Простой стабилизатор тока для зарядки аккумуляторов

Простой стабилизатор тока для зарядки аккумуляторов

вакуумный (точнее, водородный) стабилизатор тока.
Изобретён ДО полупроводников.

А шо, гугль не работает?

Бареттер представляет собой заполненный водородом стеклянный баллон, внутрь которого помещена тонкая платиновая (железная, вольфрамовая) проволока (нить), такое устройство имеет нелинейное сопротивление, при котором в определённом диапазоне токов, незначительный прирост силы тока даёт значительное увеличение напряжения на выводах.

Существуют также полупроводниковые эквиваленты водородного бареттера, собранные на полупроводниковых приборах (транзисторах) или интегральные.

Принцип действия состоит в том, при изменении напряжения на бареттере сила тока практически не изменяется, таким образом, бареттер, включенный последовательно с нагрузкой, поддерживает в ней стабильный ток, при изменениях напряжения питания.

Бареттеры, как правило, могут работать и при постоянном и при переменном токе.

А при прочих условиях есть схема «источник тока» из двух транзисторов.

Скажу хуже, в ряде случаев его заменяет простой резистор.

На сколько я помню, то простейшее зарядное устройство выглядит так: предохранитель, диод (всего 1, ибо для зарядки не так принципиально), гасящий резистор, электрическя лампа накаливания, заряжаемый аккумулятор.
Всё это соединяется последовательно и подключается к понижающему трансформатору.
Расчёт резистора выполняется исходя из требуемого зарядного тока минус сопротивления ЛН в холодном состоянии.
Принцип работы состоит в стабилизации зарядного тока нелинейным сопротивлением ЛН. При зарядке аккумулятора его внутреннее сопротивление постепенно снижается, что повышает напряжение на ЛН, которая при увеличении напряжения начинает нагреваться и стабилизирует ток.
В процессе зарядки ЛН не горит вобще, либо еле заметно светится. После зарядки аккумулятора, когда его внутреннее сопротивление сильно падает, ЛН загорается, что сигнализирует об окончании заряда аккумулятора.
Напряжение питающего трансформатора выбирается в зависимости от напряжения питания ЛН.

А вот и классический закон Ома:
Rрез=(Uтранс/Iзар)-Rлн(хол)
Ничего не нарушается

Дома гдето лежит старенькая книжечка с описанием такой зарядки для пионеров. Если отыщу- уточню.

Колега да вы шутите какой коффициэнт зная мощность лампочки напряжение питания посчитать амперы и сопротивление во включенном состоянии не надо ни каких справочников вы прочитайте что я написал ВНИМАТЕЛЬНО и ПРОСТО ответте по теме(только умоляю если нечего написать не пишите мне за орфографию) Мужики я написал свой вопрос в разделе чайников потому что в этом я чайник да мне очень понятна тема реле контакторы и т.д. каждый из нас больше преуспевает там где работает.И если кто мне говорит что понимает все я считаю он дурак.Кто-то просто может писать без ошибок и этим гордится я горжусь что нахожу причину почему станок на родном заводе не включается быстрей всех но перейди на другой завод работать сразу буду немного тормозом хотя контакторы точно такие и 380вольт и 50герц.Поэтому ответте по простому не надо заграничных слов.Всем спасибо.

На сколько я помню, то простейшее зарядное устройство выглядит так: предохранитель, диод (всего 1, ибо для зарядки не так принципиально), гасящий резистор, электрическя лампа накаливания, заряжаемый аккумулятор.
Всё это соединяется последовательно и подключается к понижающему трансформатору.
Расчёт резистора выполняется исходя из требуемого зарядного тока минус сопротивления ЛН в холодном состоянии.
Принцип работы состоит в стабилизации зарядного тока нелинейным сопротивлением ЛН. При зарядке аккумулятора его внутреннее сопротивление постепенно снижается, что повышает напряжение на ЛН, которая при увеличении напряжения начинает нагреваться и стабилизирует ток.
В процессе зарядки ЛН не горит вобще, либо еле заметно светится. После зарядки аккумулятора, когда его внутреннее сопротивление сильно падает, ЛН загорается, что сигнализирует об окончании заряда аккумулятора.
Напряжение питающего трансформатора выбирается в зависимости от напряжения питания ЛН.

А вот и классический закон Ома:
Rрез=(Uтранс/Iзар)-Rлн(хол)
Ничего не нарушается

Дома гдето лежит старенькая книжечка с описанием такой зарядки для пионеров. Если отыщу- уточню.

Зарядное устройство на лм317

Зарядное устройство для свинцово-кислотных (автомобильных аккумуляторов) можно довольно быстро собрать на микросхеме LM317T. А самое большое преимущество в том, что не обязательно быть радиолюбителем для её реализации, достаточно примитивных познаний физики и электротехники. Схема зарядного устройства проста в настройке, и требует минимум навесных элементов, а при этом довольно надёжная и дешёвая.

Зарядное устройства на LM317T, которое можно применять для свинцово-кислотных (автомобильных в том числе) аккумуляторов:

Схема зарядки на LM317 кажется довольно простой. Я хоть и не собирал её и не настраивал (делал только блок питания на LM317T), но постараюсь максимально подробно рассказать всё, что знаю про микросхему:

Зарядное устройство на LM317 схема

Достоинство ЗУ на LM317, в том, что можно подобрать ток заряда для многих различных батарей (правда, его нельзя регулировать). А благодаря её конструкции, микросхему LM317 несложно посадить на радиатор и тем самым производить её охлаждение при большом номинальном токе. Микросхема довольно надёжная, стабильная и относительно недорогая, но всё, же я рекомендую вам LM317 купить сразу пару штучек, потому как они довольно часто выходят из строя в процессе наладки схемы.

Настройка схемы зарядки на LM317:

Предложенный вариант схемы ЗУ, представляет собою обыкновенный стабилизатор тока. Собрать подобного рода схему на LM317 можно поверхностным монтажом, печатная плата не потребуется. В качестве источника питания рекомендую использовать понижающий трансформатор, подходящий по параметрам, или можно попробовать вариант с гасящим конденсатором. Вы должны понимать, что микросхеме нужно обеспечить все рабочие условия, я рекомендую перед настройкой посмотреть datasheet на lm317.

Прежде чем настраивать схему зарядного устройства, необходимо знать ток заряда батареи. Как правило, его рассчитывают по формулам, но на практике я просто знаю, что он должен составлять одну десятую от рабочего тока батарейки (к примеру, если ёмкость батареи 6 А/ч, то ток заряда батареи должен быть не больше 600 mА).

Для зарядного устройства важно обеспечить чёткий, стабилизированный ток заряда, на протяжении всей процедуры зарядки. Для того что бы настроить схему чётко под номинальный ток. Необходимо всё заранее просчитать по закону Ома, и подобрать подходящее сопротивление в качестве нагрузки, заменив им на время настройки саму батарею (не забывайте про мощность резистора, она должна быть соответствующая проходящему через зарядку току).

Схема настройки зарядного устройства

Резистор R1 подбирается в соответствии с VD2. А вот резистором R2, подбирают под потребляемый ток батареи. R2 обладает очень низким сопротивлением, потому в качестве него лучше всего подходит кусочек нихромовой проволоки (если нет подходящего по номиналу резистора, просто купите нихромовую спираль для электропечи и укоротите её до нужного номинала сопротивления, как вариант,). Естественно, что вам нужен амперметр, для подбора уровня тока, необходимого для заряда батареи. Меряете, и подбираете резистор R2. А добившись нужного уровня тока можете смело ставить аккумулятор на зарядку.

По идее, схема зарядного устройства должна работать следующим образом. Когда батарея разряжена, она потребляет максимальный ток заряда, и светодиод VD2 горит ярко. Как только батарея начнёт заряжаться, светодиод будет тускнеть пока не станет гореть очень слабо (а если грамотно подобрать резистор R2, то и вовсе потухнет).

1. Индикатор разряда батареи аккумулятора на светодиоде схемаДля увеличения срока службы аккумуляторной батареи необходимо следить за тем.
2. Регулируемый блок питания на стабилизаторе напряжения LM317Начинающему радиолюбителю просто не обойтись без хотя бы простейшего блока.
3. Трёхуровневый индикатор напряжения на светодиодах схемаТрёхуровневый индикатор напряжения на светодиодах схема – название весьма пугающее.
4. Двухполярное питание, и двухполярный блок питания на lm317 и lm337 схема своими рукамиЭта статья разъяснит начинающим радиолюбителям, что такое двухполярное питание. Так.
5. Бустер, усилитель токаПри проектировании различных электронных устройств, радиолюбителю иногда необходимо, тем или.

Зарядное устройство для щелочных аккумуляторов

Дата публикации: 14 февраля 2010 .

Несмотря на разнообразив зарядных устройств (ЗУ), в том чис­ле автоматических, для щелочных аккумуляторов (Ni-Cd, Ni-Mh) выбрать подходящее не так просто. Дело в том, что такие при­знаки окончания зарядки, как значение напряжения или момент его уменьшения, не являются справедливыми для всех аккуму­ляторов, особенно прослуживших большой срок. По мнению ав­торов, самый простой и надежный вариант, проверенный време­нем, — это предварительная разрядка аккумулятора с последую­щей зарядкой стабильным током в течение определенного ин­тервала времени. При этом сводится к минимуму влияние «эф­фекта памяти», но остается еще одна задача — вовремя выклю­чить ЗУ, чтобы не перезарядить аккумулятор. Кроме того, жела­тельно постоянно контролировать его температуру. Устройство, разработанное авторами, решает эти задачи.

Рис. 1

Предлагаемое ЗУ предназначено для зарядки щелочных аккумуляторов стабильным током в течение фиксиро­ванного интервала времени, равного 5 ч. Его отличительная особенность — возможность контроля за температурой заряжаемого аккумулятора. В устройст­ве применен микроконтроллер (МК) PIC10F200, один из самых недорогих и малогабаритных (корпус SOT23-5). Схема ЗУ показана на рис. 1, и работает оно следующим образом. К вилке ХР1 подключают источник питания, а к ХР2 — заряжаемый аккумулятор GB1 и термо­резистор RK1 с отрицательным ТКС. МК работает по программе, коды которой приведены в таблице. После включения питания устройство находится в дежурном режиме (МК в «спящем» режиме с током потребления около 0,1 мкА). При кратковременном нажатии на кноп­ку SB1 «Пуск» включается режим заряд­ки и начинается отсчет времени. По ис­течении пяти часов зарядка автоматиче­ски прекращается и устройство переходит в дежурный режим. Если в процес­се зарядки нажать на кнопку SB1 «Пуск», то устройство перейдет в дежурный ре­жим принудительно.

Для исключения сбоев в работе, свя­занных с отключением напряжения пита­ния, предусмотрен переход в режим ожидания. В этом случае отсчет времени прекращается, режим зарядки отключается, а МК переходит в «спящий» режим. В таком состоянии он получает питание от конденсатора С1, зарядки которого хватает на несколько часов. Если в тече­ние этого интервала времени напряже­ние питания появится, то зарядка акку­мулятора возобновится, а отсчет време­ни продолжится далее до достижения 5 ч. Для контроля температуры заряжае­мого аккумулятора к нему прикрепляют терморезистор RK1. В случае превыше­ния заранее установленного значения температуры напряжение на выводе 6 микросхемы снижается до 1,5 В, заряд­ка прекращается и устройство перехо­дит в режим ожидания. После остывания аккумулятора процесс зарядки и отсчет времени возобновляются.

На мощном полевом переключатель­ном транзисторе VT1 и микросхеме па­раллельного стабилизатора напряжения DA1 собран стабилизатор тока зарядки. Он включается при появлении высокого уровня напряжения на выводе 4 микро­схемы DD1. Требуемое значение тока за­рядки в амперах определяют из прибли­женного соотношения: l_3ap

0,26С_А, где С_А — емкость заряжаемого аккумулятора (Ач). Сопротивление резистора R6 (в омах) зависит от значения этого тока: R6 = 2,5/1_зар. При расчете сопротивления следует учесть, что через резистор R7 протекает ток 7. 10 мА. Коллекторный переход транзистора VT2 используется в качестве диода для предотвращения разрядки аккумулятора в дежурном ре­жиме или в режиме ожидания, для этого выводы базы и эмиттера соединены. Применение транзистора обусловлено чисто конструктивными соображениями, и его можно заменить любым подходя­щим по параметрам диодом.

Напряжение питания МК стабилизи­ровано параметрическим стабилизато­ром напряжения R1VD3. Резистор R2 поддерживает на выводе 1 МК высокий уровень, поскольку включение внутрен­него резистора аналогичного назначе­ния в МК приводит к повышенному потреблению тока в «спящем» режиме. Диод VD1 нужен для уменьшения напря­жения на выводе 1 МК, чтобы оно не превышало напряжения питания. Эле­менты R7, HL1 служат для индикации режима зарядки.

Все детали смонтированы на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой пока­зан на рис. 2. Она рассчитана на установ­ку резисторов МЛТ, С2-33. Резистор R6 можно изготовить из отрезка высокоомного провода, намотав его на резистор МЛТ-0,5 сопротивлением более 1 кОм. Терморезистор — КМТ-17 или СТ1-17, кнопка SB1 — SWL20 или аналогичная ма­логабаритная с самовозвратом, диоды КД510А можно заменить на любой из се­рий КД521, КД522, конденсатор — К50-35 или импортный. Транзистор КТ819Б за­меним на биполярный структуры n-р-n с максимальным током базы не менее 2 А, IRLZ34 — на IRLZ14, IRLZ44 или аналогич­ный мощный переключательный полевой транзистор (см. «Мощные полевые пере­ключательные транзисторы фирмы International Rectifier». — Радио, 2001, № 5, с. 45.) с n-каналом, изолированным затвором и управлением логическими уровнями (в первой части буквенно-циф­рового обозначения должна быть буква L). Оба транзистора должны быть в корпусах ТО-220. Вилки ХР1, ХР2 — WF-2MR и WF-4MR, соответствующие им розетки — HU-2F и HU-4F.

Плату двумя винтами крепят к пласти­не из дюралюминия, которая одновре­менно служит теплоотводом. Микросхе­му DD1 и транзисторы монтируют со сто­роны печатных проводников. Под одним винтом между платой и пластиной уста­новлена втулка высотой 4,7 мм, другим винтом прижимают транзисторы VT1 и VT2, которые отделены от пластины изолирующей прокладкой. На винты со стороны платы навинчивают резьбовые втулки, к которым, в свою очередь, кре­пят верхнюю пластмассовую крышку с отверстиями для светодиода, толкателя кнопки и вилок ХР1, ХР2. Площадь теплоотвода (пластины) при токе зарядки не более 0,5 А и минимально возможном значении напряжения питания должна быть 30. 40 см 2 . Если ток зарядки боль­ше и напряжение питания превышает ми­нимальное, площадь теплоотвода необ­ходимо пропорционально уве­личить.

Правильно собранное уст­ройство начина­ет работать сра­зу, но требует налаживания. К гнездам ХР подключают регулируемый блок питания с установленным выходным на­пряжением 6 В, к вилке ХР2 — терморезистор, а взамен аккуму­лятора — резис­тор сопротивле­нием 10 Ом и мощностью не менее 2 Вт. Нажимая на кнопку SB1, вклю­чают режим зарядки, при этом светодиод должен светить. Уменьшают выходное на­пряжение блока питания до момента, ког­да устройство перейдет в режим ожида­ния (светодиод погаснет). Значение на­пряжения при этом должно быть в преде­лах 4. 5 В, в противном случае подбирают резистор R5. При увеличении напряжения блока питания до 5 В и более устройство должно перейти в режим зарядки.

Затем, при напряжении питания 6 В, включают режим зарядки, нагревают тер­морезистор (например, с помощью фе­на) и контролируют его температуру тер­мометром. При температуре 50. 60°С устройство должно перейти в режим ожи­дания, а при снижении температуры — вернуться в режим зарядки. Температуру, при которой происходит переключение устройства, можно установить, подбирая резистор R8. В заключение — взамен ак­кумулятора включают амперметр и в ре­жиме зарядки, подбирая резистор R6, ус­танавливают требуемое значение тока. Если планируется зарядка аккумуляторов с различной номинальной емкостью, то взамен R6 надо установить несколько резисторов различного сопротивления и переключать их с помощью дополни­тельного переключателя.

Сопротивление резистора R1 зависит от напряжения питания ЗУ, которое, в свою очередь, зависит от числа заря­жаемых аккумуляторов. Минимальное напряжение питания равно 6 В с одним заряжаемым аккумулятором, при этом необходим резистор R1 с сопротивлени­ем 51 Ом. С увеличением числа аккуму­ляторов напряжение питания нужно уве­личивать на 1,8. 2 В на каждый из них, а номинал резистора R1 — примерно на 200 Ом. Можно, конечно, постоянно пи­тать ЗУ от блока питания с максималь­ным напряжением, но тогда при зарядке одного или двух аккумуляторов на тран­зисторе VT1 будет рассеиваться слиш­ком большая мощность, что потребует применения более эффективного теплоотвода. Если стабилизатор тока зарядки окажется склонным к самовозбуждению, между затвором и истоком (непосредст­венно на выводах транзистора) необхо­димо установить керамический конден­сатор емкостью 0,033. 0,22 мкФ с выво­дами минимальной длины.

Работают с ЗУ так. Подключают к нему заряжаемый аккумулятор, к которому скотчем или изоляционной лентой крепят терморезистор, подают напряжение пи­тания и нажимают на кнопку «Пуск». Заго­рается светодиод HL1, и начинается за­рядка. Через 5 ч она заканчивается, и све­тодиод гаснет. По опыту авторов, при пя­тичасовом режиме зарядки сильно греют­ся только некондиционные аккумуляторы, поэтому от их дальнейшей эксплуатации следует воздержаться. Кроме того, если есть возможность, заряженные аккумуля­торы оставляют на хранение в течение месяца, и если их напряжение упадет ни­же 1,2 В (что свидетельствует о повышен­ном токе саморазрядки), их дальнейшая эксплуатация нецелесообразна.

Разряжать щелочной аккумулятор (один элемент) проще всего, подключая к нему с соблюдением полярности цепь, состоящую из последовательно соеди­ненных германиевого и кремниевого вы­прямительных диодов средней мощнос­ти и резистора сопротивлением 1 Ом. В этом случае аккумулятор автоматичес­ки разрядится до напряжения около 0,9 В. Время разрядки зависит от факти­ческой емкости аккумулятора, поэтому необходимо периодически контролиро­вать его напряжение, но глубокой раз­рядки не произойдет.

Разрядно-зарядные процедуры с ак­кумуляторами типоразмера АА и AAA, не соединенными в батареи, удобнее производить, доработав стандартные держатели батарей на несколько мест. Часть из них снабжают разрядными цепя­ми, по одной на каждое место, а другую часть — гнездами для подключения к ЗУ.

Описанное ЗУ можно использовать и для зарядки предварительно разря­женных РЬ и Li-ion аккумуляторов, вы­брав соответствующий ток зарядки.

Источник: Радио №6, 2007 г., автор Ю. Гумеров, А. Зуев, г. Ульяновск.

Обзор схем зарядных устройств автомобильных аккумуляторов

Соблюдение режима эксплуатации аккумуляторных батарей, и в частности режима зарядки, гарантирует их безотказную работу в течение всего срока службы. Зарядку аккумуляторных батарей производят током, значение которого можно определить по формуле

I=0,1Q

где I — средний зарядный ток, А., а Q — паспортная электрическая емкость аккумуляторной батареи, А-ч.

Зарядный ток, рекомендуемый в инструкции по эксплуатации аккумуляторной батареи, обеспечивает оптимальное протекание электрохимических процессов в ней и нормальную работу в течение длительного времени.

Классическая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и регулятора тока зарядки. В качестве регуляторов тока применяют проволочные реостаты (см. Рис. 1) и транзисторные стабилизаторы тока.

В обоих случаях на этих элементах выделяется значительная тепловая мощность, что снижает КПД зарядного устройства и увеличивает вероятность выхода его из строя.

Для регулировки зарядного тока можно использовать магазин конденсаторов, включаемых последовательно с первичной (сетевой) обмоткой трансформатора и выполняющих функцию реактивных сопротивлений, гасящих избыточное напряжение сети. Упрощенная схема такого устройства приведена на рис. 2.

В этой схеме тепловая (активная) мощность выделяется лишь на диодах VD1-VD4 выпрямительного моста и трансформаторе, поэтому нагрев устройства незначителен.

Недостатком схемы на Рис. 2 является необходимость обеспечить напряжение на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза большее, чем номинальное напряжение нагрузки (

Схема зарядного устройства, обеспечивающее зарядку 12-вольтовых аккумуляторных батарей током до 15 А, причем ток зарядки можно изменять от 1 до 15 А ступенями через 1 А, приведена на Рис. 3.

Предусмотрена возможность автоматического выключения устройства, когда батарея полностью зарядится. Оно не боится кратковременных коротких замыканий в цепи нагрузки и обрывов в ней.

Выключателями Q1 — Q4 можно подключать различные комбинации конденсаторов и тем самым регулировать ток зарядки.

Переменным резистором R4 устанавливают порог срабатывания реле К2, которое должно срабатывать при напряжении на зажимах аккумулятора, равном напряжению полностью заряженной батареи.

На Рис. 4 представлена схема еще одного зарядного устройства, в котором ток зарядки плавно регулируется от нуля до максимального значения.

Изменение тока в нагрузке достигается регулированием угла открывания тринистора VS1. Узел регулирования выполнен на однопереходном транзисторе VT1. Значение этого тока определяется положением движка переменного резистора R5. Максимальный ток заряда аккумулятора 10А , устанавливается амперметром. Защита устройства обеспечена со стороны сети и нагрузки предохранителями F1 и F2.

Вариант печатной платы зарядного устройства (см. рис. 4), размером 60х75 мм приведен на следующем рисунке:

В схеме на рис. 4 вторичная обмотка трансформатора должна быть рассчитана на ток, втрое больший зарядного тока, и соответственно мощность трансформатора также должна быть втрое больше мощности, потребляемой аккумулятором.

Названное обстоятельство является существенным недостатком зарядных устройств с регулятором тока тринистором (тиристором).

Диоды выпрямительного мостика VD1-VD4 и тиристор VS1 необходимо установить на радиаторы.

Значительно снизить потери мощности в тринисторе, а следовательно, повысить КПД зарядного устройства можно, если регулирующий элемент перенести из цепи вторичной обмотки трансформатора в цепь первичной обмотки. Схема такого устройства показана на рис. 5.

В схеме на Рис. 5 регулирующий узел аналогичен примененному в предыдущем варианте устройства. Тринистор VS1 включен в диагональ выпрямительного моста VD1 — VD4. Поскольку ток первичной обмотки трансформатора примерно в 10 раз меньше тока заряда, на диодах VD1-VD4 и тринисторе VS1 выделяется относительно небольшая тепловая мощность и они не требуют установки на радиаторы. Кроме того, применение тринистора в цепи первичной обмотки трансформатора позволило несколько улучшить форму кривой зарядного тока и снизить значение коэффициента формы кривой тока (что также приводит к повышению КПД зарядного устройства). К недостатку этого зарядного устройства следует отнести гальваническую связь с сетью элементов узла регулирования, что необходимо учитывать при разработке конструктивного исполнения (например, использовать переменный резистор с пластмассовой осью).

Вариант печатной платы зарядного устройства на рисенке 5, размером 60х75 мм приведен на рисунке ниже:

Диоды выпрямительного мостика VD5-VD8 необходимо установить на радиаторы.

В зарядном устройстве на рисунке 5 диодный мостик VD1-VD4 типа КЦ402 или КЦ405 с буквами А, Б, В. Стабилитрон VD3 типа КС518, КС522, КС524, или составленный из двух одинаковых стабилитронов с суммарным напряжением стабилизации 16÷24 вольта (КС482, Д808, КС510 и др.). Транзистор VT1 однопереходной, типа КТ117А, Б, В, Г. Диодный мостик VD5-VD8 составлен из диодов, с рабочим током не менее 10 ампер (Д242÷Д247 и др.). Диоды устанавливаются на радиаторы площадью не менее 200 кв.см, а если радиаторы будут сильно нагреваться, в корпус зарядного устройства можно установить вентилятор для обдува.