Зарядное устройство с регулировкой тока на микросхемах (без микроконтроллера)


Хотим представить довольно удачный цифровой выпрямитель для зарядки автомобильных аккумуляторов, сделанный некоторое время назад сразу в двух экземплярах. Предыдущий простой выпрямитель, который сделан был на тиристорах, не обеспечивал достаточной точности регулирования — при изменении температуры порог отсечки был очень плавающим. Тот старый регулятор был сделан на основе схемы тиристор + стабилитрон.

Требования при проектировании

  • Плавное регулирование зарядного тока (регулируемая ШИМ 20 Гц), но без какой-либо специальной точности;
  • Автоматически отключать зарядку после превышения установленного напряжения;
  • После отключения зарядки, перезагрузка после опускания ниже установленного порога (режим десульфатации);
  • Отсутствие принудительного воздушного охлаждения (вентилятор когда-нибудь застопорится);
  • Подходит для батарей 6 В и 12 В;
  • Отсутствие микроконтроллеров и дисплеев;
  • Схема недорогая на основе запасов существующих компонентов;
  • Зарядный ток минимум 5 A.

Принцип действия схемы

ШИМ-регулятор — выход генератора имеет треугольный сигнал и сравнивается с напряжением от потенциометра на компараторе. Таким образом он получает прямоугольник с регулируемым заполнением скважности.

Схема измерения напряжения (источник опорного напряжения на TL431), сравнивает компаратором (гистерезис) тока батареи.

Печатная плата на ЗУ

Исполнительная схема — транзистор Mosfet N-канальный управляемый гальванически развязанным интерфейсом через оптрон, отключает «+» от аккумулятора.

Конструкция устройства

Радиатор стоит на всякий случай, потому что транзистор только слегка греется. Подходящие по току выпрямительные диоды. Шунт амперметра сделан самостоятельно под какой-то стрелочный прибор. Стабилизатор 7812 и трансформатор с хорошим запасом по мощности (всё-равно немного нагревается).

Электроника от возможного дождя защищена внутри корпуса крышкой из толстого куска пластика.

Испытания зарядного

Из протестированных батарей он продлил срок службы с помощью десульфатации одной на несколько месяцев. Два других аккумулятора получили короткие замыкания во время сульфации и они пошли на металлолом. Другие аккумуляторы просто заряжаются и все.

Тесты на дождь / снег / температуру не показали какого-либо негативного влияния погодных условий. Температура правда оказывает влияние на частоту генератора ШИМ и немного меняет настройку зарядного тока — однако точность незначительно ухудшается.

Выпрямитель устойчив к подключению АКБ обратной полярностью — испытан на аккумуляторе от трактора. Схема также проверена при зарядном токе 10 А — работает правильно, транзистор держится, только был перегрев шунта на амперметре и, следовательно, необходимость снижения максимального постоянного тока зарядки.

Полезное:  Фильтр НЧ для сабвуфера своими руками

Алгоритм работы ЗУ

  1. После включения разряженного аккумулятора зарядное устройство заряжает его, как и любое другое, за исключением того, что можно установить средний зарядный ток.
  2. Когда батарея заряжается и превышается порог 15,2 В — схема отключает зарядку.
  3. Дальнейшее поведение схемы зависит от состояния батареи: устройство ждет, пока напряжение на клеммах не упадет ниже примерно 14 В. У исправной батареи после полной зарядки напряжение от 15 В падает довольно медленно — до минуты. В очень сульфатированных АКБ напряжение на клеммах падает быстро — в течение нескольких секунд.
  4. Когда напряжение падает ниже 14 В, ЗУ снова включает зарядку, а когда достигнет 15,2 В — снова отключается.
  5. Циклы «зарядка» / «пауза» повторяются до выключения зарядного устройства.

Оценить состояние аккумулятора можно по соотношению времени «зарядки» / «перерыва». Такие циклы вызывают несколько секунд зарядки аккумулятора через каждые несколько десятков секунд. Вы можете безопасно оставить аккумулятор даже на месяц, после этого он будет на 100% готов к использованию. Это полезно, так как запасной аккумулятор на зиму для таксиста будет не лишним. Скачать файлы (схема, плата и другое).



11- 4,91

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ