V elektrotechnice se baterie obvykle nazývají zdroje chemického proudu, které mohou doplňovat a obnovovat spotřebovanou energii aplikací vnějšího elektrického pole.

Zařízení, která dodávají elektřinu deskám baterie, se nazývají nabíječky: uvádějí zdroj proudu do funkčního stavu a nabíjejí jej. Pro správné fungování baterií musíte pochopit principy jejich fungování a nabíječky.

Jak funguje baterie?

Během provozu může zdroj chemického recirkulovaného proudu:

1. napájet připojenou zátěž, např. žárovku, motor, mobilní telefon a další zařízení, spotřebovávat její zásobu elektrické energie;

2. spotřebovávat externí elektřinu k němu připojenou a vynakládat ji na obnovení kapacitní rezervy.

V prvním případě se baterie vybije a ve druhém se nabije. Existuje mnoho konstrukcí baterií, ale principy jejich fungování jsou běžné. Podívejme se na tuto problematiku na příkladu nikl-kadmiových desek umístěných v roztoku elektrolytu.

Slabá baterie

Dva elektrické obvody pracují současně:

1. externí, připojené k výstupním svorkám;

2. vnitřní.

Při vybití žárovky protéká ve vnějším obvodu drátů a vlákna proud, který vzniká pohybem elektronů v kovech, a ve vnitřní části se elektrolytem pohybují anionty a kationty.

Oxidy niklu s přidaným grafitem tvoří základ kladně nabité desky a na záporné elektrodě je použita kadmiová houba.

Při vybití baterie se část aktivního kyslíku oxidů niklu přesune do elektrolytu a přesune se na desku s kadmiem, kde jej zoxiduje, čímž se sníží celková kapacita.

Nabíjení baterie

Pro nabíjení se zátěž nejčastěji odebírá z výstupních svorek, i když v praxi se tento způsob používá s připojenou zátěží, např. na baterii jedoucího auta nebo nabitého mobilního telefonu, na kterém probíhá konverzace.

Svorky baterie jsou napájeny napětím z externího zdroje vyššího výkonu. Má vzhled konstantního nebo vyhlazeného, ​​pulzujícího tvaru, přesahuje potenciálový rozdíl mezi elektrodami a je s nimi nasměrován unipolární.

Tato energie způsobí, že vnitřním obvodem baterie protéká proud v opačném směru, než je vybití, kdy jsou částice aktivního kyslíku z kadmiové houby „vytlačeny“ a elektrolytem se vracejí na své původní místo. Díky tomu se obnoví vyčerpaná kapacita.

Během nabíjení a vybíjení se mění chemické složení desek a elektrolyt slouží jako přenosové médium pro průchod aniontů a kationtů. Intenzita procházejícího elektrického proudu ve vnitřním obvodu ovlivňuje rychlost obnovy vlastností desek při nabíjení a rychlost vybíjení.

Zrychlené procesy vedou k rychlému uvolňování plynů a nadměrnému zahřívání, které může deformovat strukturu desek a narušit jejich mechanický stav.

Příliš nízké nabíjecí proudy výrazně prodlužují dobu obnovy využité kapacity. Při častém používání pomalého nabíjení se zvyšuje sulfatace desek a snižuje se kapacita. Pro vytvoření optimálního režimu se proto vždy bere v úvahu zatížení baterie a výkon nabíječky.

Jak funguje nabíječka?

Moderní řada baterií je poměrně rozsáhlá. Pro každý model jsou vybrány optimální technologie, které nemusí být vhodné nebo mohou být škodlivé pro ostatní. Výrobci elektronických a elektrických zařízení experimentálně studují provozní podmínky chemických zdrojů proudu a vytvářejí pro ně vlastní produkty, které se liší vzhledem, designem a výstupními elektrickými charakteristikami.

Nabíjecí struktury pro mobilní elektronická zařízení

Rozměry nabíječek pro mobilní produkty různého výkonu se od sebe výrazně liší. Vytvářejí speciální provozní podmínky pro každý model.

I pro baterie stejného typu AA nebo AAA velikosti různých kapacit se doporučuje použít vlastní dobu nabíjení v závislosti na kapacitě a vlastnostech zdroje proudu. Jeho hodnoty jsou uvedeny v průvodní technické dokumentaci.

Určitá část nabíječek a baterií pro mobilní telefony je vybavena automatickou ochranou, která po dokončení procesu vypne napájení. Sledování jejich práce by však mělo být stále prováděno vizuálně.

Nabíjecí konstrukce pro autobaterie

Technologie nabíjení by měla být dodržována zvláště přesně při použití autobaterií určených pro provoz ve ztížených podmínkách. Například v chladných zimách je třeba je použít k roztočení studeného rotoru spalovacího motoru se zahuštěným mazivem prostřednictvím vloženého elektromotoru – startéru.

Vybité nebo nevhodně připravené baterie tento úkol obvykle nezvládají.

Empirické metody odhalily vztah mezi nabíjecím proudem pro olověné a alkalické baterie. Obecně se uznává, že optimální hodnota nabití (ampér) je 0,1 hodnoty kapacity (ampérhodin) pro první typ a 0,25 pro druhý typ.

Baterie má například kapacitu 25 ampérhodin. Pokud je kyselý, musí být nabit proudem 0,1∙25 = 2,5 A a pro alkalický - 0,25∙25 = 6,25 A. K vytvoření takových podmínek budete muset použít různá zařízení nebo použít jedno univerzální s velké množství funkcí.

Moderní nabíječka pro olověné akumulátory musí podporovat řadu úkolů:

řídit a stabilizovat nabíjecí proud;

vzít v úvahu teplotu elektrolytu a zabránit jeho zahřátí o více než 45 stupňů zastavením napájení.

Schopnost provádět kontrolní a tréninkový cyklus pro kyselinovou baterii automobilu pomocí nabíječky je nezbytnou funkcí, která zahrnuje tři fáze:

1. plně nabijte baterii pro dosažení maximální kapacity;

2. desetihodinové vybíjení proudem 9÷10 % jmenovité kapacity (empirická závislost);

3. dobijte vybitou baterii.

Při provádění CTC se sleduje změna hustoty elektrolytu a doba dokončení druhého stupně. Jeho hodnota se používá k posouzení stupně opotřebení desek a doby zbývající životnosti.

Nabíječky pro alkalické baterie lze použít i v méně složitých provedeních, protože takové zdroje proudu nejsou tak citlivé na podmínky podbití a přebití.

Graf optimálního nabití acidobazických baterií pro automobily ukazuje závislost zesílení kapacity na tvaru změny proudu ve vnitřním obvodu.

Na začátku procesu nabíjení se doporučuje udržovat proud na maximální přípustné hodnotě a poté snížit jeho hodnotu na minimum pro konečné dokončení fyzikálně-chemických reakcí, které obnovují kapacitu.

I v tomto případě je nutné kontrolovat teplotu elektrolytu a zavádět korekce pro okolí.

Úplné dokončení nabíjecího cyklu olověných baterií je řízeno:

obnovte napětí na každé bance na 2,5÷2,6 voltů;

dosažení maximální hustoty elektrolytu, která se přestává měnit;

tvorba prudkého vývinu plynu, když se elektrolyt začne „vařit“;

dosažení kapacity baterie přesahující o 15÷20 % hodnotu udávanou při vybíjení.

Aktuální formuláře nabíječky baterií

Podmínkou nabíjení baterie je, že na její desky musí být přivedeno napětí, které vytváří proud ve vnitřním obvodu v určitém směru. Může:

1. mít konstantní hodnotu;

2. nebo se časem mění podle určitého zákona.

V prvním případě probíhají fyzikálně-chemické procesy vnitřního okruhu beze změny a ve druhém podle navržených algoritmů s cyklickým zvyšováním a snižováním, což vytváří oscilační účinky na anionty a kationty. Nejnovější verze technologie se používá k boji proti sulfataci desek.

Některé časové závislosti nabíjecího proudu jsou znázorněny grafy.

Na pravém dolním obrázku je patrný rozdíl ve tvaru výstupního proudu nabíječe, který pomocí tyristorového řízení omezuje otevírací moment půlcyklu sinusovky. Díky tomu je regulováno zatížení elektrického obvodu.

Přirozeně, mnoho moderních nabíječek může vytvářet jiné formy proudů, které nejsou znázorněny v tomto diagramu.

Principy tvorby obvodů pro nabíječky

K napájení nabíječky se obvykle používá jednofázová 220 voltová síť. Toto napětí je přeměněno na bezpečné nízké napětí, které je přiváděno na vstupní svorky baterie prostřednictvím různých elektronických a polovodičových částí.

Existují tři schémata pro převod průmyslového sinusového napětí v nabíječkách kvůli:

1. použití elektromechanických transformátorů napětí pracujících na principu elektromagnetické indukce;

2. použití elektronických transformátorů;

3. bez použití transformátorových zařízení založených na děličích napětí.

Technicky možná je konverze napětí invertoru, která se stala široce používanou pro frekvenční měniče, které řídí elektromotory. Ale pro nabíjení baterií je to poměrně drahé zařízení.

Nabíjecí obvody s transformátorovým oddělením

Elektromagnetický princip přenosu elektrické energie z primárního vinutí 220 voltů do sekundárního zcela zajišťuje oddělení potenciálů napájecího obvodu od spotřebovaného obvodu, eliminuje jeho kontakt s baterií a poškození při poruchách izolace. Tato metoda je nejbezpečnější.

Výkonové obvody zařízení s transformátorem mají mnoho různých provedení. Níže uvedený obrázek ukazuje tři principy pro vytváření různých proudů výkonových částí z nabíječek pomocí:

1. diodový můstek s kondenzátorem vyhlazujícím zvlnění;

2. diodový můstek bez vyhlazování zvlnění;

3. jediná dioda, která odřízne zápornou půlvlnu.

Každý z těchto obvodů lze použít samostatně, ale většinou je jeden z nich základem, základem pro vytvoření jiného, ​​z hlediska výstupního proudu pohodlnějšího pro obsluhu a ovládání.

Použití sad výkonových tranzistorů s řídicími obvody v horní části obrázku ve schématu umožňuje snížit výstupní napětí na výstupních kontaktech obvodu nabíječky, což zajišťuje regulaci velikosti stejnosměrných proudů procházejících připojenými bateriemi .

Jedna z možností takového provedení nabíječky s regulací proudu je na obrázku níže.

Stejná zapojení ve druhém okruhu umožňují regulovat amplitudu zvlnění a omezovat ji v různých fázích nabíjení.

Stejný průměrný obvod funguje efektivně při nahrazení dvou protilehlých diod v diodovém můstku tyristory, které rovnoměrně regulují sílu proudu v každém střídavém půlcyklu. A odstranění záporných semiharmonik je přiřazeno zbývajícím výkonovým diodám.

Náhrada jediné diody na spodním obrázku za polovodičový tyristor se samostatným elektronickým obvodem pro řídící elektrodu umožňuje snížit proudové impulsy z důvodu jejich pozdějšího rozepínání, čehož se využívá i pro různé způsoby nabíjení akumulátorů.

Jedna z možností implementace takového obvodu je znázorněna na obrázku níže.

Sestavení vlastníma rukama není obtížné. Může být vyroben nezávisle na dostupných dílech a umožňuje nabíjet baterie proudy až 10 ampérů.

Průmyslová verze obvodu nabíječky transformátoru Electron-6 je vyrobena na bázi dvou tyristorů KU-202N. Pro regulaci otevíracích cyklů semiharmonických má každá řídicí elektroda svůj vlastní obvod několika tranzistorů.

Mezi automobilovými nadšenci jsou oblíbená zařízení, která umožňují nejen nabíjení baterií, ale také využití energie 220voltové napájecí sítě k paralelnímu připojení ke startování motoru automobilu. Říká se jim startovací nebo startovací-nabíjení. Mají ještě složitější elektronické a silové obvody.

Obvody s elektronickým transformátorem

Taková zařízení vyrábějí výrobci pro napájení halogenových žárovek s napětím 24 nebo 12 voltů. Jsou relativně levné. Někteří nadšenci se je pokoušejí připojit k nabíjení nízkoenergetických baterií. Tato technologie však nebyla široce testována a má značné nevýhody.

Nabíjecí obvody bez oddělení transformátoru

Když je ke zdroji proudu zapojeno několik zátěží v sérii, celkové vstupní napětí se rozdělí na dílčí části. Díky této metodě fungují děliče, které vytvářejí úbytek napětí na určitou hodnotu na pracovním prvku.

Tento princip se používá k vytvoření četných RC nabíječek pro baterie s nízkou spotřebou. Vzhledem k malým rozměrům součástek jsou zabudovány přímo uvnitř svítilny.

Vnitřní elektrický obvod je kompletně umístěn v továrně izolovaném krytu, který zabraňuje lidskému kontaktu s potenciálem sítě během nabíjení.

Mnoho experimentátorů se snaží implementovat stejný princip pro nabíjení autobaterií a navrhuje schéma připojení z domácí sítě přes sestavu kondenzátoru nebo žárovku s výkonem 150 wattů a procházející proudovými impulsy stejné polarity.

Podobné návrhy lze nalézt na stránkách kutilů, kteří chválí jednoduchost obvodu, levnost dílů a schopnost obnovit kapacitu vybité baterie.

Ale mlčí o tom, že:

otevřené vedení 220 představuje ;

Vlákno žárovky pod napětím se zahřívá a mění svůj odpor podle zákona nepříznivého pro průchod optimálních proudů baterií.

Při zapnutí pod zátěží procházejí studeným závitem a celým sériově zapojeným řetězcem velmi velké proudy. Navíc nabíjení by mělo být dokončeno malými proudy, což se také nedělá. Proto baterie, která byla podrobena několika sériím takových cyklů, rychle ztrácí svou kapacitu a výkon.

Naše rada: tuto metodu nepoužívejte!

Nabíječky jsou vytvořeny pro práci s určitými typy baterií s ohledem na jejich vlastnosti a podmínky pro obnovení kapacity. Při používání univerzálních multifunkčních zařízení byste měli zvolit režim nabíjení, který optimálně vyhovuje konkrétní baterii.

Jak vyrobit domácí automatickou nabíječku Na fotografii je domácí automatická nabíječka pro nabíjení
Jak vyrobit domácí automatickou nabíječku pro autobaterii

Jak vyrobit domácí automatickou nabíječku

pro autobaterii

Na fotografii je domácí automatická nabíječka pro nabíjení 12 V autobaterií s proudem až 8 A, sestavená v pouzdře z milivoltmetru B3-38.

Proč potřebujete nabíjet autobaterii?

Baterii v autě dobíjí elektrický generátor. Pro zajištění bezpečného režimu nabíjení baterie je za generátorem instalován reléový regulátor poskytující nabíjecí napětí maximálně 14,1 ± 0,2 V. Pro plné nabití baterie je potřeba napětí 14,5 V. Z tohoto důvodu je vůz generátor nemůže nabít baterii na 100%. Možná. Proto je nutné pravidelně nabíjet baterii externí nabíječkou.

Během teplých období může akumulátor nabitý pouze na 20 % nastartovat motor. Při teplotách pod nulou se kapacita baterie snižuje na polovinu a startovací proudy se zvyšují díky zahuštěnému motorovému mazivu. Pokud tedy baterii nenabijete včas, nemusí se s nástupem chladného počasí motor nastartovat.

Analýza nabíjecích obvodů

Nabíječky slouží k nabíjení autobaterie. Můžete si ho koupit již hotový, ale pokud si přejete a máte trochu amatérských rádiových zkušeností, můžete to udělat sami, čímž ušetříte spoustu peněz.

Na internetu je zveřejněno mnoho obvodů nabíječky autobaterií, ale všechny mají své nevýhody.

Nabíječky vyrobené s tranzistory generují hodně tepla a zpravidla se obávají zkratů a nesprávného připojení polarity baterie. Obvody na bázi tyristorů a triaků nezajišťují požadovanou stabilitu nabíjecího proudu a vydávají akustický šum, neumožňují chyby připojení baterie a vydávají silné rádiové rušení, které lze omezit umístěním feritového kroužku na napájecí kabel.

Schéma výroby nabíječky z napájecího zdroje počítače vypadá atraktivně. Strukturální schémata počítačových napájecích zdrojů jsou stejná, ale elektrická jsou odlišná a modifikace vyžaduje vysokou kvalifikaci radiotechniky.

Zaujal mě kondenzátorový obvod nabíječky, účinnost je vysoká, nevytváří teplo, poskytuje stabilní nabíjecí proud bez ohledu na stav nabití baterie a výkyvy v napájecí síti a nebojí se výstupu zkraty. Má to ale i nevýhodu. Pokud při nabíjení dojde ke ztrátě kontaktu s baterií, napětí na kondenzátorech se několikanásobně zvýší (kondenzátory a transformátor tvoří rezonanční oscilační obvod s frekvencí sítě) a dojde k jejich proražení. Bylo potřeba odstranit pouze tento jeden nedostatek, což se mi podařilo.

Výsledkem je obvod nabíječky baterií, který nemá výše uvedené nevýhody. Již více než 15 let nabíjím domácí nabíječkou kondenzátorů jakékoliv kyselinové baterie 12 V. Zařízení funguje bezchybně.

Schematické schéma automatické nabíječky

pro autobaterii

Přes zdánlivou složitost je obvod domácí nabíječky jednoduchý a skládá se pouze z několika kompletních funkčních jednotek.

Pokud se vám zdá obvod k opakování komplikovaný, pak si můžete sestavit jednodušší, který funguje na stejném principu, ale bez funkce automatického vypnutí při plném nabití baterie.

Obvod omezovače proudu na předřadných kondenzátorech

U autonabíječky kondenzátorů je regulace velikosti a stabilizace nabíjecího proudu baterie zajištěna zapojením předřadných kondenzátorů C4-C9 do série s primárním vinutím výkonového transformátoru T1. Čím větší je kapacita kondenzátoru, tím větší je nabíjecí proud baterie.

V praxi se jedná o kompletní verzi nabíječky, za diodový můstek můžete připojit baterii a nabíjet ji, 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 podle vzorce, ale je jednodušší se orientovat pomocí údajů v tabulce.

Pro regulaci proudu za účelem snížení počtu kondenzátorů je lze zapojit paralelně ve skupinách. Moje přepínání se provádí pomocí dvoutyčového přepínače, ale můžete nainstalovat několik přepínačů.

Ochranný obvod

z nesprávného připojení pólů baterie

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. V horní poloze S3 se měří 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 je použit mikroampérmetr M24 s elektromagnetickým systémem. R17 obchází hlavu v režimu měření proudu a R18 slouží jako dělič při měření napětí.

Obvod automatického vypnutí nabíječky

když je baterie plně nabitá

Pro napájení operačního zesilovače a vytvoření referenčního napětí je použit stabilizační čip DA1 typu 142EN8G 9V. Tento mikroobvod nebyl vybrán náhodou. Když se teplota tělesa 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 pomocí rezistorů R4-R6, rezistor R5 je ladicí rezistor k nastavte provozní práh stroje. Hodnota odporu R9 nastavuje práh pro zapnutí nabíječky na 12,54 V. Díky použití diody VD7 a rezistoru 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 ustaví napětí dostatečné k otevření tranzistoru VT1, tranzistor se otevře a sepne relé P1, spojí kontakty K1.1 do sítě přes blok kondenzátorů primární vinutí transformátoru a začíná nabíjení baterie. 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 propojí transformátor přes záložní kondenzátor C4, při kterém bude nabíjecí proud roven 0,5 A. Obvod nabíječky bude v tomto stavu, dokud napětí na baterii neklesne na 12,54 V Jakmile bude napětí nastaveno na 12,54 V, relé se opět zapne a nabíjení bude pokračovat stanoveným proudem. V případě potřeby je možné vypnout automatický řídicí systém pomocí spínače S2.

Systém automatického sledování nabíjení baterie tedy eliminuje 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 závodní sezóny můžete baterii připojit k nabíječce a vypnout ji až na jaře. I když dojde k výpadku proudu, po jeho návratu bude nabíječka pokračovat v nabíjení baterie jako obvykle.

Princip činnosti obvodu pro automatické vypnutí nabíječky v případě přepětí v důsledku nedostatku zátěže nasbírané na druhé polovině operačního zesilovače A1.2 je stejný. Pouze práh pro úplné odpojení nabíječky od napájecí sítě je nastaven 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 , ve kterém je napětí 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.

Konstrukce automatické nabíječky

Všechny části nabíječky jsou umístěny v pouzdře miliampérmetru V3-38, ze kterého byl vyjmut veškerý jeho obsah, kromě ukazovacího zařízení. Instalace prvků, s výjimkou automatizačního obvodu, se provádí pomocí kloubové metody.

Konstrukce pouzdra miliampérmetru 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 destičce tloušťky 2 mm, destička je zase připevněna šrouby M3 ke spodním rohům skříně. Výkonový transformátor TN61-220 je upevněn čtyřmi šrouby M4 na hliníkové destičce tloušťky 2 mm, destička je zase připevněna šrouby M3 ke spodním rohům skříně. C1 je také instalován na této desce. Na fotografii je pohled na nabíječku zespodu.

V horních rozích skříně je také připevněna sklolaminátová deska o tloušťce 2 mm a na 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 na schématu, ale 14, protože pro získání kondenzátoru požadované hodnoty bylo nutné je zapojit paralelně. Kondenzátory a relé jsou připojeny ke zbytku obvodu nabíječky pomocí konektoru (na fotografii výše modrý), což usnadnilo přístup k dalším prvkům při instalaci.

Na vnější straně zadní stěny je instalován žebrovaný hliníkový chladič pro chlazení výkonových diod VD2-VD5. Dále je zde 1A pojistka Pr1 a zástrčka (převzatá ze zdroje počítače) pro napájení.

Výkonové diody nabíječky jsou zajištěny pomocí dvou upínacích lišt k chladiči uvnitř pouzdra. Za tímto účelem je v zadní stěně pouzdra vytvořen obdélníkový otvor. Toto technické řešení nám umožnilo minimalizovat množství tepla generovaného uvnitř skříně a ušetřit místo. Vývody diod a napájecí vodiče jsou připájeny na volný pásek z fóliového sklolaminátu.

Na fotografii je pohled na podomácku vyrobenou nabíječku na pravé straně. Instalace elektrického obvodu se provádí barevnými vodiči, střídavým napětím - hnědé, kladné - červené, záporné - modré vodiče. Průřez vodičů vycházejících ze sekundárního vinutí transformátoru ke svorkám pro připojení baterie musí být minimálně 1 mm2.

Ampérmetrový bočník je kus vysokoodporového konstantanového drátu o délce asi centimetr, jehož konce jsou zataveny v měděných proužcích. Délka bočníku se volí při kalibraci ampérmetru. Vzal jsem drát z bočníku spáleného testeru ukazatele. Jeden konec měděných pásků je připájen přímo ke kladné výstupní svorce, na druhý pásek je připájen silný vodič vycházející z kontaktů relé P3. Žlutý a červený vodič jdou k ukazovacímu zařízení ze bočníku.

Deska s plošnými spoji automatizační jednotky 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. Provedení desky plošných spojů pro obvod automatického ovládání a ochrany je jednoduché, otvory jsou vyrobeny s roztečí 2,5 mm.

Na fotografii výše je pohled na desku plošných spojů ze strany instalace s díly označenými červeně. Tento výkres je vhodný při sestavování desky s plošnými spoji.

Výše uvedený nákres desky s plošnými spoji bude užitečný při výrobě pomocí technologie laserové tiskárny.

A tento výkres desky s plošnými spoji bude užitečný při ručním nanášení proudových drah desky s plošnými spoji.

Nabíječka voltmetr a ampérmetr stupnice

Stupnice ručkového přístroje milivoltmetru V3-38 neodpovídala požadovaným měřením, musel jsem si na počítači nakreslit vlastní verzi, vytisknout ji na silný bílý papír a moment nalepit lepidlem na standardní stupnici.

Díky větší velikosti měřítka a kalibraci přístroje v oblasti měření byla přesnost odečítání napětí 0,2 V.

Vodiče pro připojení nabíječky k baterii a síťovým svorkám

Vodiče pro připojení autobaterie k nabíječce jsou na jedné straně opatřeny krokosvorkami a na druhé straně dělenými konci. Červený vodič je vybrán pro připojení kladného pólu baterie a modrý vodič je vybrán pro připojení záporného pólu. Průřez vodičů pro připojení k bateriovému 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 součástech nabíječky

Výkonový transformátor T1 je použit typ 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, vystačí si s jakýmkoliv transformátorem o výkonu 150 wattů. Sekundární vinutí transformátoru musí poskytovat napětí 18-20 V při zatěžovacím proudu do 8 A. Počet závitů sekundárního vinutí transformátoru můžete vypočítat pomocí speciální kalkulačky.

Kondenzátory C4-C9 typ MBGCh pro napětí minimálně 350 V. Můžete použít kondenzátory jakéhokoli typu určené pro provoz ve střídavých obvodech.

Diody VD2-VD5 jsou vhodné pro jakýkoli typ, dimenzované na proud 10 A. VD7, VD11 - libovolné pulzní křemíkové. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 a VD13 jsou jakékoli, které snesou proud 1 A. LED VD1 je libovolná, VD9 jsem použil typ KIPD29. Charakteristickým rysem této LED je, že mění barvu při změně polarity připojení. K jeho sepnutí slouží kontakty K1.2 relé P1. Při nabíjení hlavním proudem 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.

Zvolený operační zesilovač je KR1005UD1, analog zahraničního AN6551. Takové zesilovače byly použity ve zvukové a obrazové jednotce videorekordéru VM-12. Na zesilovači je dobré, že nevyžaduje dvoupólové napájení ani korekční obvody a zůstává funkční při napájecím napětí 5 až 12 V. Lze jej nahradit téměř jakýmkoliv podobným. Například LM358, LM258, LM158 jsou dobré pro výměnu mikroobvodů, ale jejich číslování kolíků je jiné 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 spínací proud 1 A. P3 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 nainstalovat několik pákových přepínačů a nastavit nabíjecí proud řekněme 5 A a 8 A. Pokud nabíjíte pouze autobaterie, pak je toto řešení zcela opodstatněné. Spínač S2 se používá 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 ručně.

Vhodná je jakákoliv elektromagnetická hlavice pro měřič proudu a napětí s celkovou odchylkou proudu 100 μA, například typ M24. Pokud není potřeba měřit napětí, ale pouze proud, můžete nainstalovat hotový ampérmetr určený pro maximální konstantní měřicí proud 10 A a sledovat napětí externím číselníkem nebo multimetrem připojením k baterii kontakty.

Nastavení jednotky automatického nastavení a ochrany automatické řídicí jednotky

Pokud je deska správně sestavena a všechny rádiové prvky jsou v dobrém provozním stavu, obvod bude 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 hrát na jistotu a před instalací do krytu zkontrolovat a nakonfigurovat automatický řídicí a ochranný obvod automatické řídicí jednotky. K tomu budete potřebovat stejnosměrný zdroj, který má schopnost regulovat výstupní napětí v rozsahu od 10 do 20 V, určený pro výstupní proud 0,5-1 A. Co se týče měřicích přístrojů, budete potřebovat jakékoliv voltmetr, pointer tester nebo multimetr určený k měření stejnosměrného napětí, s limitem měření od 0 do 20 V.

Kontrola stabilizátoru napětí

Po instalaci všech dílů na desku plošných spojů je potřeba přivést napájecí napětí 12-15 V ze zdroje na společný vodič (mínus) a pin 17 čipu DA1 (plus). Změnou napětí na výstupu zdroje z 12 na 20 V je potřeba pomocí voltmetru zajistit, aby napětí na výstupu 2 čipu stabilizátoru napětí DA1 bylo 9 V. Pokud je napětí jiné nebo se mění, pak je DA1 vadný.

Mikroobvody řady K142EN a analogy mají ochranu proti zkratu na výstupu a pokud zkratujete jeho výstup na společný vodič, mikroobvod vstoupí do ochranného režimu a neselže. Pokud test ukáže, že napětí na výstupu mikroobvodu je 0, neznamená to vždy, že je vadný. Je docela možné, že mezi drahami desky plošných spojů je zkrat nebo je vadný některý z rádiových prvků ve zbytku obvodu. Pro kontrolu mikroobvodu stačí odpojit jeho pin 2 od desky a pokud se na něm objeví 9 V, znamená to, že mikroobvod funguje a je nutné najít a odstranit zkrat.

Kontrola systému přepěťové ochrany

Princip činnosti obvodu jsem se rozhodl začít popisovat jednodušší částí obvodu, která nepodléhá přísným normám provozního napětí.

Funkci odpojení nabíječky od sítě v případě odpojení baterie plní část obvodu sestavená na operačním diferenciálním zesilovači A1.2 (dále jen operační zesilovač).

Princip činnosti operačního diferenciálního zesilovače

Bez znalosti principu činnosti operačního zesilovače je obtížné porozumět fungování obvodu, takže uvedu stručný popis. Operační zesilovač má dva vstupy a jeden výstup. Jeden ze vstupů, který je ve schématu označen znaménkem „+“, se nazývá neinvertující a druhý vstup, který je označen znaménkem „–“ nebo kroužkem, se nazývá invertující. Slovo diferenční operační zesilovač znamená, že napětí na výstupu zesilovače závisí na rozdílu napětí na jeho vstupech. V tomto zapojení je operační zesilovač zapnut bez zpětné vazby, v režimu komparátoru – porovnávání vstupních napětí.

Pokud tedy napětí na jednom ze vstupů zůstane nezměněno a na druhém se změní, pak v okamžiku průchodu bodem rovnosti napětí na vstupech se napětí na výstupu zesilovače náhle změní.

Testování obvodu přepěťové ochrany

Vraťme se ke schématu. Neinvertující vstup zesilovače A1.2 (vývod 6) je připojen k napěťovému děliči namontovanému přes odpory 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 (pin 7) je připojen na druhý dělič napětí, namontované na rezistorech R11 a R12. Tento dělič napětí je připojen ke sběrnici, kterou protéká 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 sepne diodu VD11 a rezistor R15 se nebude podílet na činnosti obvodu.

Jakmile nabíjecí napětí překročí 19 V (k tomu může dojít pouze při odpojení baterie od výstupu nabíječky), napětí na kolíku 7 se zvýší než na kolíku 6. V tomto případě bude napětí na op- výstup zesilovače se náhle sníží na nulu. Tranzistor se sepne, relé ztratí napájení a rozpojí se kontakty K2.1. Napájecí napětí do RAM bude přerušeno. V okamžiku, kdy je napětí na výstupu operačního zesilovače nulové, otevře se dioda VD11 a tím je R15 zapojen paralelně k R14 děliče. Napětí na kolíku 6 se okamžitě sníží, což eliminuje falešné pozitivy, když jsou napětí na vstupech operačního zesilovače stejná kvůli zvlnění a rušení. Změnou hodnoty R15 můžete změnit hysterezi komparátoru, tedy napětí, při kterém se obvod vrátí do původního stavu.

Když je baterie připojena k RAM, napětí na kolíku 6 bude opět nastaveno na 6,75 V a na kolíku 7 bude nižší a obvod začne normálně fungovat.

Pro kontrolu činnosti obvodu stačí změnit napětí na napájecím zdroji z 12 na 20 V a místo relé P2 připojit voltmetr pro sledování jeho údajů. Když je napětí menší než 19 V, voltmetr by měl ukazovat napětí 17-18 V (část napětí na tranzistoru klesne), a pokud je vyšší, tak nulu. Stále je vhodné připojit vinutí relé k obvodu, pak bude zkontrolována nejen funkce obvodu, ale také jeho funkčnost a kliknutím na relé bude možné ovládat provoz automatizace bez voltmetr.

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 rezistorů odpovídajících děličů. Pokud dělicí odpory a dioda VD11 fungují, pak je operační zesilovač vadný.

Pro kontrolu obvodu R15, D11 stačí odpojit jednu ze svorek těchto prvků, obvod bude fungovat pouze bez hystereze, to znamená, že se zapíná a vypíná při stejném napětí dodávaném ze zdroje. Tranzistor VT12 lze snadno zkontrolovat odpojením jednoho z pinů R16 a sledováním napětí na výstupu operačního zesilovače. Pokud se napětí na výstupu operačního zesilovače mění správně a relé je vždy zapnuto, znamená to, že mezi kolektorem a emitorem tranzistoru došlo k poruše.

Kontrola vypínacího obvodu baterie, když je plně nabitá

Princip činnosti operačního zesilovače A1.1 se neliší od činnosti A1.2, s výjimkou možnosti změnit prahovou hodnotu pro přerušení napětí pomocí trimovacího rezistoru R5.

Dělič pro referenční napětí je namontován na rezistorech R7, R8 a napětí na pinu 4 operačního zesilovače by mělo být 4,5 V. Tento problém je podrobněji popsán v článku na webu „Jak nabíjet baterii“.

Pro kontrolu funkce A1.1 se napájecí napětí dodávané ze zdroje plynule 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 nabíječku na nízký proud nabíjecí režim přes kondenzátor C4. Při poklesu napětí pod 12,54 V by se mělo relé sepnout a přepnout nabíječku do nabíjecího režimu proudem o dané hodnotě.

Spínací prahové napětí 12,54 V lze upravit změnou hodnoty odporu R9, není to však nutné.

Pomocí spínače S2 je možné deaktivovat automatický provozní režim přímým sepnutím relé P1.

Obvod nabíječky kondenzátoru

bez automatického vypnutí

Pro ty, kteří nemají dostatečné zkušenosti se sestavováním elektronických obvodů nebo nepotřebují po nabití baterie automaticky vypínat nabíječku, nabízím zjednodušenou verzi schématu nabíjení kyselinových autobaterií. Charakteristickým rysem obvodu je snadnost opakování, spolehlivost, vysoká účinnost a stabilní nabíjecí proud, ochrana proti nesprávnému připojení baterie a automatické pokračování nabíjení při výpadku napájecího napětí.

Princip stabilizace nabíjecího proudu zůstává 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 rozepnuté a i když je nabíječka připojena ke zdroji, do obvodu neteče proud. Totéž se stane, pokud baterii připojíte nesprávně podle polarity. Při správném připojení baterie proud z ní teče přes diodu VD8 do vinutí relé P1, relé je aktivováno a jeho kontakty K1.1 a K1.2 jsou sepnuty. 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 reléové kontakty K1.2 nejsou potřeba, ale pokud tam nejsou, pak pokud je baterie připojena nesprávně, proud poteče z kladné svorky baterie přes zápornou svorku nabíječky, pak přes diodový můstek a poté přímo na záporný pól baterie a diod selže nabíjecí můstek.

Navržený jednoduchý obvod pro nabíjení akumulátorů lze snadno přizpůsobit pro nabíjení akumulátorů napětím 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.

Na přání 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 domácí paměť

Před nabíjením je třeba baterii vyjmutou z vozu očistit od nečistot a její povrchy 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. Je bezpodmínečně nutné zkontrolovat hladinu elektrolytu, a pokud je nižší, než je požadováno, přidejte destilovanou vodu.

Dále je třeba nastavit nabíjecí proud pomocí přepínače S1 na nabíječce a připojit baterii, dodržujte polaritu (kladný pól baterie musí být připojen ke kladnému pólu nabíječky) k jejím svorkám. Pokud je spínač S3 v dolní poloze, šipka na nabíječce okamžitě ukáže napětí, které baterie produkuje. Jediné, co musíte udělat, je zapojit napájecí kabel do zásuvky a proces nabíjení baterie začne. Voltmetr již začne ukazovat nabíjecí napětí.

Dobu nabíjení baterie si můžete vypočítat pomocí online kalkulátoru, zvolit optimální režim nabíjení pro autobaterii a seznámit se s pravidly jejího provozu návštěvou webového článku „Jak nabíjet baterii“.

Budete potřebovat

• Výkonový transformátor TS-180-2, vodiče o průřezu 2,5 mm2, čtyři diody D242A, napájecí zástrčka, páječka, pájka, pojistky 0,5A a 10A;
• domácí žárovka s výkonem až 200 W;
• polovodičová dioda, která vede elektřinu pouze jedním směrem. Jako takovou diodu můžete použít nabíječku notebooku.

Instrukce

Ze starého počítačového zdroje lze vyrobit jednoduchou nabíječku. Vzhledem k tomu, že vyžaduje proud 10 % celkové kapacity baterie, může být účinným zdrojem nabíjení jakýkoli napájecí zdroj s více než 150 volty. Téměř všechny zdroje mají PWM řadič založený na čipu TL494 (nebo podobném KA7500). Nejprve je potřeba odpájet přebytečné vodiče (ze zdrojů -5V, -12B, +5B, +12B). Poté vyjměte R1 a nahraďte jej ořezávacím rezistorem s nejvyšší hodnotou 27 kOhm. Šestnáctá svorka je také odpojena od hlavního vodiče, čtrnáctá a patnáctá jsou odříznuty v místě připojení.

Na zadní desku bloku je třeba nainstalovat potenciometr-regulátor proudu R10. K dispozici jsou také 2 kabely: jeden pro síť, druhý pro svorky baterie.

Nyní se musíte vypořádat s kolíky 1, 14, 15 a 16. Nejprve je třeba je ozářit. K tomu je drát zbaven izolace a spálen páječkou. Tím se odstraní oxidový film, načež se drát nanese na kus kalafuny a poté se znovu přitlačí páječkou. Drát by měl být žlutohnědý. Nyní je třeba jej připevnit ke kousku pájky a potřetí a naposledy přitlačit páječkou. Drát by měl být stříbrný. Po dokončení tohoto postupu zbývá pouze připájet splétané tenké dráty.

Volnoběžné otáčky je nutné nastavit pomocí proměnného odporu s potenciometrem R10 ve střední poloze. Napětí naprázdno nastaví plné nabití mezi 13,8 a 14,2 volty. Na koncích svorek jsou instalovány spony. Je lepší udělat izolační trubice vícebarevné, aby se nezamotaly do vodičů. Mohlo by dojít k poškození zařízení. Červená obvykle označuje „plus“ a černá „mínus“.

Pokud bude zařízení sloužit pouze k nabíjení baterie, obejdete se bez voltmetru a ampérmetru. Bude stačit použít odstupňovanou stupnici potenciometru R10 s hodnotou 5,5-6,5 ampér. Proces nabíjení z takového zařízení by měl být snadný, automatický a neměl by vyžadovat vaše další úsilí. Tato nabíječka prakticky eliminuje možnost přehřátí nebo přebití baterie.

Další způsob výroby autobaterie je založen na použití upraveného dvanáctivoltového adaptéru. Nevyžaduje nabíječku autobaterie. Je důležité si uvědomit, že napětí baterie a napájecího zdroje musí být stejné, jinak bude nabíječka k ničemu.

Nejprve musíte odříznout a obnažit až 5 cm konec drátu adaptéru. Poté jsou protilehlé vodiče od sebe vzdáleny 40 cm. Nyní je třeba na každý z vodičů nasadit krokosvorku. Nezapomeňte použít různobarevné spony, abyste si nezaměnili polaritu. Každý terminál musíte připojit k baterii v sérii podle principu „od plus k plus“ a „od mínus k mínus“. Nyní zbývá pouze zapnout adaptér. Tato metoda je poměrně jednoduchá, jediným problémem je výběr správného zdroje energie. Tato baterie se může během nabíjení přehřívat, proto je důležité ji sledovat a v případě přehřátí na chvíli přerušit.

Z obyčejné žárovky a diody lze vyrobit nabíječku autobaterie. Takové zařízení bude velmi jednoduché a vyžaduje velmi málo počátečních prvků: žárovku, polovodičovou diodu, vodiče se svorkami a zástrčku. Žárovka musí mít výkon do 200 voltů. Čím vyšší je jeho výkon, tím rychlejší bude proces nabíjení. Polovodičová dioda musí vést elektřinu pouze jedním směrem. Můžete si vzít třeba nabíječku k notebooku.

Žárovka by měla hořet poloviční intenzitou, ale pokud se nerozsvítí vůbec, musíte upravit obvod. Je možné, že světlo zhasne, když je autobaterie plně nabitá, ale je to nepravděpodobné. Nabíjení s takovým zařízením zabere zhruba 10 hodin. Poté jej musíte odpojit od sítě, jinak je nevyhnutelné přehřátí, které poškodí baterii.

Pokud je situace naléhavá a není čas na stavbu složitějších nabíječek, můžete baterii nabíjet pomocí výkonné diody a ohřívače proudem ze sítě. Musíte se připojit k síti v následujícím pořadí: dioda, pak ohřívač, pak baterie. Tato metoda je neúčinná, protože spotřebovává mnoho elektřiny a účinnost je pouze 1%. Proto je tato nabíječka nejspolehlivější, ale také nejjednodušší na výrobu.

Výroba nejjednodušší nabíječky bude vyžadovat značné úsilí a technické znalosti. Je lepší mít vždy po ruce spolehlivou tovární nabíječku, ale v případě potřeby a dostatečných technických dovedností si ji můžete vyrobit sami.

Někdy se stane, že se baterie v autě vybije a již ji nelze nastartovat, protože startér nemá dostatečné napětí, a tedy ani proud, aby protočil hřídel motoru. V takovém případě můžete „zapálit“ od jiného majitele auta, aby se motor nastartoval a baterie se začala nabíjet z generátoru, ale to vyžaduje speciální dráty a osobu, která vám ochotně pomůže. Baterii můžete nabíjet i sami pomocí specializované nabíječky, která je však poměrně drahá a nemusíte ji používat příliš často. Proto se v tomto článku podrobně podíváme na domácí zařízení a také na pokyny, jak vyrobit nabíječku pro autobaterii vlastníma rukama.

Domácí zařízení

Normální napětí baterie při odpojení od vozidla je mezi 12,5 V a 15 V. Proto musí nabíječka produkovat stejné napětí. Nabíjecí proud by měl být přibližně 0,1 kapacity, může být i méně, ale tím se prodlouží doba nabíjení. U běžné baterie o kapacitě 70-80 Ah by měl být proud 5-10 ampérů v závislosti na konkrétní baterii. Naše domácí nabíječka baterií musí tyto parametry splňovat. K sestavení nabíječky pro autobaterii potřebujeme následující prvky:

Transformátor. Vyhovuje nám jakýkoli starý elektrospotřebič nebo zakoupený na trhu s celkovým výkonem cca 150 wattů, více je možné, ale ne méně, jinak se velmi zahřeje a může selhat. Je skvělé, pokud je napětí jeho výstupních vinutí 12,5-15 V a proud je asi 5-10 ampér. Tyto parametry si můžete prohlédnout v dokumentaci k vaší části. Pokud požadované sekundární vinutí není k dispozici, pak bude nutné transformátor převinout na jiné výstupní napětí. Pro tohle:

Tak jsme našli nebo sestavili ideální transformátor pro výrobu vlastní nabíječky baterií.

Budeme také potřebovat:

Po přípravě všech materiálů můžete přistoupit k procesu montáže samotné nabíječky do auta.

Technologie montáže

Chcete-li vyrobit nabíječku pro autobaterii vlastníma rukama, musíte postupovat podle pokynů krok za krokem:

1. Vytváříme domácí okruh nabíjení baterie. V našem případě to bude vypadat takto:
   
2. Používáme transformátor TS-180-2. Má několik primárních a sekundárních vinutí. Chcete-li s ním pracovat, musíte zapojit dvě primární a dvě sekundární vinutí do série, abyste získali požadované napětí a proud na výstupu.
   
   
3. Pomocí měděného drátu spojíme kolíky 9 a 9‘ k sobě.
   
4. Na desku ze skelných vláken sestavujeme diodový můstek z diod a radiátorů (jak je znázorněno na fotografii).
   
5. Piny 10 a 10‘ připojíme k diodovému můstku.
6. Mezi piny 1 a 1 nainstalujeme propojku.
   
7. Pomocí páječky připojte napájecí kabel se zástrčkou na kolíky 2 a 2‘.
8. Do primárního okruhu připojíme pojistku 0,5 A, do sekundárního 10ampérovou.
9. Do mezery mezi diodovým můstkem a baterií zapojíme ampérmetr a kousek nichromového drátu. Jeden konec je pevný a druhý musí poskytovat pohyblivý kontakt, takže se odpor změní a proud dodávaný do baterie bude omezen.
10. Všechny spoje izolujeme smršťovací nebo elektrickou páskou a umístíme zařízení do pouzdra. To je nezbytné, aby nedošlo k úrazu elektrickým proudem.
11. Na konec drátu nainstalujeme pohyblivý kontakt tak, aby jeho délka a tedy i odpor byly maximální. A připojte baterii. Zmenšením nebo zvýšením délky vodiče musíte nastavit požadovanou hodnotu proudu pro vaši baterii (0,1 její kapacity).
12. Během procesu nabíjení se proud dodávaný do baterie sám sníží a když dosáhne 1 ampér, můžeme říci, že je baterie nabitá. Je také vhodné přímo sledovat napětí na baterii, ale k tomu je třeba ji odpojit od nabíječky, protože při nabíjení bude o něco vyšší než skutečné hodnoty.

První spuštění sestaveného obvodu jakéhokoli zdroje nebo nabíječky se vždy provádí přes žárovku, pokud se rozsvítí plnou intenzitou - buď je někde chyba, nebo je primární vinutí zkratováno! V mezeře fázového nebo nulového vodiče napájejícího primární vinutí je instalována žárovka.

Tento obvod domácí nabíječky baterií má jednu velkou nevýhodu - neví, jak samostatně odpojit baterii od nabíjení po dosažení požadovaného napětí. Proto budete muset neustále sledovat hodnoty voltmetru a ampérmetru. Existuje design, který tuto nevýhodu nemá, ale jeho montáž bude vyžadovat další díly a více úsilí.

Vizuální ukázka hotového výrobku

Provozní řád

Nevýhodou podomácku vyrobené nabíječky na 12V baterii je, že po úplném nabití baterie se zařízení automaticky nevypne. Proto se budete muset pravidelně dívat na výsledkovou tabuli, abyste ji mohli včas vypnout. Další důležitou nuancí je, že kontrola nabíječky na jiskru je přísně zakázána.

Mezi další opatření, která je třeba přijmout, patří:

• při připojování svorek se ujistěte, že si nezaměňujete „+“ a „-“, jinak jednoduchá domácí nabíječka baterií selže;
• připojení ke svorkám by mělo být provedeno pouze ve vypnuté poloze;
• multimetr musí mít měřící stupnici větší než 10 A;
• Při nabíjení byste měli odšroubovat zátky na baterii, aby nedošlo k její explozi v důsledku varu elektrolytu.

Master class na vytvoření složitějšího modelu

To je ve skutečnosti vše, co jsem vám chtěl říci o tom, jak správně vyrobit nabíječku pro autobaterii vlastníma rukama. Doufáme, že pro vás byly pokyny jasné a užitečné, protože... Tato možnost je jedním z nejjednodušších typů domácího nabíjení baterie!

Přečtěte si také:

Velmi často, zejména v chladném období, se automobiloví nadšenci potýkají s potřebou nabít autobaterii. Je možné a vhodné zakoupit tovární nabíječku, nejlépe nabíjecí a startovací pro použití v garáži.

Pokud však máte elektrotechnické dovednosti a určité znalosti v oblasti radiotechniky, můžete si vyrobit jednoduchou nabíječku pro autobaterii vlastníma rukama. Navíc je lepší se předem připravit na možnou událost, že se baterie náhle vybije daleko od domova nebo místa, kde je zaparkovaná a servisovaná.

Obecné informace o procesu nabíjení baterie

Nabíjení autobaterie je nutné, když je úbytek napětí na svorkách menší než 11,2 V. Navzdory tomu, že baterie dokáže nastartovat motor auta i při takovém nabití, při dlouhodobém parkování při nízkém napětí nastupují procesy sulfatace desek, které vedou ke ztrátě kapacity baterie.

Při zazimování auta na parkovišti nebo v garáži je proto nutné neustále dobíjet baterii a sledovat napětí na jejích svorkách. Lepší variantou je vyjmout baterii, dát ji na teplé místo, ale stále nezapomínat na její nabití.

Baterie se nabíjí konstantním nebo pulzním proudem. V případě nabíjení ze zdroje konstantního napětí se obvykle volí nabíjecí proud rovnající se jedné desetině kapacity baterie.

Pokud je například kapacita baterie 60 ampérhodin, nabíjecí proud by měl být zvolen na 6 ampér. Výzkumy však ukazují, že čím nižší je nabíjecí proud, tím méně intenzivní jsou procesy sulfatace.

Kromě toho existují způsoby pro desulfataci desek baterií. Jsou následující. Nejprve se baterie vybije na napětí 3 - 5 Voltů vysokými proudy krátkého trvání. Například při zapnutí startéru. Pak následuje pomalé plné nabití proudem asi 1 Ampér. Takové postupy se opakují 7-10krát. Tyto akce mají desulfatační účinek.

Na tomto principu jsou prakticky založeny desulfatační pulzní nabíječky. Baterie v takových zařízeních se nabíjí pulzním proudem. Během doby nabíjení (několik milisekund) je na svorky baterie přiveden krátký vybíjecí impuls opačné polarity a delší nabíjecí impuls přímé polarity.

Během nabíjení je velmi důležité zabránit efektu přebití baterie, tedy okamžiku, kdy je nabita na maximální napětí (12,8 - 13,2 V, v závislosti na typu baterie).

To může způsobit zvýšení hustoty a koncentrace elektrolytu, nevratnou destrukci desek. Proto jsou tovární nabíječky vybaveny elektronickým systémem ovládání a vypínání.

Schémata domácích jednoduchých nabíječek pro autobaterii

Prvoci

Zvažme případ, jak nabíjet baterii pomocí improvizovaných prostředků. Například situace, kdy jste večer nechali auto poblíž svého domu a zapomněli vypnout některá elektrická zařízení. Ráno byla baterie vybitá a auto nešlo nastartovat.

V tomto případě, pokud vaše auto startuje dobře (s půl otáčkou), stačí baterii trochu „přitáhnout“. Jak to udělat? Nejprve potřebujete zdroj konstantního napětí v rozmezí od 12 do 25 voltů. Za druhé, omezující odpor.

Co můžete doporučit?

V dnešní době má téměř každá domácnost notebook. Napájecí zdroj notebooku nebo netbooku má zpravidla výstupní napětí 19 voltů a proud nejméně 2 ampéry. Vnější pin napájecího konektoru je mínus, vnitřní pin je kladný.

Jako omezující odpor a je to povinné!!!, můžete použít žárovku interiéru vozu. Můžete mít samozřejmě větší výkon z blinkrů nebo ještě horších dorazů či rozměrů, ale je tu možnost přetížení zdroje. Nejjednodušší obvod je sestaven: mínus napájecí zdroj - žárovka - mínus baterie - plus baterie - plus napájecí zdroj. Za několik hodin bude baterie dostatečně nabitá, aby nastartovala motor.

Pokud nemáte notebook, můžete si na rádiovém trhu předkoupit výkonnou usměrňovací diodu se zpětným napětím více než 1000 voltů a proudem 3 ampéry. Má malé rozměry a lze jej v případě nouze vložit do přihrádky v palubní desce.

Co dělat v případě nouze?

Jako omezující zátěž lze použít běžné žárovky žárovka na 220 Volt. Například 100W lampa (výkon = napětí X proud). Při použití 100wattové lampy tedy bude nabíjecí proud asi 0,5 ampéru. Není to moc, ale přes noc poskytne baterii kapacitu 5 ampérhodin. Obvykle stačí ráno párkrát protočit startér auta.

Pokud paralelně zapojíte tři 100wattové lampy, nabíjecí proud se ztrojnásobí. Autobaterii můžete nabít téměř do poloviny přes noc. Někdy místo lamp zapnou elektrický sporák. Zde už ale může selhat dioda a zároveň baterie.

Obecně platí, že tento druh experimentů s přímým nabíjením baterie ze sítě střídavého napětí 220 voltů extrémně nebezpečné. Měly by být použity pouze v extrémních případech, kdy není jiná možnost.

Z počítačových zdrojů

Než se pustíte do výroby vlastní nabíječky pro autobaterii, měli byste zhodnotit své znalosti a zkušenosti v oblasti elektro a radiotechniky. V souladu s tím vyberte úroveň složitosti zařízení.

Nejprve byste se měli rozhodnout pro základnu prvků. Uživatelům počítačů velmi často zůstávají staré systémové jednotky. Jsou tam napájecí zdroje. Spolu s napájecím napětím +5V obsahují sběrnici +12V. Zpravidla je dimenzován na proud do 2 ampér. To je na slabou nabíječku docela dost.

Video - návod na výrobu krok za krokem a schéma jednoduché nabíječky pro autobaterii z napájení počítače:

Ale 12 voltů je málo. Je nutné jej „přetaktovat“ na 15. Jak? Obvykle pomocí metody „poke“. Vezměte odpor asi 1 kOhm a připojte jej paralelně k ostatním odporům poblíž mikroobvodu s 8 nohami v sekundárním obvodu zdroje.

Tím se mění koeficient přenosu zpětnovazebního obvodu a výstupní napětí.

Je těžké to vysvětlit slovy, ale uživatelé obvykle uspějí. Výběrem hodnoty odporu můžete dosáhnout výstupního napětí asi 13,5 V. To stačí k nabití autobaterie.

Pokud nemáte po ruce zdroj, můžete se poohlédnout po transformátoru se sekundárním vinutím 12 - 18 voltů. Používaly se ve starých trubkových televizích a dalších domácích spotřebičích.

Nyní lze takové transformátory nalézt v použitých nepřerušitelných zdrojích napájení, lze je koupit za haléře na sekundárním trhu. Dále začneme vyrábět nabíječku transformátoru.

Transformátorové nabíječky

Transformátorové nabíječky jsou nejběžnější a nejbezpečnější zařízení široce používaná v automobilové praxi.

Video - jednoduchá nabíječka autobaterie pomocí transformátoru:

Nejjednodušší obvod transformátorové nabíječky pro autobaterii obsahuje:

• síťový transformátor;
• usměrňovací můstek;
• omezující zátěž.

Omezovací zátěží protéká velký proud a velmi se zahřívá, proto se pro omezení nabíjecího proudu často v primárním obvodu transformátoru používají kondenzátory.

V zásadě se v takovém obvodu obejdete bez transformátoru, pokud si kondenzátor vyberete moudře. Ale bez galvanického oddělení od AC sítě bude takový obvod nebezpečný z hlediska úrazu elektrickým proudem.

Praktičtější jsou nabíjecí obvody pro autobaterie s regulací a omezením nabíjecího proudu. Jedno z těchto schémat je znázorněno na obrázku:

Usměrňovací můstek vadného autogenerátoru můžete použít jako výkonné usměrňovací diody mírným přepojením obvodu.

Složitější pulzní nabíječky s funkcí desulfatace se obvykle vyrábějí pomocí mikroobvodů, dokonce i mikroprocesorů. Jsou náročné na výrobu a vyžadují speciální instalační a konfigurační dovednosti. V tomto případě je jednodušší zakoupit tovární zařízení.

Bezpečnostní požadavky

Podmínky, které musí být splněny při použití domácí nabíječky autobaterií:

• Nabíječka a baterie musí být během nabíjení umístěny na ohnivzdorném povrchu;
• při použití jednoduchých nabíječek je nutné používat osobní ochranné prostředky (izolační rukavice, gumová podložka);
• při použití nově vyrobených zařízení je nutné neustálé sledování procesu nabíjení;
• hlavními kontrolovanými parametry procesu nabíjení jsou proud, napětí na svorkách baterie, teplota těla nabíječky a baterie, kontrola bodu varu;
• Při nočním nabíjení je nutné mít v síťovém připojení proudové chrániče (RCD).

Video - schéma nabíječky pro autobaterii z UPS:

Může být zajímavé:

Skener pro vlastní diagnostiku automobilu

Jak se rychle zbavit škrábanců na karoserii auta

Jaké jsou výhody instalace autobufferů?

Mirror DVR Car DVRs Mirror

Podobné články

Komentáře k článku:

Lyokha

Informace zde uvedené jsou jistě zajímavé a poučné. Jako bývalý radiotechnik sovětské školy jsem ji četl s velkým zájmem. Ale ve skutečnosti je nepravděpodobné, že by se nyní i „zoufalí“ radioamatéři obtěžovali hledáním schémat zapojení pro podomácku vyrobenou nabíječku a později ji sestavovali pomocí páječky a rádiových součástek. Tohle udělají jen rádioví fanatici. Je mnohem snazší koupit továrně vyrobené zařízení, zejména proto, že si myslím, že ceny jsou dostupné. V krajním případě se můžete obrátit na další automobilové nadšence s prosbou o „přisvícení“, naštěstí je nyní aut všude dost. To, co je zde napsáno, není užitečné ani tak pro svou praktickou hodnotu (i když i ta), ale pro podnícení zájmu o radiotechniku ​​obecně. Koneckonců, většina moderních dětí nejenže nedokáže rozeznat odpor od tranzistoru, ale nebudou ho moci vyslovit napoprvé. A to je velmi smutné...

Michaele

Když byla baterie stará a polovybitá, často jsem k dobíjení používal zdroj notebooku. Jako omezovač proudu jsem použil nepotřebné staré zadní světlo se čtyřmi paralelně zapojenými 21W žárovkami. Řídím napětí na svorkách, na začátku nabíjení bývá asi 13 V, baterie hltavě žere náboj, pak se nabíjecí napětí zvyšuje a když dosáhne 15 V, nabíjení přestávám. Spolehlivé nastartování motoru trvá půl hodiny až hodinu.

Ignat

Mám v garáži sovětskou nabíječku, jmenuje se „Volna“, vyrobenou v roce '79. Uvnitř je statný a těžký transformátor a několik diod, rezistorů a tranzistorů. Téměř 40 let v provozu, a to přesto, že jej otec s bratrem neustále používají nejen k nabíjení, ale i jako zdroj 12 V. A nyní je skutečně jednodušší koupit levný čínský přístroj za pětistovku metrů čtverečních, než se trápit s páječkou. A na Aliexpressu ho koupíte i za jeden a půl stovky, i když jeho odeslání bude trvat dlouho. Sice se mi líbila možnost od napájení počítače, v garáži se mi povaluje desítka starých, ale fungují docela dobře.

San Sanych

Hmmm. Samozřejmě, generace Pepsicol roste... :-\ Správná nabíječka by měla vyrábět 14,2 voltů. Nic víc a nic míň. Při větším potenciálovém rozdílu dojde k varu elektrolytu a nabobtnání baterie, takže bude problematické ji vyjmout nebo naopak neinstalovat zpět do auta. Při menším potenciálním rozdílu se baterie nenabíjí. Nejběžnější obvod prezentovaný v materiálu je s redukčním transformátorem (první). V tomto případě musí transformátor produkovat přesně 10 voltů při proudu alespoň 2 ampéry. Těch je v prodeji spousta. Je lepší instalovat domácí diody - D246A (nutno instalovat na radiátor se slídovými izolátory). V nejhorším případě - KD213A (tyto lze nalepit na hliníkový radiátor superlepidlem). Jakýkoli elektrolytický kondenzátor s kapacitou alespoň 1000 uF pro provozní napětí alespoň 25 voltů. Také není potřeba příliš velký kondenzátor, protože v důsledku zvlnění nedostatečně usměrněného napětí získáme optimální nabití baterie. Celkem dostaneme 10 * odmocnina z 2 = 14,2 voltů. Sám mám takovou nabíječku od dob 412. Moskvana. Vůbec ne zabít. 🙂

Kirill

V zásadě, pokud máte potřebný transformátor, není tak obtížné sestavit obvod nabíječky transformátoru sami. I pro mě, nepříliš velkého specialistu v oboru radioelektroniky. Mnoho lidí říká, proč se obtěžovat, když je nákup jednodušší. Souhlasím, ale nejde o konečný výsledek, ale o samotný proces, protože je mnohem příjemnější použít něco vyrobeného vlastníma rukama než něco zakoupeného. A co je nejdůležitější, pokud se tento domácí výrobek porouchá, pak ten, kdo ho sestavil, zná důkladně svou nabíječku baterií a je schopen ji rychle opravit. A pokud zakoupený produkt vyhoří, musíte stále kopat a není vůbec pravda, že se najde porucha. Hlasuji pro vlastnoručně vyrobená zařízení!

Oleg

Obecně si myslím, že ideální variantou je průmyslová nabíječka, takže ji mám a nosím ji neustále v kufru. V životních situacích je to ale jiné. Jednou jsem byl na návštěvě u své dcery v Černé Hoře a tam s sebou většinou nic nenosí a málokdy to někdo má. Takže zapomněla v noci zavřít dveře. Baterie je vybitá. Žádná dioda po ruce, žádný počítač. Našel jsem šroubovák Boschevsky s 18 volty a proudem 1 ampér. Tak jsem použil jeho nabíječku. Je pravda, že jsem ji nabíjel celou noc a pravidelně kontroloval, zda se nepřehřívá. Ale ona to nevydržela, ráno ji nastartovali polovičním kopnutím. Možností je tedy mnoho, musíte hledat. No a ohledně podomácku vyrobených nabíječek mohu jako radiotechnik doporučit jen trafo, tzn. izolované přes síť, jsou bezpečné oproti kondenzátorům, diodám s žárovkou.

Sergeji

Nabíjení baterie nestandardními zařízeními může vést buď k úplnému nevratnému opotřebení, nebo ke snížení garantovaného provozu. Celý problém spočívá v připojování domácích výrobků, aby jmenovité napětí nepřekročilo přípustné. Je potřeba počítat se změnami teplot a to je zvláště v zimě velmi důležitý bod. Když o stupeň snížíme, zvýšíme a naopak. Existuje přibližná tabulka podle typu baterie - není těžké si ji zapamatovat. Dalším důležitým bodem je, že veškerá měření napětí a samozřejmě hustoty se provádějí pouze při studeném motoru, při vypnutém motoru.

Vitalík

Obecně nabíječku používám extrémně zřídka, možná jednou za dva tři roky a to jen když jedu na delší dobu pryč, třeba v létě na pár měsíců na jih za příbuznými. A tak v podstatě auto je v provozu téměř každý den, baterie je nabitá a o taková zařízení není nouze. Proto si myslím, že kupovat za peníze něco, co prakticky vůbec nepoužíváte, není moc chytré. Nejlepší možností je sestavit takové jednoduché plavidlo, řekněme z počítače, a nechat ho ležet a čekat v křídlech. Koneckonců, hlavní věcí zde není plně nabít baterii, ale trochu ji rozveselit, aby nastartoval motor, a pak generátor udělá svou práci.

Nikolay

Zrovna včera jsme dobili baterii pomocí šroubovákové nabíječky. Auto stálo venku, mráz -28, párkrát se protočila baterie a zastavila se. Vyndali jsme šroubovák, pár drátů, zapojili a po půl hodině auto bezpečně nastartovalo.

Dmitrij

Hotová nabíječka je samozřejmě ideální variantou, ale kdo chce používat vlastní ruce a vzhledem k tomu, že ji nemusíte často používat, nemusíte utrácet peníze za nákup a nabíjení vy sám.
Podomácku vyrobená nabíječka by měla být autonomní, nevyžadovat dohled nebo kontrolu proudu, protože nabíjíme nejčastěji v noci. Kromě toho musí poskytovat napětí 14,4 V a zajistit vypnutí baterie, když proud a napětí překročí normu. Měl by také poskytovat ochranu proti přepólování.
Hlavní chyby, kterých se „kulibíni“ dopouštějí, je připojení přímo k domácí elektrické síti, to ani není chyba, ale porušení bezpečnostních předpisů, další omezování nabíjecího proudu je kondenzátory a je to také dražší: jedna banka kondenzátory 32 uF při 350-400 V (méně než to není možné) budou stát jako cool značková nabíječka.
Nejjednodušší způsob je použít počítačový spínaný zdroj (UPS), je nyní cenově dostupnější než hardwarový transformátor a nemusíte dělat samostatnou ochranu, vše je připraveno.
Pokud nemáte počítačový zdroj, musíte se poohlédnout po transformátoru. Vhodný je zdroj s vláknovým vinutím ze starých elektronkových televizorů - TS-130, TS-180, TS-220, TS-270. Za očima mají spoustu síly. Starý vláknový transformátor TN najdete na autobazaru.
To vše je ale jen pro ty, kteří se kamarádí s elektrikáři. Pokud ne, neobtěžujte se - nebudete dělat cvičení, která splňují všechny požadavky, takže si kupte hotové a neztrácejte čas.

Laura

Nabíječku jsem dostal od dědy. Od sovětských dob. Domácí výroba. Vůbec tomu nerozumím, ale když to moji přátelé vidí, mlsají v obdivu a respektu a říkají, že je to věc „po staletí“. Říkají, že to bylo sestaveno pomocí nějakých lamp a stále funguje. Pravda, prakticky to nepoužívám, ale o to nejde. Všichni kritizují sovětskou techniku, ale ukazuje se, že je mnohonásobně spolehlivější než moderní technologie, dokonce i ty domácí.

Vladislav

Obecně užitečná věc v domácnosti, zvláště pokud existuje funkce pro úpravu výstupního napětí

Alexeji

Nikdy jsem neměl možnost používat nebo sestavit domácí nabíječky, ale princip montáže a fungování si docela umím představit. Myslím, že domácí výrobky nejsou o nic horší než tovární, jen se nikomu nechce šťourat, zvláště když ty z obchodu jsou docela dostupné.

Vítěz

Obecně jsou schémata jednoduchá, je jich málo a jsou přístupná. Úpravu lze také provést, pokud máte nějaké zkušenosti. Takže sbírat se to celkem dá. Samozřejmě je velmi příjemné používat zařízení sestavené vlastními rukama)).

Ivane

Nabíječka je samozřejmě užitečná věc, ale nyní jsou na trhu zajímavější exempláře - jmenují se startovací nabíječky

Sergeji

Nabíjecích obvodů je spousta a jako radiotechnik jsem jich vyzkoušel mnoho. Do loňského roku jsem měl schéma, které mi fungovalo od sovětských dob a fungovalo perfektně. Ale jednoho dne (mou vinou) baterie v garáži úplně vymřela a potřeboval jsem cyklický režim, abych ji obnovil. Pak jsem se neobtěžoval (kvůli nedostatku času) vytvořením nového okruhu, ale šel jsem si ho koupit. A teď nosím v kufru nabíječku pro každý případ.