjení baterií 6 V nebo 24 V. Stačí vyměnit relé P1 za odpovídající napětí. Pro nabíjení 24V baterií je nutné zajistit výstupní napětí ze sekundárního vinutí transformátoru T1 minimálně 36V.
V případě potřeby může být obvod jednoduché nabíječky doplněn o zařízení pro indikaci nabíjecího proudu a napětí, které se zapíná jako v obvodu automatické nabíječky.
Jak nabíjet autobaterii
automatická vlastní paměť
Před nabíjením je třeba baterii vyjmutou z vozu očistit od nečistot a otřít vodným roztokem sody, aby se odstranily zbytky kyseliny. Pokud je na povrchu kyselina, pak vodný roztok sody pění.
Pokud má baterie zátky pro plnění kyseliny, pak je nutné všechny zátky odšroubovat, aby plyny vznikající v baterii při nabíjení mohly volně unikat. Nezapomeňte zkontrolovat hladinu elektrolytu, a pokud je nižší, než je požadováno, přidejte destilovanou vodu.
Dále je potřeba pomocí přepínače S1 na nabíječce nastavit hodnotu nabíjecího proudu a připojit baterii s dodržením polarity (kladný pól baterie musí být spojen s kladným pólem nabíječky) na její svorky. Pokud je přepínač S3 v dolní poloze, pak šipka zařízení na nabíječce okamžitě ukáže napětí, které baterie produkuje. Zbývá zasunout napájecí kabel do zásuvky a začne proces nabíjení baterie. Voltmetr již začne ukazovat nabíjecí napětí.
Dlouhodobý provoz vozu vede k tomu, že alternátor přestane dobíjet baterii. Výsledkem je, že auto již nenastartuje. K oživení vozu potřebujete nabíječku. Olověné baterie jsou navíc vysoce citlivé na teploty. Proto mohou nastat problémy s jejich prací, pokud je teplota za oknem pod nulou.
Nabíječka do auta není nijak zvlášť technicky složitá. K jeho sestavení nepotřebujete mít žádné vysoce specializované znalosti, dostatek vytrvalosti a umu. Samozřejmě budou potřeba určité díly, ale dají se snadno koupit na rádiovém trhu za téměř nic.
Různé nabíječky pro auta
Věda nestojí na místě. Technologie se vyvíjí neuvěřitelnou rychlostí, není divu, že trafo nabíječky postupně mizí z trhu a nahrazují je pulzní a automatické nabíječky.
Pulzní nabíječka do auta má kompaktní rozměry. Jeho snadné použití a na rozdíl od typu transformátoru poskytují zařízení této třídy plné nabití baterie. Proces nabíjení probíhá ve dvou fázích: nejprve při konstantním napětí, poté při proudu. Návrh se skládá ze stejného typu schémat.
Automatická nabíječka do auta se liší extrémní jednoduchostí ovládání. Ve skutečnosti se jedná o multifunkční diagnostické centrum, jehož vlastní montáž je extrémně náročná.
Nejpokročilejší zařízení této třídy vás upozorní signálem na nesprávné připojení pólů. Navíc se napájení ani nespustí. Není možné ignorovat diagnostické funkce zařízení. Je schopen měřit kapacitu baterie a dokonce i úroveň nabití.
V elektrických obvodech je časovač. Automatická nabíječka pro automobily vám proto umožňuje nabíjet různé typy:
- kompletní,
- rychle,
- obnovující.
Jakmile automatická nabíječka do auta dokončí nabíjení, ozve se pípnutí a napájení se automaticky zastaví.
Tři způsoby, jak vyrobit vlastní nabíječku do auta
Jak provést nabíjení z počítačové jednotky
Staré počítače nejsou neobvyklé. Někdo je vynechává z nostalgie, jiný čeká, že někde použijí provozuschopné komponenty. Pokud doma nemáte starý stolní počítač, nevadí. Z druhé ruky napájecí zdroj lze zakoupit za 200-300 rublů.
Zdroje ze stolních počítačů jsou ideální pro tvorbu jakýchkoli nabíječek. Jako řadič je zde použit čip TL494 nebo jemu podobný KA7500.
Napájecí zdroj pro nabíječku musí být 150 W nebo více. Všechny vodiče ze zdrojů -5, -12, +5, +12 V jsou připájeny. Totéž se provádí s rezistorem R1. Je potřeba jej vyměnit za ladicí odpor. V tomto případě by hodnota druhého měla být 27 ohmů.
Obsluha nabíječky do auta ze zdroje je extrémně jednoduchá. Napětí ze sběrnice označené +12 V je přenášeno na horní výstup. Zároveň jsou závěry 14 a 15 jednoduše oříznuty z důvodu jejich zbytečnosti.
Důležité! Jediný závěr, který zbývá, je šestnáctý. Přiléhá k hlavnímu vodiči. Musí se však vypnout.
Na zadní stěnu napájecího zdroje by měl být instalován potenciometr-regulátor R10. Je také nutné přeskočit dvě šňůry: jednu pro připojení svorek, druhou pro síť. Kromě toho musíte připravit blok rezistorů. Umožní vám provádět úpravy.
K vytvoření výše uvedeného bloku budete potřebovat dva odpory pro měření proudu. Nejlepší je použít 5W8R2J. Výkon 5 wattů stačí. Odpor bloku bude 0,1 ohmu a celkový výkon bude 10 wattů.
K nastavení potřebujete ladicí odpor. Je připevněn ke stejné desce. Část vytištěné stopy je předběžně odstraněna. Tím se odstraní možnost komunikace mezi pouzdrem a hlavním obvodem a také se výrazně zvýší bezpečnost autonabíječky.
Před jako pájet závěry 1, 14-16, musí se nejprve pocínovat. Spletené tenké dráty jsou připájeny. Plné nabití je určeno napětím naprázdno. Standardní interval je 13,8-14,2 V.
Plné nabití se nastavuje proměnným rezistorem. Důležité je, aby byl potenciometr R10 zároveň ve střední poloze. Pro připojení výstupu ke svorkám jsou na koncích instalovány speciální svorky. Nejlepší je použít typ „krokodýl“.
Izolační trubky svorek musí být vyrobeny v různých barvách. Tradičně je červená plus, modrá mínus. Ale můžete si vybrat jakékoli barvy, které se vám líbí. Není to podstatné.
Důležité! Pokud zapletete vodiče, zařízení se poškodí.
Chcete-li ušetřit čas a peníze při montáži nabíječky do auta, můžete z návrhu vyloučit volt a ampérmetr. Počáteční proud lze nastavit pomocí potenciometru R10. Doporučená hodnota 5,5 a 6,5 A.
Nabíječka z adaptéru
Nejlepší možností pro výrobu nabíječky do auta by byl 12voltový adaptér. Při výběru napětí ale musíte nejprve zvážit parametry baterie.
Drát adaptéru musí být na konci odříznut a odkryt. Pro pohodlnou práci bude stačit přibližně 5-7 centimetrů. Musí být položeny dráty s opačným nábojem ve vzdálenosti 40 centimetrů od sebe. Na konec každého se nasadí „krokodýl“.
Svorky jsou zapojeny do série k baterii. Plus do plusu, mínus do mínusu. Poté už jen stačí zapnout adaptér. Toto je jeden z nejjednodušších způsobů, jak vytvořit nabíječku do auta vlastními rukama.
Důležité! Během procesu nabíjení se musíte ujistit, že se baterie nepřehřívá. Pokud k tomu dojde, musí být proces okamžitě přerušen, aby nedošlo k poškození baterie.
Vše geniální je jednoduché aneb nabíječka do auta od žárovky a diody
Vše, co potřebujete k vytvoření této nabíječky, najdete doma. Hlavním prvkem designu bude obyčejná žárovka. Jeho výkon by přitom neměl přesáhnout 200 wattů.
Důležité! Čím více energie, tím rychleji se baterie nabije.
Při nabíjení je třeba dávat pozor. Nenabíjejte nízkokapacitní baterii 200wattovou žárovkou. S největší pravděpodobností to povede k tomu, že se jen uvaří. Existuje jednoduchý výpočetní vzorec, který vám pomůže vybrat optimální příkon žárovky pro vaši baterii.
Dále budete potřebovat polovodičovou diodu, která povede elektřinu pouze jedním směrem. Lze jej vyrobit z běžné nabíječky notebooku. Konečným prvkem návrhu bude drát se svorkami a zástrčkou.
Při vytváření nabíječky do auta je velmi důležité dodržovat bezpečnostní pravidla. Nejprve vždy vypněte obvod ze sítě, než se dotknete jednoho z prvků rukou. Za druhé, všechny kontakty musí být pečlivě izolovány. Neměly by tam být žádné obnažené dráty.
Při sestavování obvodu jsou všechny prvky zapojeny do série: lampa, dioda, baterie. Aby bylo vše správně zapojeno, je důležité znát polaritu diody. Pro větší bezpečnost používejte gumové rukavice.
Při sestavování obvodu věnujte zvláštní pozornost diodě. Obvykle má šipku, která se dívá na plus. Protože prochází elektřina pouze jedním směrem, je to nesmírně důležité. Pro kontrolu polarity svorek můžete použít tester.
Pokud je vše správně nastaveno a zapojeno, světlo bude hořet v polovině kanálu. Pokud nesvítí, udělali jste něco špatně nebo je baterie zcela vybitá.
Samotný proces nabíjení trvá cca 6-8 hodin. Po uplynutí této doby musí být autonabíječka odpojena od sítě, aby nedošlo k přehřátí baterie.
Pokud naléhavě potřebujete dobít baterii, lze proces urychlit. Hlavní je, že dioda je dostatečně výkonná. Budete také potřebovat ohřívač. Všechny prvky jsou spojeny v jednom řetězci. Účinnost tohoto způsobu nabíjení je pouze 1 %, ale rychlost je mnohonásobně vyšší.
Výsledek
Nejjednodušší nabíječku do auta lze sestavit vlastníma rukama za pár hodin. Sada potřebných materiálů se přitom najde v každé domácnosti. Složitější zařízení vyžadují více času na vytvoření, ale mají zvýšenou spolehlivost a dobrou úroveň zabezpečení.
Majitelé aut se často potýkají s problémem vybití baterie. Pokud k tomu dojde daleko od čerpacích stanic, autobazarů a čerpacích stanic, můžete si zařízení pro nabíjení baterie vyrobit sami z dostupných dílů. Zvažte, jak vyrobit nabíječku pro autobaterii vlastníma rukama, s minimálními znalostmi o elektrické práci.
Takové zařízení se nejlépe používá pouze v kritických situacích. Pokud jste však obeznámeni s elektrotechnikou, elektrickými a požárními bezpečnostními pravidly, máte dovednosti v oblasti elektrických měření a instalačních prací, domácí nabíječka může nahradit tovární jednotku.
Příčiny a příznaky vybití baterie
Během provozu baterie, když motor běží, se baterie neustále dobíjí z generátoru automobilu. Proces nabíjení můžete zkontrolovat připojením multimetru na svorky baterie při běžícím motoru, měřením nabíjecího napětí autobaterie. Nabíjení je považováno za normální, pokud je napětí na svorkách mezi 13,5 a 14,5 volty.
Pro plné nabití je potřeba ujet s autem alespoň 30 kilometrů, tedy zhruba půl hodiny v městském rytmu provozu.
Napětí normálně nabité baterie během parkování by mělo být alespoň 12,5 V. V případě, že je napětí nižší než 11,5 voltů, motor auta nemusí během startování naskočit. Příčiny vybití baterie:
- Baterie má značné opotřebení ( více než 5 let provozu);
- nesprávné použití baterie, což vede k sulfataci desek;
- dlouhodobé parkování vozidla, zejména v chladném období;
- městský rytmus pohybu auta s častými zastávkami, když baterie nemá dostatek času na nabití;
- nevypnuté elektrické spotřebiče vozu při parkování;
- poškození elektrického vedení a vybavení vozidla;
- elektrický únik.
Mnoho majitelů automobilů v sadě palubního nářadí nemá prostředky pro měření napětí baterie ( voltmetr, multimetr, sonda, skener). V tomto případě vás mohou vést nepřímé známky vybití baterie:
- tlumené svícení světel na palubní desce při zapnutí zapalování;
- nedostatek otáčení startéru při startování motoru;
- hlasité cvaknutí v oblasti startéru, kontrolky na palubní desce zhasnou při startu;
- úplná absence reakce vozu na zapalování.
Pokud se tyto příznaky objeví, je nutné nejprve zkontrolovat svorky baterie, v případě potřeby je vyčistit a dotáhnout. V chladném období můžete zkusit baterii přenést na chvíli do teplé místnosti a zahřát ji.
Můžete zkusit „rozsvítit“ auto z jiného auta. Pokud tyto metody nepomohou nebo jsou nemožné, musíte použít nabíječku.
Univerzální nabíječka s vlastními rukama. Video:
Princip fungování
Většina zařízení nabíjí baterie konstantními nebo pulzními proudy. Kolik ampérů je potřeba k nabití autobaterie? Nabíjecí proud se volí rovný jedné desetině kapacity baterie. Při kapacitě 100 A * h bude nabíjecí proud autobaterie 10 ampér. Úplné nabití baterie bude trvat asi 10 hodin.
Nabíjení autobaterie vysokými proudy může vést k procesu sulfatace. Abyste tomu zabránili, je lepší nabíjet baterii nízkými proudy, ale po delší dobu.
Pulzní přístroje výrazně snižují účinek sulfatace. Některé pulzní nabíječky mají režim desulfatace, který umožňuje obnovit výkon baterie. Spočívá v sekvenčním nabíjení-vybíjení pulzními proudy podle speciálního algoritmu.
Při nabíjení baterie nedovolte přebíjení. Může vést k varu elektrolytu, sulfataci desek. Je nutné, aby zařízení mělo vlastní systém ovládání, měření parametrů a nouzového vypnutí.
Od roku 2000 byly do automobilů instalovány speciální typy baterií: AGM a gelové. Nabíjení těchto typů autobaterií je jiné než běžné.
Zpravidla je třístupňová. Do určité úrovně jde náboj velkým proudem. Poté proud klesá. Ke konečnému nabití dochází ještě menšími pulzními proudy.
Nabíjení autobaterie doma
V praxi jízdy často nastává situace, kdy se po večerním zaparkování auta u domu ráno ukáže, že je baterie vybitá. Co se dá dělat v takové situaci, když není po ruce žádná páječka, žádné detaily, ale musíte začít?
Na baterii většinou zůstává malá kapacita, stačí ji trochu „přitáhnout“, aby byla dostatečná kapacita pro nastartování motoru. V tomto případě může pomoci napájecí zdroj z některého vybavení domácnosti nebo kanceláře, například notebooku.
Nabíjení ze zdroje notebooku
Napětí, které zdroj notebooku produkuje, bývá 19 voltů, proud do 10 ampér. To stačí k nabití baterie. Je ale NEMOŽNÉ přímo připojit napájení k baterii. Do nabíjecího obvodu je nutné zařadit omezovací rezistor sériově. Jak to snese autožárovka, lepší pro osvětlení interiéru. Lze jej zakoupit na nejbližší čerpací stanici.
Střední kolík konektoru je obvykle kladný. Je k němu připojena žárovka. + baterie je připojena na druhý výstup žárovky.
Záporná svorka je připojena k záporné svorce napájecího zdroje. Napájecí zdroj má obvykle štítek s vyznačením polarity konektoru. Pár hodin nabíjení tímto způsobem stačí k nastartování motoru.
Schéma jednoduché nabíječky pro autobaterii.
Nabíjení z domácí sítě
Extrémnější způsob nabíjení je přímo z domácí zásuvky. Používá se pouze v kritické situaci s použitím maximálních elektrických bezpečnostních opatření. K tomu potřebujete osvětlovací lampu ( ne úspora energie).
Místo toho můžete použít elektrický sporák. Dále je potřeba zakoupit usměrňovací diodu. Takovou diodu si lze „vypůjčit“ z vadné energeticky úsporné žárovky. V této době, napětí dodávané do bytu, je lepší odpojit. Schéma je znázorněno na obrázku.
Nabíjecí proud s výkonem lampy 100 wattů bude přibližně 0,5 A. Přes noc se baterie dobije jen o několik ampérhodin, ale pro spuštění to může stačit. Pokud zapojíte tři lampy paralelně, baterie se nabije třikrát více. Pokud místo žárovky připojíte elektrický sporák ( na nejnižší výkon), pak se doba nabíjení výrazně zkrátí, ale to je velmi nebezpečné. Navíc může prorazit dioda, pak je možný zkrat baterie. Způsoby nabíjení z 220V jsou nebezpečné.
Nabíjení autobaterií vlastníma rukama. Video:
Domácí nabíječka autobaterií
Než si vyrobíte nabíječku pro autobaterii, měli byste zhodnotit své zkušenosti s elektroinstalací, znalosti elektrotechniky, na základě toho přistoupit k výběru nabíjecího obvodu pro autobaterii.
Můžete se podívat do garáže, mohou tam být stará zařízení nebo bloky. Pro zařízení je vhodné napájení ze starého počítače. Má téměř vše:
- zásuvka 220 V;
- vypínač;
- elektrické schéma;
- větrák;
- spojovacích vodičů.
Napětí na něm jsou standardní: +5 V, -12 V a +12 V. Pro nabíjení baterie je lepší použít vodič +12 V, 2 A. Výstupní napětí musí být zvýšeno na úroveň +14,5 - +15,0 voltů. To lze obvykle provést změnou hodnoty odporu v obvodu zpětné vazby ( asi 1 kiloohm).
Omezovací odpor nelze nastavit, elektronický obvod nezávisle upraví nabíjecí proud v rozsahu 2 ampér. Je snadné spočítat, že úplné nabití 50 Ah baterie bude trvat asi den. Vzhled zařízení.
Na bleším trhu si můžete vyzvednout nebo koupit síťový transformátor s napětím sekundárního vinutí 15 až 30 voltů. Ty se používaly ve starých televizorech.
Transformátorová zařízení
Nejjednodušší schéma zařízení s transformátorem.
Jeho nevýhodou je nutnost omezení proudu ve výstupním obvodu a s tím spojené velké výkonové ztráty a zahřívání rezistorů. Proto se k regulaci proudu používají kondenzátory.
Teoreticky, výpočtem hodnoty kondenzátoru, nemůžete použít výkonový transformátor, jak je znázorněno na obrázku.
Při nákupu kondenzátorů byste měli zvolit odpovídající hodnocení s napětím 400 V nebo více.
V praxi se většího využití dočkala zařízení s regulací proudu.
Můžete si vybrat schémata impulzních podomácku vyrobených nabíječek pro autobaterii. Jsou to složitější obvody, vyžadují určité dovednosti při instalaci. Proto, pokud nemáte speciální dovednosti, je lepší koupit tovární blok.
Pulzní nabíječky
Pulzní nabíječky mají řadu výhod:
Princip činnosti pulzních zařízení je založen na přeměně střídavého napětí domácí elektrické sítě na konstantní pomocí sestavy diod VD8. Stejnosměrné napětí se pak převádí na impulsy o vysoké frekvenci a amplitudě. Pulzní transformátor T1 opět převádí signál na konstantní napětí, které nabíjí baterii.
Protože se zpětná konverze provádí při vysoké frekvenci, jsou rozměry transformátoru mnohem menší. Zpětnou vazbu nutnou pro řízení parametrů nabíjení zajišťuje optočlen U1.
Přes zdánlivou složitost zařízení, při správné montáži, jednotka začne pracovat bez dalšího nastavování. Takové zařízení poskytuje nabíjecí proud až 10 ampér.
Při nabíjení baterie pomocí domácího zařízení musíte:
- umístěte zařízení a baterii na nevodivý povrch;
- splňují požadavky na elektrickou bezpečnost používejte rukavice, gumovou podložku, elektricky izolované nářadí);
- nenechávejte nabíječku zapnutou delší dobu bez kontroly, sledujte napětí a teplotu baterie a nabíjecí proud.
Nyní nemá smysl sestavovat nabíječku pro autobaterie sami: v obchodech je obrovský výběr hotových zařízení, jejich ceny jsou rozumné. Nezapomínejme však, že je hezké dělat něco užitečného vlastníma rukama, zejména proto, že jednoduchou nabíječku pro autobaterii lze sestavit z improvizovaných dílů a její cena bude cent.
Jediné, na co je třeba hned upozornit, je, že pro nabíjení pouze olověných akumulátorů jsou vhodné obvody bez přesného nastavení proudu a výstupního napětí, které nemají proudový výřez na konci nabíjení. AGM a používání takových nabíječek poškozuje baterii!
Jak vyrobit jednoduché transformátorové zařízení
Obvod této nabíječky z transformátoru je primitivní, ale zpracovatelný a je sestaven z dostupných dílů - tovární nabíječky nejjednoduššího typu jsou navrženy stejným způsobem.
V jádru se jedná o celovlnný usměrňovač, proto požadavky na transformátor: protože napětí na výstupu takových usměrňovačů se rovná jmenovitému střídavému napětí vynásobenému odmocninou ze dvou, pak při 10 V na vinutí transformátoru dostane 14,1 V na výstupu nabíječky. Libovolný diodový můstek se odebírá se stejnosměrným proudem větším než 5 ampér nebo může být sestaven ze čtyř samostatných diod a je vybrán měřicí ampérmetr se stejnými požadavky na proud. Hlavní věcí je umístit jej na radiátor, což je v nejjednodušším případě hliníková deska o ploše alespoň 25 cm2.
Primitivnost takového zařízení není jen mínus: vzhledem k tomu, že nemá ani nastavení, ani automatické vypnutí, lze jej použít k „resuscitaci“ sulfatovaných baterií. Nesmíme ale zapomenout na chybějící ochranu proti přepólování v tomto obvodu.
Hlavním problémem je, kde najít transformátor vhodného výkonu (alespoň 60 W) a s daným napětím. Lze použít, pokud se objeví sovětský žhavící transformátor. Jeho výstupní vinutí však mají napětí 6,3V, takže budete muset zapojit dvě do série, jedno z nich rozvinout tak, abyste na výstupu dostali celkem 10V. Vhodný je levný transformátor TP207-3, ve kterém jsou sekundární vinutí zapojena takto:
Současně odvíjíme vinutí mezi vývody 7-8.
Jednoduchá elektronická nabíječka
Bez převíjení se však obejdete doplněním obvodu o elektronický regulátor výstupního napětí. Kromě toho bude takové schéma pohodlnější v garážových aplikacích, protože vám umožní upravit nabíjecí proud při poklesech napájecího napětí, v případě potřeby se používá také pro autobaterie s malou kapacitou.
Roli regulátoru zde plní kompozitní tranzistor KT837-KT814, proměnný rezistor reguluje proud na výstupu zařízení. Při sestavování náboje lze zenerovu diodu 1N754A nahradit sovětskou D814A.
Obvod regulované nabíječky se snadno opakuje a lze jej snadno sestavit povrchovou montáží bez nutnosti leptání DPS. Mějte však na paměti, že tranzistory s efektem pole jsou umístěny na radiátoru, jehož zahřívání bude patrné. Výhodnější je použít starý počítačový chladič připojením jeho ventilátoru k vývodům nabíječky. Rezistor R1 musí mít výkon alespoň 5 W, jednodušší je navinout jej z nichromu nebo fechralu vlastními silami nebo zapojit paralelně 10 jednowattových rezistorů 10 ohmů. Nemůžete to dát, ale nesmíme zapomenout, že chrání tranzistory v případě zkratu.
Při výběru transformátoru se zaměřte na výstupní napětí 12,6-16V, vezměte buď žhavící transformátor zapojením dvou vinutí do série, nebo vyberte hotový model s požadovaným napětím.
Video: Nejjednodušší nabíječka baterií
Změna nabíječky z notebooku
Pokud však máte po ruce nepotřebnou nabíječku na notebook, obejdete se bez hledání transformátoru - jednoduchou úpravou získáme kompaktní a lehký spínaný zdroj, který dokáže nabíjet autobaterie. Vzhledem k tomu, že potřebujeme získat na výstupu napětí 14,1-14,3 V, nebude fungovat žádný hotový zdroj, ale převod je jednoduchý.
Podívejme se na část typického schématu, podle kterého jsou zařízení tohoto druhu sestavena:
Udržování stabilizovaného napětí je v nich prováděno obvodem z mikroobvodu TL431, který řídí optočlen (není na schématu znázorněn): jakmile výstupní napětí překročí hodnotu nastavenou odpory R13 a R12, mikroobvod se rozsvítí LED optočlenu, informuje PWM regulátor převodníku o signálu ke snížení pracovního cyklu přiváděného do pulzního transformátoru. Obtížný? Ve skutečnosti je vše snadné vyrobit vlastníma rukama.
Po otevření nabíječky najdeme kousek od výstupního konektoru TL431 a dva odpory připojené k Ref noze. Výhodnější je upravit horní rameno děliče (ve schématu - rezistor R13): snížením odporu snížíme napětí na výstupu nabíječky, zvýšíme - zvýšíme. Pokud máme nabíječku 12 V, potřebujeme odpor s velkým odporem, pokud je nabíječka 19 V, tak s menším.
Video: Nabíjení autobaterií. Ochrana proti zkratu a přepólování. DIY
Připájeme odpor a místo toho nainstalujeme trimr, předem nakonfigurovaný multimetrem na stejný odpor. Poté, co jsme připojili zátěž (žárovku ze světlometu) k výstupu nabíječky, zapneme ji a plynule otáčíme trimrovým motorem a současně řídíme napětí. Jakmile se dostaneme na napětí v rozmezí 14,1-14,3 V, vypneme paměť ze sítě, zafixujeme ořezávací rezistorový motor lakem (alespoň na hřebíky) a smontujeme pouzdro zpět. Nezabere to více času, než jste strávili čtením tohoto článku.
Existují i složitější stabilizační schémata a lze je nalézt již v čínských blocích. Například zde je optočlen řízen čipem TEA1761:
Princip nastavení je však stejný: mění se odpor rezistoru připájeného mezi kladný výstup zdroje a 6. větev mikroobvodu. Ve výše uvedeném schématu jsou k tomu použity dva paralelní odpory (tím se získá odpor, který je mimo standardní sérii). Také potřebujeme místo nich připájet trimr a upravit výstup na požadované napětí. Zde je příklad jedné z těchto desek:
Vytočením můžete pochopit, že máme zájem o jeden rezistor R32 na této desce (zakroužkovaný červeně) - musíme jej připájet.
Na internetu se často nacházejí podobná doporučení, jak vyrobit domácí nabíječku z napájení počítače. Ale mějte na paměti, že všechny jsou v podstatě reprinty starých článků z počátku 2000 a taková doporučení nejsou použitelná pro více či méně moderní napájecí zdroje. V nich již není možné jednoduše zvýšit napětí 12 V na požadovanou hodnotu, protože jsou řízena i ostatní výstupní napětí, která s tímto nastavením nevyhnutelně „uplavou“ a ochrana zdroje bude fungovat. Můžete použít nabíječky notebooků, které produkují jediné výstupní napětí, jsou mnohem pohodlnější pro přepracování.
Transformátor - převádí síťové napájecí napětí 220 voltů na 12 voltů, které jsou pro nás nezbytné, nebo v některých zařízeních až 14,4 voltů (toto odpovídá napájecímu napětí elektrické sítě automobilu při běžícím generátoru)
Diodový můstek jsou čtyři propojené diody, které přeměňují střídavou elektřinu na přímou elektřinu.
Řídicí jednotka nabíjení - jeden z nejdůležitějších prvků, který řídí nabíjecí proudy. Umožňuje zcela nabít baterii a zároveň ji nepřebíjet (nedovolí vyvařit elektrolyt uvnitř baterie)
Regulátory, konektory, indikátory a další ovládací prvky.
Dráty a koncovky pro připojení k baterii.
Zvažte tedy jeden z nejlevnějších vzorků nabíječky – tržní hodnota je asi 40 dolarů.
Specifikace nabíječky:
Nabíjí baterie od 10 do 75 ampérhodin.
Je možné nabíjet 6V nebo 12V baterie pro auto, motocykl, skútr, moped atd.
(Na předním panelu najdeme vizuálně speciální přepínač mezi napětími 6 nebo 12 voltů baterie).
Proud dodávaný do baterie na konci nabíjení se automaticky sníží.
(Na předním panelu můžeme také vidět ampérmetr indikující nabíjecí proud)
Po prozkoumání nabíječky zevnitř najdeme takové základní prvky
- transformátor
- diodový můstek
- pojistka
- přepínač výstupního napětí
- vodiče ke svorkám připojeným k baterii.
V naší verzi chybí řídicí jednotka nabíjení.
Toto schéma má v zásadě také právo na život a funguje následovně.
Jak nabíječka funguje:
Transformátor je dimenzován na určitý nabíjecí proud - řekněme ne více než 7,5 ampéru.
Při připojení vybité baterie s maximální povolenou kapacitou 75 Ampér dodává transformátor maximální povolený proud 7,5 A, což je 1/10 kapacity baterie.
Jak se baterie nabíjí, napětí na jejích svorkách se zvyšuje a nabíjecí proud klesá (proto se v důsledku fyzikálních zákonů sníží proud dodávaný do baterie na konci nabíjení).
Bohužel je nepravděpodobné, že by taková nabíječka někdy dokončila proces nabíjení, a pokud je vaše baterie vadná a nezíská požadovanou kapacitu, nabíjecí proud se nesníží.
V moderním světě se stále více lidí přiklání ke koupi bezúdržbové baterie. Pokud se mu něco stane a nenabíjí se, musí se vyměnit.
Nabíječka bez řídící jednotky vám nijak nepomůže obnovit vlastnosti baterie, ale to zase v naší době málokdo dělá. Složitější zařízení jsou schopna vytvořit pulzní nabíjecí režim, kdy po každém nabíjecím pulzu následuje nabíjecí pulz. To umožňuje obnovit vlastnosti baterie.
Často pokročilejší nabíječky disponují i funkcí vybíjení, protože baterie musí být vždy v režimu plného nabití a vybití – to umožňuje šetřit její kapacitu.
Pokud používáte bezobslužné baterie a potřebujete baterii jen urychleně nabít po dlouhé nečinnosti auta nebo po chladné noci - můžete si takovou nabíječku vyrobit sami.
1. Transformátor.
První věc, kterou potřebujete, je 12V až 14V transformátor s tlustým sekundárním vinutím, který může poskytnout 1/10 kapacity vaší baterie.
Nepoužívejte transformátor pro kalkulačku nebo přehrávač, mají velmi nízkou spotřebu. Možná budete schopni najít výkonnější transformátor, řekněme ze starého televizoru (například TS-180-2). Pokud váš transformátor nevytváří požadované napětí, můžete požadovaný sekundár navinout sami - pomocí silného měděného drátu několik závitů, dokud nedosáhnete požadovaného napětí.
Pamatujte, že když pracujete s transformátorem, že je připojen k síti 220 V - buďte velmi opatrní (je to životu nebezpečné)!
Pokud se vám podaří takový transformátor najít nebo vyrobit, budete si muset koupit diodový můstek.
2. Diodový můstek
Továrně vyrobený diodový můstek. Určeno pro vysoké nabíjecí proudy
Jedná se o celkem běžný výrobek – stačí znát jen proud, na který musí být dimenzován. V našem případě je to stále 7,5 ampéru.
Pokud by se diodový můstek nenašel, můžete najít 4 diody všechny podle stejného indikátoru a sestavit z nich diodový můstek.
Dále, na výstupu diodového můstku, musíte dát pojistku auta na stejný vypočítaný proud 7,5 A. Pokud omylem zkratujete svorky nebo je zaměníte na baterii, spálíte pojistku, nikoli transformátor.
3. Ampérmetr
Pro dokreslení obrázku můžete také nainstalovat ampérmetr do série s pojistkou, abyste měli přehled o tom, kolik proudu teče z vaší nabíječky. Zároveň budete schopni porozumět aktuálnímu stavu baterie.
4. Vodiče a svorky.
Následují vodiče a svorky, které lze připojit k baterii. Zde máte naprostou svobodu jednání. Nejlepší je vzít měděné dráty o tloušťce nejméně 1 mm. Terminály lze vzít buď obyčejným automobilem nebo krokodýly jako v tovární verzi.
Také stojí za to dát před transformátor pojistku, řekněme, 220 voltů 0,5 ampér, která by dvakrát zajistila váš transformátor na obou stranách, pokud jde o vstupní a výstupní proud.
Získáte tak zařízení, které bude v několika malých parametrech ještě lepší a spolehlivější než tovární protějšek.
Pokud chcete, aby bylo zařízení ještě funkčnější, můžete na internetu vyhledat jednotky pro řízení nabíjení.
Hlavní výhody řídicí jednotky nabíjení baterie:
- reguluje nabíjecí proud - snižuje jej na minimální hodnoty, dokud není baterie plně nabitá
- vypne nabíjecí jednotku, když je baterie plně nabitá
- zcela vybije baterii pro úplný cyklus čistého nabití
- nabíjí baterii pulzními proudy, střídavým nabíjením a vybíjením pro obnovení kapacity.
V dnešním hektickém světě bezúdržbových baterií s životností pět let pravděpodobně nebudete podnikat v oblasti renovace baterií.
V každém případě hodně štěstí ve vašem snažení!
