Пульсирующее зарядно восстановительное устройство: Пульсирующее зарядно-восстановительное устройство

Содержание

Пульсирующее зарядно-восстановительное устройство

При длительной эксплуатации аккумуляторных батарей с несоблюдением правил зарядно-разрядного режима на пластинах возникают крупнокристаллические труднорастворимые кристаллы-дендриды, которые приводят электроды аккумуляторов к преждевременному износу, межэлектродным замыканиям и короблению пластин, ускоренный саморазряд снижает рабочую емкость в первые часы хранения.

Повышенное внутреннее сопротивление, вызванное кристаллизацией, приводит к снижению напряжения аккумулятора при минимальной нагрузке.

Принудительное повышение напряжения заряда при восстановлении аккумулятора приводит к кипению электролита, раннему наступлению процесса электролиза в электролите, повышенной температуре элементов и их возможному механическому разрыву при обильном выделении газа. Заряженные таким методом аккумуляторы не в состоянии долго и качественно работать.

Регенерация пластин пульсирующим током позволяет существенно улучшить техническое состояние элементов аккумуляторов, внутреннее сопротивление после непродолжительного восстановления снижается до рабочего состояния, при рабочей температуре. Кристаллы переходят после восстановления в аморфное состояние металла, устраняются межэлектродные замыкания.

Были в кратчайшее время восстановлены и заряжены NiCd аккумуляторы емкостью до 1 А*ч [1], свинцовые аккумуляторы от 10 до 240 А*ч, аккумуляторы железных дорог до 110 В и мощные аккумуляторы на напряжение в 2,5 В и ток более 2000 А на элемент. Положительное влияние технологии пульсирующего зарядно-восстановительного процесса позволяет продолжить эксплуатацию элементов аккумуляторов с высокими эксплуатационными показателями в течении длительного времени.

Технология зарядки пульсирующим током состоит в проведении зарядно-восстановительных работ импульсом тока, коротким по времени и высоким по амплитуде.

Накладка пульсирующего зарядно-восстановительного тока на небольшой постоянный подзарядный ток существенно улучшает старую технологию зарядки аккумуляторов постоянным током.

Пульсирующее зарядно-восстановительное устройство, описанное в данной статье, разработано для бытовых условий и имеет все положительные качества при низкой цене и небольших габаритах.

Характеристика устройства:

напряжение сети, В — 220;
мощность, Вт — 120;
ток зарядного цикла, А — 50;

ток подзаряда, А — 1;
время цикла заряда, мс — 4,7;
время цикла покоя, мс — 10.. .470;
напряжение аккумуляторов, В — 9.. .24;
количество элементов, шт — 6… 18;
время восстановления, ч — 3…6.

Схема зарядно-восстановительного устройства

Принципиальная схема (рис. 1) состоит из генератора прямоугольных импульсов на аналоговом таймере с регулировкой скважности и предварительной установкой напряжения зарядного тока, схема устройства питается от сетевого блока питания на трансформаторе и диодном мосте.

Применение интегрального таймера DA1 в генераторе прямоугольных импульсов позволяет довольно просто добиться приемлемых характеристик с обеспечением стабильной частоты и минимального энергопотребления.

Временные интервалы импульсов при заряде и разряде конденсатора С1 зависят от емкости конденсатора и сопротивления резисторов R1 и R2. Заряд происходит через резистор R1, а разряд — через резистор R2 и внутренний разрядный транзистор микросхемы. Диод VD2 устраняет возможность непроизвольного разряда конденсатора через цепи нагрузки выхода таймера.

При включении устройства напряжение на конденсаторе С1 равно нулю и по мере зарядки растет, а при достижении напряжения на выводе (2) нижнего компаратора микросхемы ниже или равном 1/3 напряжения питания (Un) выход (3) имеет высокий уровень в течении времени Т1 = 1.1R1C1, пока конденсатор не зарядится до напряжения на верхнем компараторе вывод (6) до величины 2/3Un.

Зарядка конденсатора С1 в это время происходит с высокого уровня выхода (3) таймера.

При достижении высокого уровня напряжения на конденсаторе С1 (2/3Un) срабатывает верхний компаратор, выход (3) микросхемы переключается в нулевое состояние. В этот момент внутренний разрядный транзистор микросхемы переходит в открытое состояние и начинается разряд конденсатора С1 со временем Т2 = 0.7R2C1, зависящим от сопротивления переменного резистора R2.

Поскольку значение резистора R2 в сотню раз больше чем R1, то и интервал времени длиннее во столько же раз. Изменением номинала резистора R2 можно добиться уменьшения времени периода Т2 до величины равной Т1, то есть регулировка временных интервалов происходит изменением скважности D = Т1/Т, где Т = Т1+Т2. Отношение периода, когда на выходе присутствует напряжение к полному периоду, называется скважностью или рабочим циклом.

Для получения короткого положительного импульса на выходе микросхемы DA1 цепи заряда и разряда время-зарядного конденсатора С1 в схеме разделены импульсным диодом VD2.

Напряжение высокого уровня с выхода таймера через индикаторный светодиод НL1 и ограничительный резистор R5 также управляет работой мощного транзисторного ключа VT2 для передачи цикла тока в аккумулятор GB1.

Питание на микросхему подается с параметрического стабилизатора на стабилитроне VD1 и ограничительном резисторе R3.

Вывод (5) в микросхеме таймера позволяет получить прямой доступ к точке делителя с уровнем 2/3Нп, являющейся опорной для работы верхнего компаратора. Использование данного вывода позволяет менять этот уровень для получения модификаций схемы, в данном случае для регулирования выходного напряжения при установке аккумуляторов разного типа и напряжения, а также для установки тока подзарядки.

Поскольку напряжение на базе транзистора VT1 изменяется с изменением напряжения на аккумуляторе, то такая отрицательная обратная связь с выхода устройства на управляющий элемент позволяет стабилизировать напряжение заряда и защищает аккумулятор от перезаряда.

Для защиты выходного транзистора от случайных коротких замыканий в цепи нагрузки установлен плавкий предохранитель FU1.

Диод VD4 защищает транзистор VT1 от превышения напряжения на базе.

Состояние работы схемы пульсирующего зарядно-восстановительного устройства индицируется светодиодами: HL1 «Заряд» указывает на прохождение прямоугольных импульсов циклического тока, HL2- на возможное перегорание предохранителя, HL3 — на правильную полярность подключения клемм аккумулятора в схему. Магнитоэлектрический прибор РА1 позволяет визуально контролировать величину тока в цепи заряда.

Напряжение постоянного тока на выходе силового блока питания выбрано большой величины, это позволяет увеличить амплитуду тока рабочего цикла, а средний ток заряда не превысит паспортных значений.

Используемые в схеме детали

Устройство не содержит дефицитных радиокомпонентов. Постоянные резисторы — типа МЛТ-0,125, переменные — типа СП-29. Конденсаторы — типа КМ и К50-35 (оксидные). Транзистор VT1 -типа КТ815Б или КТ817Б, VT2-KT829A с возможной заменой на транзистор с током коллектора не менее 8 А и напряжением коллектор-эмиттер выше 100 В. VT2 необходимо снабдить радиатором размерами 50*60 мм. Диодный мост VD5…VD8 можно составить из диодов типа КД202 или КД213.

Силовой трансформатор Т1 рассчитан на напряжение 22…27 В и номинальный ток более 3 А. Все радиодетали, кроме силового трансформатора, амперметра, регулятора тока заряда предохранителя и светодиодов расположены на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита (рис. 2).

Настройка прибора

Регулировки в схеме несложные, при правильной сборке вместо аккумулятора следует установить нагрузку -лампочку от автомобиля на напряжение 12 В и мощность 30.. .60 Вт. Изменяя положение регуляторов R2 «Ток заряда» и R7 «Установка вых.», добиться плавного изменения яркости лампочки.

Через непродолжительное время проверить на нагрев силовой транзистор, при температуре выше 60°С установить радиатор большего объема.

Подключить в цепь заряда любой аккумулятор на напряжение 12 В, движок резистора R2 вывести в нижнее положение, а регулятором R7 установить ток подзаряда около 0,3… 1 А. Регулятором R2 добавить ток до уровня в 0,05 от емкости аккумулятора. К примеру, для аккумулятора типа 6СТ55 ток подзаряда устанавливается на уровне 0,55 А, а общий ток на уровне 2,75 А.

Время регенерации пластин аккумулятора выбрать 3.. .5 ч, по окончанию проверить состояние внутреннего сопротивления нагрузочной вилкой; если падение напряжения еще велико, то после перерыва провести дополнительный цикл восстановления пластин аккумулятора.

Восстановление пластин NiCd аккумулятора состоит в очистке электродов от кристаллизации и снятия «эффекта памяти», после чего также провести диагностику подключением разрядной нагрузки и уточнение внутреннего сопротивления по формуле: R = (Е — U) /1, где Е — напряжение на аккумуляторе без нагрузки, U — под нагрузкой с током I.

Из этой категории:

ИМПУЛЬСНОЕ ЗАРЯДНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКБ ЁМКОСТЬЮ ДО 75АЧ | PRACTICAL ELECTRONICS

Нерегулярная или небрежная эксплуатация свинцовых аккумуляторов часто приводит к ухудшению их свойств, в частности, значительному увеличению внутреннего сопротивления и, как следствие, резкому снижению эффективной емкости. Происходит это из-за известных процессов формирования крупнокристаллических труднорастворимых образований.

Схема и конструкция устройства, приведенная в этой статье, позволяет регенерировать (восстановить) такие аккумуляторы путем формирования не постоянного, а пульсирующего зарядно-восстановительного тока. На аккумуляторную батарею подаётся сумма небольшого постоянного тока и короткий (около 5 мс с периодом повторения 10…470 мс) импульс тока большой амплитуды.

Принципиальная схема пульсирующего зарядно-восстановительного устройства показана на рисунке внизу.

Схема электрическая принципиальная импульсного зарядно-восстановительного устройства для АКБ ёмкостью до 75Ач

В ее основе — интегральный таймер DA1, работающий в режиме автогенерации коротких импульсов (асимметрию зарядно-разрядного процесса времязадающего конденсатора обеспечивает диод VD2, а скважность импульсов регулируется переменным резистором R2), поступающих с выхода микросхемы на базу мощного составного транзистора VT2, эмиттерная цепь которого через амперметр РА1 соединена с восстанавливаемым аккумулятором.

Делитель R8/R5 и транзистор VT1 образуют цепь ООС, посредством которой изменяется (R5 — подстроечный) и стабилизируется напряжение заряда, что позволяет применять устройство с разными аккумуляторными батареями напряжением от 9 до 24 В и емкостью от 1 до 75 Ач.

Процедуру восстановления любого аккумулятора начинают, переведя движок R2 в правое по схеме положение, а резистором R5 устанавливают начальный ток подзаряда примерно равным 0,01С [А], где С — номинальная емкость аккумулятора в Ач.

После этого, резистором R2 добавляют импульсного зарядного тока до тех пор, пока средний (по показаниям стрелочного амперметра РА1) ток не достигнет уровня 0,05С. Для примера, для автомобильного аккумулятора 6СТ55 ток подзаряда устанавливают 0,55 А, а общий средний зарядный ток 2,75 А.

Время регенерации составляет в среднем от 3 до 5 часов. После этого периода следует аккумулятор отключить от устройства и нагрузочной вилкой проверить внутреннее сопротивление. Если падение напряжения под нагрузкой все еще велико, то через несколько часов можно провести еще один цикл восстановления.

Вторичная обмотка сетевого трансформатора Т1 должна быть рассчитана на напряжение 22…27 В при токе не менее 4 А.

Печатная плата для схемы зарядно-восстановительного устройства показана на следующем рисунке.

Печатная плата для схемы импульсного зарядно-восстановительного устройства для АКБ ёмкостью до 75Ач

Для удобства навигации по разделу «Зарядные Устройства» подготовлена статья со ссылками на все опубликованные конструкции и кратким описанием. Ссылки будут добавляется по мере написания нового материала.

Зарядно восстановительное устройство для автомобильных аккумуляторов

Устройство зарядно-восстановительное УЗВ1 предназначено для заряда и восстановления работоспособности кислотных свинцовых 12-вольтовых батарей, частично или полностью утраченной в результате сульфатации и окисления электродов, а также их тренировки проведением циклов заряд-разряд с целью увеличения ресурса, срока службы и сохраняемости.

Устройство допускается использовать как источник переменого тока напряжением 36 В частотой 50 Гц.

Перед началом эксплуатации устройства необходимо внимательно изучитъ настоящий паспорт, а также правила по уходу и эксплуатации аккумуляторных батарей.

Технические характеристики

Ток заряда «НОРМА», не более:
средний 3,0 А;
импульсный положительный 8,2 А;
импульсный отрицательный 0,3 А;
длительность импульсов 20 мс.
Ток разряда, не более минус 8,0 А;
Допустимый ток нагрузки на выводах 36 В 50 Гц, не более 2,5 А;
Напряжение питания частотой 50 Гц 220 В при токе не более 1,0 А; или 36 В при токе не более 3,0 А.

Устройство нормально работает:

в диапазоне температур от — 10 до + 40 °С;
при относительной влажности воздуха от 60 до 98 %;
при атмосферном давлении от 86 до 106 кПа.

На лицевой панели расположены:

тумблер включения сети;
индикатор включения сети;
индикатор заряда;
индикатор разряда;
ручка для переноса;
шнур подачи сетевого напряжения с вилкой;
зажимы для подключения аккумулятора;
тумблер изменения тока заряда;
клемма заземления;
вставка плавкая 1 А;
перемычка;
розетка подключения нагрузки 36 В;
вставка плавкая 3 А:
шильдик.

Особенностью и существенным отличием устройства УЗВ1 от других предлагаемых зарядных устройств является возможность:

зарядки;
восстановления;
тренировки кислотных свинцовых 12-вольтовых батарей.

Методика восстановления аккумуляторов защищена авторским свидетельством № 1677750.

Рис. 1. Внешний вид устройства зарядного-восстановительного «УЗВ1».

Устройство и принцип работы

Принципиальная электрическая схема устройства приведена на рис. 2.

Работа устройства основана на формировании зарядного тока в виде асимметричных импульсов равной длительности с расчетным отношением амплитуд зарядного (прямого) и разрядного (обратного) тока. Это осуществляется с помощью трансформатора и цепей: VD1, R2 — R7 — для амплитуды зарядного (прямого) тока при положительном полупериоде напряжения на выводах обмотки трансформатора, и R1 -R7 — для амплитуды разрядного (обратного) тока при отрицательном полупериоде напряжения на выводах трансформатора.

Индикация режимов работы устройства осуществляется с помощью индикаторов VD5 — VD7. Индикатор VD7 показывает подключение устройства к сети переменного тока. Индикаторы VD5 заряда и VD6 разряда показывают проведение заряда или разряда аккумуляторной батареи.

Работают они в режиме изменяющейся интенсивности свечения в зависимости от величины зарядного или разрядного тока. В конце заряда или разряда возможно отключение индикаторов или их работа в «тлеющем режиме».

Устройство может работать при питании напряжением 220 В или 36 В переменного тока частотой 50 Гц. При этом тумблер S1 должен быть установлен в положение «220 В» или «36 В» соответственно. В конструкции УЗВ1 введена защитная планка, предотвращающая случайное переключение режимов работы «36 В» и «220 В».

Перед подключением аккумуляторной батареи на подзарядку проверьте уровень электролита и его плотность в соответствии с инструкцией по эксплуатации батареи.

Подключение устройства к сети осуществляется с помощью шнура армированного с вилкой Х2.

Аккумуляторная батарея подсоединяется к устройству с помощью зажимов Х3 и Х4 с проводами. При работе от сети 220 В предусмотрена возможность ступенчатого изменения зарядного тока с помощью тумблера SA2.

В устройстве предусмотрена возможность проведения разряда аккумуляторной батареи на резисторы R2 — R7. Для этого при отключенном от сети устройстве необходимо установить перемычку Х5. Это позволяет произвести качественную оценку работоспособности аккумуляторной батареи, а также её тренировку после восстановления путем проведения циклов заряд-разряд.

При проведении заряда перемычка Х5 «РАЗРЯД» должна быть отключена.

Режим заряда «НОРМА» рекомендуется применять в летнее время, режим «БОЛЬШЕ» — при отрицательных температурах наружного воздуха или при повышенной сульфатации и окислении электродов.

Указания по мерам безопасности

Категорически запрещается подключать устройство к электросети, не убедившись, что тумблер SA1 находится в положении, соответствующем напряжению электросети (220 или 36 В).

Подключение устройства к электросети переменного тока осуществляется с помощью шнура питания, входящего в комплект поставки.

Перед заменой вставки плавкой необходимо отключить вилку шнура питания от электросети. Запрещается использовать самодельные вставки плавкие.

Подключение к устройству аккумуляторной батареи и нагрузок переменного тока осуществляйте при отключенной от электросети вилке шнура питания.

При работе устройства клемма «_|_» должна быть заземлена.

Рис. 2. Принципиальная схема устройства зарядно-восстановительного УЗВ1.

Указания по эксплуатации

Заряд и проверку плотности электролита аккумуляторной батареи производите в соответствии с указаниями на заряд в техническом описании конкретного типа батареи и согласно правилам по уходу и эксплуатации аккумуляторных батарей. При этом следует помнить, что устройство работает в режиме источника с постоянным напряжением.

Зарядный ток по мере зарядки аккумуляторной батареи уменьшается. Рекомендуемое время заряда при разряженной аккумуляторной батарее 12 ± 1 час, при подзарядке 2 — 3 часа. Окончание заряда батареи может быть практически определено по признакам:

напряжение на батарее достигает 13,5-14,5 В;
происходит газовыделение.

Выход из строя (перегорание) вставки плавкой F1 в режиме заряда характеризует наличие короткого замыкания в аккумуляторной батарее. Дальнейшему заряду, до проведения соответствующих ремонтных работ, аккумуляторная батарея нс подлежит.

Заряд аккумуляторной батареи производите при отключённых перемычке Х5 «РАЗРЯД» и нагрузке переменного тока.

Разряд аккумуляторной батареи производите при отключенной электросети переменного тока и подключенной перемычке «РАЗРЯД». Сопротивление нагрузки при разряде в устройстве равно 1,7 Ом. В процессе разряда необходимо контролировать напряжение на клеммах аккумуляторной батареи. Разряд следует прекратить при снижении напряжения аккумуляторной батареи до 10,5 В.

Циклы заряд-разряд проводите для проверки и восстановления работоспособности батареи, а также её тренировки с целью увеличения ресурса, срока службы и сохраняемости. Цикл состоит из полного заряда и разряда батареи. Количество циклов зависит от состояния аккумуляторной батареи и может быть от 1 до 3.

Подключение нагрузки к источнику переменного тока с напряжением 36 В частотой 50 Гц (розетка X1) производите при отключенных аккумуляторной батарее и перемычке «РАЗРЯД».

Табл. 1. Перечень элементов к принципиальной схеме прибора УЗВ1.

Позиционное обозначение	Наименование элемента и тип	Кол-во	Примечания
R1	Резисторы С5-35В-10 — 220 Ом + 10 %	1
R2 — R7	С5-35В-25 — 10 Ом ± 10 %	6
R8	С2-ЗЗН-0.25 — 7,5 кОм + 10 %	1
R9	С2-ЗЗН-0Д5 — 15 кОм± 10 %	1
R10	С2-ЗЗН-0,25 — 3,9 кОм ± 10 %	1
R11 — R13	С2-ЗЗН-0,25 — 2,0 кОм + 10 %	3
VD1	Диоды КД2997А (КД213А)	1
VD2-VD4	КД105Б	3
VD5, VD6	Индикаторы АЛ307БМ	2
VD7	АЛ307ГМ	1
SA1, SA2	Тумблеры ТЗ ВР0.360.007 ТУ	2
F1, F2	Предохранители ВП1-1 3 А 250 В	2
F3	ВП1-1 1 А 250 В	1

Табл. 2. Данные трансформатора прибора УЗВ1.

№ обмотки	№ выводов	Количество витков	Диаметр провода, мм	Напряжение, В
I	1-3	960	0,5	220
Г	4	98	0,5	—
II	5-6	160	1.12	36
III	7-8	125	1,60	27,5

Источник: Ходасевич А. Г, Ходасевич Т. И., Зарядные и пуско-зарядные устройства, Выпуск 2.

Всем привет, в этой статье поговорим о том, как собрать устройство для зарядки автомобильного аккумулятора реверсивным, ассиметричным током на полевых транзисторах.

Что такое зарядка АКБ реверсивным током, подробно останавливаться не буду, так как этой информации полно в инете. Для данного устройства было перепробовано много различных схем, большинство из них или не работало вообще, или работа остальных, тем или иным способом не устраивала по параметрам.

Поэтому пришлось начинать с нуля и сделать надёжную, работающую схему, что в конце концов и получилось. Вот так выглядит схема для зарядки аккумуляторов реверсивным током.Данная схема очень элементарна, очень надёжна и очень проста в повторении. Что мы видим на этой схеме, два 555-ых таймера включенных здесь в качестве генераторов импульсов. Каждая микросхема управляет своим полевым ключом.

Соответственно один мосфет отвечает за зарядку аккумулятора, второй мосфет за разрядку. Сначала давайте рассмотрим узел, который отвечает у нас за разрядку аккумулятора.555-ый таймер (№2) здесь настроен на частоту около 1Кгц с коэффициентом заполнения около 85%. Питание данной схемы осуществляется непосредственно от самого аккумулятора, именно поэтому в данной схеме очень важно использовать полевые транзисторы. Потому что в них присутствует, так называемый обратный диод, благодаря этому диоду и возможна работа данной схемы.

Вторая микросхема (№1) отвечает за зарядку аккумулятора, соответственно от того, как вы подберёте частота-задающую обвязку данной микросхемы и будет, в конечном итоге, зависеть время заряда и время разряда вашего аккумулятора.

Значит как же эта схема работает в целом…

Как только на выход нашего устройства мы подключаем какой-либо АКБ, соответственно у нас запускается микросхема №2 и начинает на своём выходе генерировать прямоугольные импульсы, в следствии чего у нас открывается транзистор VT2, который в свою очередь разряжает наш аккумулятор на какую-либо нагрузку, в моём случаи это автомобильная лампа на 21 ватт.

Микросхема под №1 у нас не запускается, так как на выходе нашего устройства стоит диод VD1 (сдвоенный диод-шоттки). На вход нашего устройства мы подключаем какой-либо источник питания, будь то зарядное устройство или какой-нибудь блок питания, соответственно у нас запускается микросхема под №1 и начинает также на своём выходе вырабатывать прямоугольные импульсы с той частотой с которой вы ей задали с помощью частота-задающей обвязки.И как только на выходе №1 микросхемы появляется высокий уровень у нас открываются транзисторы VT1 и VT3. Ну и как видно из схемы транзистор VT1 у нас закорачивает 5 вывод микросхемы №2 на землю, тем самым останавливая генерацию прямоугольных импульсов и запирая транзистор VT2, тем самым прекращая разрядку нашего аккумулятора.

И в то же время открытый транзистор VT3 соединяет наш аккумулятор с нашим источником питания, тем самым обеспечивая его зарядку.

Ну и соответственно, как только с выхода микросхемы №1 высокий уровень исчезает два транзистора VT1 и VT3 закрываются, тем самым разъединяя наше зарядное устройство от нашего аккумулятора и в то же время рассоединяя 5 вывод микросхемы №2 с землёй, тем самым восстанавливая генерацию прямоугольных импульсов на выходе.

По деталям…

Обе микросхемы питаются через 12-ти вольтовые стабилизаторы 7812.

Время заряда и время разряда АКБ можно регулировать изменяя номиналы резисторов R2,R3,R4 и частота-задающего конденсатора С3.

Плата получилась довольно компактная, мосфеты и диод установил на небольшой радиатор.

Хотя они работают в ключевом режиме и нагрев минимальный.

Клемники поставил для подключения разрядной лампы и аккумулятора.Вот подключил, загорелась лампочка, то есть пошла разрядка аккумулятора.Цикл разряда и цикл зарядаПоворачивая бегунок подстроечного резистора можно менять скорость заряда и разряда данной схемы.Данную платку можно разместить непосредственно в корпусе зарядного устройства, тем самым добавив ему очень полезную функцию десульфатации.

Печатку в формате .lay можно скачать здесь.

Для восстановления и тренировки аккумуляторных батарей лучше всего задавать импульсный ток заряда на уровне 5 А. При этом разрядный ток составит около 0,5 А. Он в первую очередь определен номиналом сопротивления резистора R4. Схема построена так, что заряд АКБ происходит токовыми импульсами в течение одной половины периода сетевого напряжения, в тот момент, когда напряжение на выходе устройства превысит уровень потенциала на аккумуляторе. В течение другого полупериода диоды VD1, VD2 заперты и батарея разряжается через сопротивление нагрузки R4.

Значение тока заряда настраивается переменным резистором R2 по аналоговому амперметру. Учитывая, что во время заряда часть тока идет и через сопротивление R4 (10%), то показания амперметра должны быть 1,8 А (для импульсного зарядного тока в районе 5 А), так как аналоговый амперметр показывает среднее значение тока за период времени, а заряд происходит в течение половины периода.

В схеме имеется защита батареи от неконтролируемого разряда в случае случайного пропадания сетевого напряжения. В этом варианте развития события, реле К1 своими контактами разорвет цепь подсоединения аккумуляторной батареи.

Реле К1 взял старое советское типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки на 24 В, последовательно с обмоткой включил ограничительное сопротивление. Для этой схемы подойдет практически любой трансформатор мощностью не ниже 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке примерно 22-25 В.

Технология восстановления автомобильных аккумуляторов переменным током позволяет достаточно быстро снизить внутреннее сопротивление практически до заводского уровня, при минимальном нагреве электролита. Положительный полупериод тока задействован полностью при зарядке автомобильных батарей с минимальной рабочей сульфатацией, когда мощности импульсного тока заряда хватает для восстановления пластин АКБ.

При восстановлении АКБ с длительным сроком эксплуатации рекомендуется использовать оба полупериода переменного тока в соизмеримых величинах: при зарядном токе величиной в 0,05С (С — емкость), ток разряда выбирается в диапазоне 1/10-1/20 оттока заряда. Интервал времени тока заряда не должен быть более 5 мс, т. о процесс восстановление должен происходить на максимальном уровне напряжения положительной части синусоиды, при которой энергии импульса хватает для химического перехода сульфата свинца в аморфное состояние. Освободившийся остаток SO4 повышает плотность электролита до тех пор, пока все кристаллы сульфата свинца не восстановятся, при этом из-за происходящего электролиза напряжение на аккумуляторной батареи возрастет.

При зарядно-восстановительных процедурах требуется использовать максимальную токовую амплитуду при минимуме времени его действия. Крутой передний фронт токового импульса расплавляет кристаллы сульфата, когда другие методы не приносят ощутимых результатов. Время между зарядом и разрядом требуется также для охлаждения пластин и рекомбинацию электронов в кислотном электролите. Плавное падение тока во второй полуволне синусоиды создает необходимые условия для торможения электронов при переходе тока в отрицательную полуволну синусоиды через точку нуля. Для создания необходимых условий восстановления используется тиристорно-диодная схема регулирования тока. Тиристор во время своего переключения вырабатывает достаточно крутой передний токовый фронт и практически не подвержен нагреву во время работы, в отличии от возможного транзисторного исполнения. Синхронизация импульса тока заряда с питающим напряжением снижает вероятный уровень помех.

Момент роста уровня напряжения на батареи контролируется добавлением в схему отрицательной обратной связи по напряжению, с батареи на ждущий мультивибратор на микросхеме таймере DA1. Также в конструкции используется температурный датчик для защиты от перегрева основных силовых компонентов. Токовый регулятор заряда позволяет задать начальный уровень тока восстановления, исходя от параметров емкости аккумулятора. Контроль среднего тока заряда осуществляется по аналоговому амперметру с линейной шкалой и внутренним шунтом. В его оказаниях токи суммируются, поэтому показания среднего зарядного тока будут занижены.

Не следует долгое время подавать на батарею только отрицательную токовую полуволну — это приводит к разряду батареи с переполюсовкой пластин. В заряженной батареи всегда идет саморазряд из-за разного уровня плотности верхнего и нижнего уровня электролита в банке и других факторов.

В состав принципиальной схемы входит ждущий мультивибратор — генератор синхронизированных импульсов на широко распространенном таймере КР1006ВИ1, усилитель амплитуды токового импульса выполнен на биполярном транзисторе VT1, температурный датчик и усилитель напряжения отрицательной обратной связи на VT2 Напряжение синхронизации идет с двухполупериодного выпрямителя на диодах VD3, VD4 и поступает через резисторный делитель напряжения R13, R14 на второй вход нижнего компаратора микросборки DA1.

Частота импульсов ждущего мультивибратора определяется параметрами резисторов R1, R2 и емкости С1. В начальный момент на третьем выходе DA1 имеется высокий уровень напряжения при отсутствии на втором входе DA1 напряжения выше 1/3 U_п, после его появления микросборка срабатывает с порогом, заданным резистором R14, на выходе генерируется импульс с периодом 10 мс и длительностью, зависящей от положения регулятора переменного сопротивления R2, — времени заряда емкости конденсатора С1. Сопротивление R1 задает минимальную длительность импульсов на выходе. Пятый вывод микросборки имеет прямой доступ к точке 2/3 U_n внутреннего делителя напряжения. С ростом напряжения на батареи в конце заряда отпирается биполярный транзистор VT2 цепи отрицательной обратной связи и падает напряжение на пятом выводе DA1, с длительность импульса сокращается, время работы открытого тиристора падает. Импульс с третьего пина таймера через резистор R5 следует на вход усилителя на VT1.

Усиленный импульс через оптопару поступает на управляющий электрод тиристора, тиристор открывается и подает в цепь восстановления автомобильного аккумулятора импульс двухполупериодного тока заряда с продолжительностью, зависящей от положения движка переменного сопротивления R2. Резисторы R9, R10 защищают оптопару от возможных перегрузок. Температура силовых компонентов контролируется терморезистором R11, установленного в делителе цепи отрицательной ОС. С ростом температуры сопротивления терморезистора падает и шунтирование транзистором VT2 пятого вывода микросхемы, длительность импульса падает — ток тоже.

Питание таймера в схеме стабилизировано стабилитроном VD1. Электронная конструкция питается от вторичной обмотки трансформатора через VD2-VD4, пульсации сглаживаются емкостью С3. Тиристор питается от двухполупериодного пульсирующего напряжением и выполняет функцию ключа с регулируемым временем включения положительных токовых импульсов, отрицательный импульс следует в автомобильный аккумулятор с однополупериодного выпрямителя VD5.

В гелевых аккумуляторах нет газа – гелия, в них электролит просто находится в состоянии геля. Поэтому, не стоит опасаться за разгерметизацию, данный тип необслуживаемых аккумуляторов вполне можно открыть, при условии, что его не получается зарядить, и напряжение на нём просело ниже уровня в 10 В.

В гелевых аккумуляторах обязательно имеется электролит на основе воды, которая является типовым расходным материалом АКБ, так как она, при восстановлении с помощью электролиза разрушается на гидроксильную группу и водород. А утечку самого легкого элемента в окружающий воздух, прекратить практически невозможно, т.к водород просачивается через резиновые колпачки-клапаны, находящиеся под внешней пластмассовой крышкой.

Для восстановления гелевого аккумулятора необхожимо сорвать приклеенную верхнюю крышку, и вытащить все колпачки-клапаны. Воды надо долить совсем немного – залитая жидкость будет впитываться в фильтровальную бумагу, поэтому через полчаса проверьте – сколько дистиллированной воды осталось в каждой секции батареи. Ее уровень должен слегка покрывать поверхность пластин, поэтому лишнюю воду рекомендуется откачать с помощью резиновой груши.

Далее переходим к восстановлению длительным заряжанием.

Для этого закрываем все отсеки АКБ на колпачки-клапаны. А также не забываем накрыть их внешней крышкой, и придавливаем ее грузом (приклеим чуть позже). Во время заряда через колпачки будет скидываться избыточное давление, из-за образования водорода, а крышка будет служить для них препятствием.

Потерявшая ёмкость батарея из-за высыхания электролита, н начальный момент заряда не будет потреблять ток от ЗУ, поэтому напряжение следует выбрать в районе 15 В.

Заряжать придётся довольно долго – пока батарея не начнёт потреблять ток. Но если через 15 часов она не «кушает Амперы», то не ждите от моря погоды, а повышайте напряжение зарядного устройства до 20 В и не оставляйте аккумулятор без присмотра, до момента начала потребления тока.

Хорошо «раскачивает» нежелающий заряжаться аккумулятор метод, при котором сначала дают АКБ зарядиться, а потом разряжают её – и так поочерёдно, небольшими временными интервалами. Первые циклы, должны осуществляться под высоким напряжением – в районе 30 В, а в последующих напряжение зарядки нужно плавно снижать до 14 В.

Разряжать подзарядившейся аккумулятор нужно совсем маленькой нагрузкой например лампочкой или резистором на 5 или 10 Вт при этом следите за напряжением на АКБ, чтобы оно не стало ниже 10,5 В.

После того как вам удалось заставить «проблемный» аккумулятор потреблять ток, продолжайте восстанавливать его до полного заряда длительным заряжанием малым током где-то на уровне 0,05 от ёмкости.

азбука импульсного заряда / Хабр

Тема импульсного заряда свинцовых аккумуляторов (СА) и состоящих из них кислотных батарей (АКБ) в последние годы набирает актуальность. В продаже появляются инновационные зарядные устройства, публикуются статьи, на специализированных форумах идёт активная исследовательская работа с жаркими спорами на сотни страниц.

О чём спорим?

Важнейшими эксплуатационными характеристиками АКБ являются ёмкость, токоотдача, срок службы, надёжность. Новые методы заряда и реализующие их устройства призваны служить цели повышения этих характеристик. В чём суть таких методов, и почему они актуализируются именно сейчас, мы и рассмотрим.

В чём сложность?

СА — сложная физико-химическая система, в которой происходят, как минимум, десятки известных процессов, испытывающих взаимовлияние и влияние внешних факторов, прежде всего, электрического воздействия и температуры. Особую сложность добавляет то, что кинетика, то есть динамика скорости развития и распространения, у процессов разная.

На протяжении десятилетий исследователи изучали эти процессы и вырабатывали способы взаимодействия с ними, при помощи имевшегося в их распоряжении оборудования. Фиксировались осциллограммы, графики самописцев, таблицы результатов измерений, разрабатывались и испытывались экспериментальные установки, и вывод чаще всего был один: СА — предмет сложный для понимания и эксплуатации, многие теоретические и практические вопросы остаются открытыми.

Почему этого не придумали раньше?

Но техника и техническая культура не стоят на месте. Появились и стали доступными электронные вычислительные машины (ЭВМ), причём в виде не только персональных компьютеров, но и компактных, недорогих, экономичных микроконтроллеров (МК), представляющих собой микроЭВМ с развитой периферией, выполненную на одном кристалле кремния размером меньше тетрадной клетки, и при этом способную выполнять миллионы операций в секунду. Аналоговая микроэлектроника также не отставала в развитии, предоставив всем желающим компоненты с невиданными ранее характеристиками точности, стабильности, диапазона применений.

Итак, сегодня самое время вернуться к старому доброму изобретению Гастона Планте, вот уже много десятилетий несущему верную службу во множестве отраслей бытовой и профессиональной жизни, — свинцовому аккумулятору, — на предмет поиска более адекватных методов его эксплуатации с их реализацией на современной элементной базе.

Теория двойной сульфатации

Аккумулятор, он же вторичный химический источник тока (ХИТ), осуществляет накопление электрической энергии путём обратимого преобразования химического состава электродов (пластин), для дальнейшего полезного использования. В наипростейшем грубом приближении, называемом теорией двойной сульфатации, процессы заряда и разряда СА могут быть выражены следующей формулой.

PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ = PbSO₄ + PbSO₄ + H₂O

Реакция разряда происходит слева направо, заряда — справа налево. Активная масса (АМ) заряженной плюсовой (положительной) пластины, — ПАМ, — образована оксидом свинца, минусовой (отрицательной), — ОАМ, — губчатым свинцом. Как видим, и ПАМ, и ОАМ при разряде преобразуются в сульфат свинца, при образовании которого расходуется серная кислота и образуется вода.

Концентрация серной кислоты, а соответственно, плотность электролита, снижается при разряде и повышается при заряде. Это азбука свинцовых аккумуляторов. Но далее мы увидим, что одних букв азбуки недостаточно, их ещё надо связать в слова, предложения и текст, годный в качестве руководства к действию.

Упрощённые химические формулы носят статистический характер и не учитывают множества последовательных и параллельных переходных процессов, а также модификаций участвующих в них веществ, потому должны рассматриваться лишь как вводные данные, и ни в коем случае не как исчерпывающие и закрывающие вопрос ответы.

Структуры и функции

В отличие от школьного экзамена и конкурса эрудитов, на практике необходимы действующие и доступные к повторению способы (функции) и структуры (устройства) для их реализации. Это означает необходимость определиться, (и корректировать по ходу развития темы), с приоритетами: что, в данном приложении, мы учитываем прежде всего, а чем, опять же в данном приложении, можно пренебречь. Иначе получится презентация либо энциклопедия, но никак не прикладная, реализующая функцию структура. Презентации и энциклопедии тоже нужны, но это структуры для других функций.

Эта страшная сульфатация

Из рассмотрения самой упрощённой, азбучной формулы, мы уже видим, что сульфатация, да ещё и двойная, — отнюдь не побочный эффект, а самая основа процесса разряда СА, будь то саморазряд или полезный разряд, ради которого АКБ и строится. Каким образом сульфатация становится патологической и губит аккумулятор, и как этого избежать, наш текущий вопрос.

Поляризующее воздействие и зарядный ток

Сульфат свинца — труднорастворимый диэлектрик. Для его растворения, точнее, преобразования в активную массу пластин, необходимо приложить поляризующее воздействие, то есть разность потенциалов, она же электрическое напряжение, а также затратить электрический заряд для его усвоения в химической форме, т.е. пропустить зарядный ток в течение какого-то времени. Таким образом, электрическая энергия будет запасена в химической форме, и совершится заряд СА.

Упрощённо, напряжение (вольты), помноженное на ток (амперы), даёт мощность (вольт*амперы, ватты), ток на время — заряд (кулоны или ампер*часы, по 3600 кулон каждый), мощность на время или заряд на напряжение — энергию (джоули или ватт*часы, также равные 3.6 килоджоуля, т.к. в часе 60 минут по 60 секунд).

Что такое зарядное устройство

Поляризующее воздействие и зарядный ток образуют зарядное воздействие на АКБ, функция которого осуществляется структурой, называемой зарядным устройством (ЗУ), или встраиваемым контроллером заряда, или эксплуатационным контроллером (драйвером).

Казалось бы, чего проще: приложить напряжение и создать ток. Такое любой источник питания может. Но мы воздействуем на СА — сложную структуру, и для поддержания её полезных функций должны взаимодействовать адекватно, с обратной связью. Иначе воздействие будет разрушать структуру, а её функции деградировать, и это будет нехорошо.

Проводимость-Структура-Прочность

Ёмкость, токоотдача, срок службы, надёжность, с которых мы начинали нашу беседу, являются функциями АКБ. Выполнять функции призвана структура. Для токотдачи нужны высокая проводимость активной массы и токоведущих частей конструкции, причём эта проводимость должна быть сбалансирована для равномерного распределения токов и мощностей, а также контакт АМ с электролитом, позволяющий отдавать максимум полезной ёмкости при заданном токе. Потому активной массе необходима развитая поверхность, достигаемая разными конструкциями электродов. Конечно же, эта развитая структура должна быть механически прочной и долговечной при эксплуатации, то есть, приёме, хранении и отдаче аккумулятором энергии.

Формовка

Формовкой называется процесс и результат (состояние) подготовки электродов к приёму зарядного и отдаче разрядного тока, соответственно с накоплением и возвращением полезной энергии. Так как накопление и отдача энергии связаны с физико-химическими превращениями активной массы, напрашивается очевидный вывод, что формовка вторичного ХИТ, в отличие от первичного, происходит не единовременно при его производстве и вводе в эксплуатацию, а при каждом заряде.

Сульфаты свинца

Как уже упрощённо говорилось, сульфат свинца — диэлектрик, то есть, имеет высокое удельное сопротивление и низкую электропроводность. При саморазряде и полезном разряде он образуется на поверхности активной массы, изолируя её участки и электрически, и механически, препятствуя доступу к ней электролита. Таким образом он вредит упомянутым критериям проводимости и структуры СА, снижая и полезную ёмкость (энергию), и способность принимать и отдавать ток (мощность).

Найти общий язык с заклятым другом АКБ сульфатом представляется возможность двумя известными способами. Во-первых, снять его с активной массы возможно путём перенапряжения, или даже электрического пробоя. Последним занимаются энтузиасты экстремальной десульфатации, и эта тема, как и сомнительные, по мнению многих коллег, способы грубого разрушения сульфатной корки сверхтоками, а также химической промывки, выходят за рамки нашей беседы.

Напряжение зарядного воздействия: выше — лучше?

Пока просто отметим, что развивать повышенное напряжение между пластинами СА при заряде (обслуживании) весьма полезно для разрушения сульфата, причём при этом, (если избежать нежелательных побочных эффектов, о них ниже), он не выпадает в осадок (шлам), но возвращает свой, грубо говоря, сульфат-ион в серную кислоту электролита, а свинец, в виде металла или оксида, пластинам, то есть, совершается полезный заряд.

Зарядный ток: больше — лучше??

Во-вторых, оксиды свинца на положительной пластине могут образовываться при заряде АКБ в разных модификациях, из которых известны и важны для нас две, называемые альфа и бета. Альфа-оксид имеет меньшую удельную поверхность, а также изоморфную с сульфатом кристаллическую решётку, что при разряде ведёт к образованию плотного слоя сульфата. Всё это минусы для структуры и проводимости, по сравнению с бета-оксидом. Правда, альфа-модификация механически более прочна, но практика показывает это несущественным.

Итак, желательно заряжать СА таким образом, чтобы способствовать преимущественному формированию бета-оксида свинца, с более развитой поверхностью и отсутствием склонности обрастать плотным слоем сульфата. А способствует этому более высокая плотность зарядного тока.

Отметим: зарядные устройства, значительно снижающие ток к концу заряда, (а таковых большинство), и тем более «подзарядники», компенсирующие саморазряд малым током, формируют альфа-оксид, снижая эксплуатационные характеристики батареи.

Электролит и электролиз

Но мы пока начали разбираться только с пластинами, упомянув о важнейшей составляющей СА, — электролите, — лишь вскользь. Электролит свинцового аккумулятора представляет собой раствор серной кислоты в дистиллированной воде, причём и кислота, и вода, как мы видели в уравнении двойной сульфатации, расходуются и образуются при заряде и разряде. Согласитесь, эта простая уравновешенная система вызывает восхищение. Но только пока она уравновешена.

Если разность потенциалов между пластинами достигнет так называемого водородного перенапряжения, в банке, т.е. ячейке АКБ, начнётся процесс электролиза воды, её разложения на кислород и водород. Этот нехитрый и почти экологически чистый процесс для СА, мягко говоря, вреден крайне и многогранно. Рассмотрим, почему.

Во-первых, это потеря воды, которую в обслуживаемые наливные аккумуляторы приходится доливать, а в так называемые необслуживаемые (maintenance free, MF), особенно гелевые (с загущённым электролитом) и AGM (с абсорбирующими сепараторами из стекловолокна) это сделать несколько проблематично.

Разработчики СА прилагают немало усилий для рекомбинации кислорода и водорода обратно в воду и её возвращения в электролит. Эта функция возложена на структуры в виде клапанов в герметичных, точнее, герметизированных клапанами VRLA, загущение электролита силикагелем в GEL батареях, впитывающие стекломаты AGM, а также специальные пробки-рекуператоры, характерные для стационарных решений. Способность возвращать воду у всех этих решений, кроме, пожалуй, громоздких и недешёвых спецпробок, сильно ограничена, и избыточное давление газов, если оно образовалось, просто стравливается в атмосферу.

Во-вторых, что это за газы? Кислород, в присутствии серной кислоты агрессивно и с выделением теплоты разъедающий свинец, причём не только отрицательных пластин, но и несущих и токоведущих элементов конструкции, и водород, экологичный, но в смеси с кислородом воздуха крайне пожаровзрывоопасный. А при потере воды, к пластинам открывается доступ ещё и атмосферного кислорода.

Если газовыделение из АКБ идёт полным ходом, («кипение» электролита), экологичным данный процесс уже не назвать, так как происходит разбрызгивание и распыление капель серной кислоты, да не чистой, а с пылинками шлама, содержащими, как легко догадаться, соединения свинца, сурьмы и других материалов, употребляемых в качестве присадок при производстве СА.

Как деды аккумуляторы кипятили

«Кипение» перемешивает электролит и разрушает, в частности, слой сульфата на поверхности электродов. Потому в старые дикие времена оно было нормой эксплуатации АКБ. Изношенный верхний слой активной массы отрывался пузырьками газов и оседал в шлам, для которого внизу банок было предусмотрено место, обнажались для работы свежие слои.

Критерии долговечности, экономичности и экологичности при этом страдали, зато аккумуляторы отрабатывали нормированные для них по тем временам характеристики, будучи заряжаемыми и обслуживаемыми простыми средствами. Трансформатор с диодами, хорошо, если есть амперметр и реостат или переключатель обмоток, ареометр с грушей, трубка-уровнемер, воронка да две бутыли, с раствором кислоты и дистиллированной водой, — вот и весь дедовский инструментарий. Вольтметр, нагрузочная вилка — уже роскошь. А в аккумуляторных мастерских батареи разбирали, из исправных пластин сваривали блоки, и собирали вновь.

Плотность электролита: чем выше, тем лучше???

Раз уж упомянули ареометр, или денсиметр, (один или несколько калиброванных поплавков, простейший из них — индикаторный глазок в некоторых АКБ), самое время поговорить о плотности электролита, состоящего, не забываем, из аккумуляторной кислоты и воды. Серная кислота тяжелее воды, потому плотность их смеси тем выше, чем больше её концентрация.

Согласно уже знакомому нам упрощённому уравнению Гладстона и Трайба, по концентрации кислоты, т.е. плотности электролита, можно судить о степени заряженности аккумулятора. Но это не исчерпывающий критерий, ведь потери и доливки воды и кислоты точно так же влияют на плотность, как и процессы заряда-разряда.

Существует формула, связывающая

Как зарядить необслуживаемый аккумулятор автомобиля

Измерение напряжения аккумуляторной батареи под нагрузкой

Одним из наиболее точных способов определения работоспособности аккумуляторной батареи является измерение напряжения аккумуляторной батареи под нагрузкой. В большинстве тестеров пусковых и зарядных характеристик автомобильных аккумуляторных батарей в качестве нагрузки аккумуляторной батареи используется угольный реостат. Параметры нагрузки определяются номинальной емкостью проверяемой аккумуляторной батареи. Номинальная емкость аккумуляторной батареи характеризуется величиной пускового тока, который способна обеспечить аккумуляторная батарея при температуре 0°Ф (-18°С) в течение 30 секунд. Ранее использовалась характеристика номинальной емкости аккумуляторных батарей в ампер-часах. Измерение напряжения аккумуляторной батареи под нагрузкой производится при величине разрядного тока, равной половине номинального ССА тока аккумуляторной батареи или утроенной номинальной емкости аккумуляторной батареи в ампер-часах, но не менее 250 ампер. Измерение напряжения аккумуляторной батареи под нагрузкой производится после проверки степени ее заряженности по встроенному ареометру или путем измерения ЭДС аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея должна быть заряжена не менее чем на 75%. К аккумуляторной батарее подключают соответствующую нагрузку и по истечении 15 секунд работы аккумуляторной батареи под нагрузкой фиксируют показания вольтметра при подключенной нагрузке. Если аккумуляторная батарея — хорошая, то показание вольтметра должны оставаться выше 9,6 В. Многие производители аккумуляторных батарей рекомендуют проводить измерение дважды:

первые 15 секунд работы аккумуляторной батареи под нагрузкой используются для освобождения от ЭДС поляризации
вторые 15 секунд — для получения более достоверной оценки состояния аккумуляторной батареи

Между первым и вторым циклом работы под нагрузкой необходимо сделать выдержку в 30 секунд, чтобы дать аккумуляторной батарее время на восстановление.

Если аккумуляторная батарея не прошла испытания под нагрузкой, подзарядите ее и повторите проверку. В случае если вторая проверка закончилась неудачно, аккумуляторная батарея подлежит замене.

Проверка работоспособности аккумулятора

Показатель работоспособности АКБ можно оценить по величине тока, который способен отдавать аккумулятор в полностью заряженном состоянии в течение определенного времени при установленном температурном режиме.

Нормативами установлено значение тока на полюсных выводах, соответственно, данный показатель не должен опускаться ниже нормы.

Оценить уровень напряжения можно при помощи тестера АКБ. При такой проверке нет необходимости отсоединения аккумулятора от автомобиля. Этот тест сможет показать насколько пригодна аккумуляторная батарея для автомобиля в течение своего гарантийного срока.

Такой тест можно проводить один раз, а повторять после 100% подзарядки АКБ.

Как обслужить необслуживаемый аккумулятор

Техническое обслуживание аккумулятора можно провести дома самому. Для этого достаточно:

отсоединить провода
вынуть из корпуса автомобиля
очистить ветошью от грязи
снять этикетку, высверлить отверстия в пробках и понять в какие банки доливать. Есть аккумуляторы со смотровым окном и даже прозрачным корпусом, но это уже из серии дорогих
проконтролировать уровень заряда АКБ мультиметром.

При слабом заряде и достаточном уровне электролита, можно начать зарядку необслуживаемого аккумулятора самостоятельно.

Важно! В зимнее время обязательно необходимо дождаться, когда АКБ прогреется до плюсовой температуры.

Все вопросы по обслуживанию таких батарей в этом видео.

Каким зарядным устройством заряжать

Вы выяснили, что ваша необслуживаемая аккумуляторная батарея нуждается в подзарядке. Несете его домой и даже не задумываетесь, о том что существует большая разница, каким зарядным устройством заряжать. Наверняка вы, просто, решили взять по соседству обычный «дедовский» зарядник и не видите в этом никакой разницы с современными зарядными устройствами, но она есть!

Необслуживаемые автомобильные аккумуляторы можно зарядить и старым зарядным устройством, но для этого потребуется больше времени и постоянный контроль процесса зарядки, поскольку такому аккумулятору ну ни как нельзя кипеть.
К тому же нужно не понаслышке знать сам процесс зарядки и все его стадии, которые состоят из чередования этапов заряда и разряда с контролем тока и напряжения. Поэтому наилучшим ответом на вопрос, каким зарядным устройством заряжать АКБ ответ один микропроцессорным ЗУ.
Оно возьмет на себя все проблемы с контролем этапов и правильно построит процесс заряда, что уменьшит в 1,5 раза время зарядки аккумулятора.

Устройство необслуживаемого аккумулятора

Классический свинцово-кислотный аккумулятор основным своим недостатком имеет повышенное газообразование во время зарядки – если в нормальных условиях водород выходит мелкими пузырьками, то при превышении зарядного тока процесс напоминает кипение. Так раньше, собственно, и говорилось – «заряжай, пока не закипит». Разложение воды вследствие электролиза приводит к тому, что уровень электролита со временем падает, а его плотность растет – именно поэтому в батареях классической конструкции имеются пробки для контроля плотности и доливки дистиллированной воды.

Хотя при надлежащем обслуживании обычный аккумулятор обладает наивысшим среди всех типов ресурсом, для среднестатистического покупателя он неудобен. Поэтому появление аккумуляторов, способных работать длительное время без доливки воды, было логичным.

Первыми появились так называемые кальциевые (Ca/Ca) аккумуляторы. В них обе пластины каждой банки легированы кальцием в отличие от классических батарей, где пластины штампуются из свинцово-сурьмянистого сплава. В результате выделение водорода резко снизилось – при нормальных условиях эксплуатации кальциевая батарея как минимум три года отрабатывает без существенного падения уровня электролита.

Однако у кальциевых аккумуляторов есть одна особенность: они очень плохо переносят разряд ниже 12В, так как положительный электрод быстро сульфатируется и разрушается. Разряд может «убить» даже новую батарею, что подтверждает практика автосалонов: например, пока «Автофрамос» устанавливал на автомобили семейства Logan украинские кальциевые батареи Ista, длительная стоянка машины часто приводила к необходимости гарантийной замены аккумулятора еще до момента продажи ее клиенту.

Видео: Обслуживаемый или необслуживаемый аккумулятор.

Выходом из ситуации стала разработка гибридных аккумуляторов (Ca+) – в них положительный электрод изготавливается их сурьмянистого сплава, их стойкость к глубокому разряду значительно выросла. Дальнейшим развитием необслуживаемых аккумуляторов стало появление AGM и гелевых батарей – в них электролит либо пропитывает инертный наполнитель (AGM), либо загущен соединениями кремния.

Конструкция вентиляции у необслуживаемых аккумуляторов сложнее, чем у классических: для улавливания капель электролита и исключения его проливания при наклоне в нее вводится лабиринт, часто дополняемый обратными клапанами. Перед началом зарядки необходимо контролировать ее исправность – забитый грязью выходной канал необходимо прочистить.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Средний срок службы и годности автомобильного аккумулятора
Что будет, если неправильно подключить аккумулятор (перепутать клеммы) или неправильно прикурить авто?
Какая плотность электролита должна быть в аккумуляторе: повышение плотности

Зарядка необслуживаемых автомобильных аккумуляторов

Начнем с того, что зарядка необслуживаемого автомобильного аккумулятора несколько отличается от зарядки свинцовых аналогов. Все дело в том, что технология изготовления необслуживаемых батарей может быть разной. Такие решения могут иметь обычный электролит, который заливается в корпус, но так называемы «банки» герметично закрыты, то есть конструктивно отсутствует доступ для долива воды. Материал изготовления пластин также отличается от используемых решений в свинцовых батареях.

Еще один тип батарей не имеет жидкого электролита внутри АКБ в том виде, в котором многие водители привыкли его наблюдать. Электролит в корпусе удерживается в специальном материале (полипропилен). Отдельно стоят так называемые гелевые аккумуляторы. Устройство подобных решений предполагает наличие электролита, который смешан с оксидом кремния. Указанный оксид кремния засыпается в виде порошка, в результате чего внутри корпуса аккумулятора образуется гель. Такой гель заполняет внутренне пространство корпуса гелевого необслуживаемого аккумулятора.

Что касается подзарядки, необслуживаемая АКБ также нуждается в периодическом пополнении заряда, как и обычная. В обоих случаях заряда только от генератора бывает недостаточно, особенно в режиме коротких поездок, когда потраченная на запуск ДВС энергия попросту не успевает восполняться. По этой причине дозаряжать АКБ специальным зарядным устройством просто необходимо, особенно перед наступлением холодов.

Любая батарея при низких температурах разряжается быстрее, в самом двигателе густеет смазка, топливо хуже испаряется. Вполне очевидно, что прокрутить коленвал стартеру в таких условиях намного труднее. Более того, на морозе на стартер подается больший пусковой ток. Если мотор летом запускался легко даже при условии наполовину разряженной батареи, то зимой аккумулятор может разрядиться уже на второй попытке запуска. С учетом данных особенностей следует полностью зарядить аккумулятор, то есть поднять заряд до максимума емкости АКБ. В этом случае зимняя эксплуатация не доставит владельцу проблем даже при условии затрудненного пуска ДВС в сильные холода.

Отчего зависит срок службы аккумулятора автомобиля

В заключение рассмотрим несколько факторов, которые оказывают непосредственное влияние на срок службы автомобильного аккумулятора.

Степень заряженности

В момент пуска двигателя АКБ отдаёт часть заряда, которую потом восстанавливает при поездке. Но при езде в городе аккумулятор часто не успевает полностью восстановить заряд. Так, что эту нехватку нужно периодически восполнять от сетевого зарядного устройства.

Температурные условия

Температура окружающей среды также оказывает влияние на срок службы батареи. В частности, температура сильно влияет на пусковую мощность АКБ, которая на холоде значительно снижается. Заявленная ёмкость АКБ измеряется при 15 градусах Цельсия. Если температура от этой отметки снижается на один градус, то ёмкость при этом снижается на 1 ампер-час.

Стоит помнить о том, что нельзя эксплуатировать разряженный аккумулятор на морозе. Это может привести к замерзанию электролита в батарее и выходу её из строя. Подробнее об этом в материале «Замёрз аккумулятор автомобиля: причины и что делать». В летний период, когда под капотом высокая температура, из электролита активно выкипает вода. Поэтому нужно следить за тем, что уровень электролита не опускался ниже уровня пластин. Эксплуатация в таком состоянии приводит к резкому сокращению срока службы АКБ.

Электрическая сеть автомобиля

Не менее важным для «здоровья» аккумулятора является состояние его бортовой сети. В первую очередь речь идёт об исправном генераторе, а также реле, регулирующим напряжение

Кроме того, важно состояние проводки авто и исправность других потребителей тока в сети. Напряжение, подаваемое на аккумулятор в автомобильной сети, должно составлять 13─14,4 вольта

Если в бортовой сети напряжение ниже, чем указанный интервал, то она постоянно будет в разряженном состоянии. Это приводит к интенсивной сульфатации и преждевременному выходу батареи из строя.

Если величина напряжения будет выше 14,4 вольта, то электролит будет постоянно кипеть. Из-за этого возрастает расход воды и быстро снижается уровень электролита. Подробнее о последствиях читайте в статье под названием «Кипит аккумулятор на машине: причины и устранение».

Сульфатация

Сульфатация представляет собой процесс оседания сульфата свинца на аккумуляторных пластинах. Из-за этого уменьшается их рабочая поверхность и снижается ёмкость автомобильного аккумулятора. Сульфатация является естественным процессом, но его можно уменьшить. Для этого нужно регулярно заряжать АКБ и проводить десульфатацию аккумулятора. По указанной ссылке вы можете подробно узнать о мерах, которые можно предпринять, чтобы снизить сульфатацию.

срок службы аккумулятора автомобиля

Проверка системы заряда

Причины разрядки аккумулятора на автомобиле могут быть вызваны отсутствием его полноценной зарядки от генератора автомобиля:

1. Если при включенном зажигании контрольная лампа заряда не горит, сначала проверьте надежность соединения электропроводки генератора. Если электропроводка в порядке, убедитесь, что контрольная лампа не перегорела и что патрон лампы правильно расположен на приборной панели. Если лампа все еще не загорелась, проверьте целостность проводки от генератора до патрона лампы. Если результат проверки не покажет повреждение проводки, вероятно поврежден генератор.2. Если контрольная лампа работы генератора загорается при работающем двигателе, выключите двигатель и убедитесь, что приводной ремень не поврежден и правильно натянут и что соединения генератора надежно закреплены. Если все в порядке, проверьте щетки и кольца генератора. Если и после этого генератор не работает, его следует заменить или обратиться к автоэлектрику для проверки и ремонта.3. Если предполагается неисправность на выходе генератора, даже когда контрольная лампа функционирует правильно, регулируемое напряжение можно проверить следующим образом.4. Подсоедините вольтметр к клеммам аккумулятора и запустите двигатель.5. Увеличивайте обороты двигателя, пока показания вольтметра не стабилизируются. Напряжение должно быть приблизительно 12 — 13 Вольт, но не более 14 В.

6. Включите как можно больше дополнительного электрического оборудования (например, фары, обогрев заднего окна и электродвигатель отопителя салона) и убедитесь, что генератор поддерживает напряжение в пределах 13 — 14 вольт. ( При эксплуатации автомобилей и других транспортных средств уровень зарядного напряжения должен соответствовать требованиям инструкции на транспортное средство и находиться в пределах 13,9 — 14,4 Вольт независимо от режима работы двигателей и включённых потребителей.)7. Если регулируемое напряжение выходит за указанные пределы, неисправность может крыться в изношенных щетках, слабых пружинах щеток, дефектном регуляторе напряжения, дефектном диоде, разъединенной обмотке или в изношенных или поврежденных кольцах генератора. Генератор необходимо заменить или передать специалисту для проверки и ремонта.

Как правильно проводить обслуживание автомобильного аккумулятора

Написано 4 января 2018от generator-prosto.

Автомобильный аккумулятор представляет собой источник электрического тока, работающий на основе протекающих в нём электрохимических реакций. Как и любое другое устройство, АКБ требует периодической диагностики и проведения профилактических работ. Сегодня распространено отношение к аккумуляторной батарее, как к «расходнику». В принципе, так оно и есть. Но ведь за счёт регулярного обслуживания можно увеличить срок службы автомобильного аккумулятора. Тогда вы будете покупать новую батарею не через 2-3 года, а через 5-6 лет. Как говорится, экономия налицо. Информация в этой статье поможет вам разобраться, как и с какой периодичностью нужно обслуживать автомобильную АКБ.

Техника обслуживания аккумулятора

В основном обслуживание аккумулятора заключается в следующем: вам необходимо проверить уровень электролита в банках АКБ, если уровень меньше требуемого, который должен быть указан на самом аккумуляторе необходимо произвести ряд восстановительных действий.

Снять аккумулятор

Проверить уровень электролита в каждой банке, если уровень меньше нормы, необходимо долить дистиллированной воды.
Ни в коем случае не используйте обычную воду из под крана, так как в ней содержаться соли железа, которые очень негативно влияют на кислотную среду АКБ. Так же не стоит держать воду для заливки в металлических резервуарах.

Зарядите аккумулятор полностью

Далее необходимо разрядить АКБ с помощью реостата. Разряжать необходимо током равным 0.1 от номинальной емкости С, необходимо довести напряжение на клеммах до 10.2В. Также следует внимательно следить за разрядом батареи и зафиксировать время разряда в начале и конце разрядки АКБ. Еще следует внимательно следить за тем, чтобы не разрядить батарею ниже 10.2В, так как это приведет к смене полярности и будет вредить аккумулятору.

Снова зарядите АКБ

Теперь необходимо рассчитать фактическую емкость АКБ и сравнить с номинальной, если они отличаются на 25% и более следует задуматься о замене аккумулятора. Для вычисления используется формула расчета фактической емкости АКБ = C=Iptp/(1+0.01 (25-tср)).

Так же необходимо при помощи ареометра измерить плотность электролита в банках аккумулятора, и если разница превысит 0.005 г/см3, следует провести через АКБ уравнительный заряд в 1А в течение суток.

Неотъемлемой частью обслуживания аккумулятора в зимнее время является его подзарядка. Как уже сказано выше, зимой аккумулятор может постепенно разряжаться. А также прокрутка стартером, до запуска двигателя, занимает больше времени, что приводит к разряду АКБ. Во – избежании этого, АКБ необходимо периодически подзаряжать своими силами, при помощи специального зарядного устройства. Процедура зарядки для обычного аккумулятора, который устанавливается на легковой автомобиль, происходит в несколько этапов. Но в принципе можно обойтись тремя.

Необходимо заряжать аккумулятор до тех пор, пока напряжения на клеммах не достигнет 14.4В током в 0.1 от номинальной емкости. После чего понижают ток в два раза и снова доводят напряжение до 14.4В.

Во время зарядки аккумулятор может нагреваться, необходимо за этим следит и не допустить повышение температуры выше 45°. Для этого следует периодически отключать АКБ от сети и давать охладиться.

Заряд аккумулятора

При каких условиях можно заряжать аккумулятор

Если показания работоспособности аккумулятора определились таким образом, что требуется его зарядка, нужно соблюдать следующие условия: хорошая проветриваемость помещения, температура аккумулятора соответствует 10 градусам Цельсия, при повышении температуры электролита до уровня 55 градусов процедуру нужно прекратить. Нарушение последнего может привести к перегреву или даже закипанию электролита, отчего могут покоробиться пластины, в итоге это приведёт к выходу из строя АКБ. Необходимо помнить, что попытки ускорения заряда аккумулятора могут привести к ее повреждению. Для необслуживаемых АКБ основным показателем во время зарядки считается напряжение.

Приборы для заряда аккумулятора:

Зарядное устройство (ЗУ).
Автоматическое зарядное устройство.
Адаптер для заряда аккумулятора.

Как зарядить аккумулятор

ЗУ должно обеспечивать напряжение заряда 16–16,6 В. Батареи заряжают двумя способами: постоянным током или напряжением.

При зарядке постоянным током необходимо каждые 1–2 часа контролировать его величину. Такой заряд производят током равным 10% ёмкости аккумулятора в течении 20-ти часов. Для АКБ ёмкостью 45 А/ч ток заряда составляет 4,5 А, эту величину тока необходимо поддерживать на протяжении всего времени заряда.

В конце заряда АКБ может возникать повышенное выделение газа, для минимизации этого эффекта, а также для повышения степени заряженности АКБ необходимо ступенчатое уменьшение тока. При достижении напряжения 14,4 В ток уменьшают в два раза, на примере ёмкости в 45 А/ч, до 2,75 А, при напряжении 15 В его снова уменьшают в два раза, до 1,38 А.

АКБ считается заряженным если напряжение и ток не меняются в течении одного, двух часов, обычно это соответствует напряжению в 16,3-16,4 В.

При зарядке постоянным напряжением скорость заряда зависит от величины напряжения:

при 14,4 В потребуется до 32 часов заряда;
при 15 В потребуется до 28 часов;
при 16 В потребуется до 25 часов;

На полную зарядку АКБ в течении суток необходимо напряжение в 16,4 В.

В момент включения ЗУ ток заряда может достигать 50 А и больше, для избегания такого большого зарядного тока ЗУ ограничивает его до 25 А.

По мере приближения полного заряда напряжение на выводах АКБ повышается до 14,4 В, а ток заряда уменьшается до нуля, что позволяет осуществлять заряд в полностью автоматическом режиме без участия человека.

Уделите внимание глубоко разряженному аккумулятору

Если АКБ установлена на автомобиле при его хранении, то следует ожидать так называемого саморазряда аккумуляторной батареи при наличии постоянного действующего потребителя электрического тока.

Показатель, при котором аккумулятор соответствует состоянию глубоко-разряженного, равно плотности электролита не выше 1,14 г/см3 что примерно соответствует напряжению в 11,9 В.

Такие батареи необходимо заряжать пониженным током 1–2 А или напряжением 12–13 В, так как при больших значениях батарея не сможет набрать свою полную ёмкость. При зарядке необходимо следить чтобы ток заряда не повысился до 5% от номинальной ёмкости батареи, например, для 45 А/ч ток должен составлять не более 2,25 А.

Особые указания:

Аккумулятор подвержен замерзанию при отрицательной температуре вследствие увеличения количества воды в составе электролита. Которая возникает при его разрядке.
Если аккумулятор «замерз», его ждет неминуемая замена, так как герметичность корпуса может быть нарушена из-за трещин. Если аккумулятор уцелел его можно зарядить, но только после того, как он отогреется в помещении не менее суток. После заряда такого АКБ теряется до 50% ёмкости и его можно эксплуатировать лишь короткий срок до покупки нового, так как его отказ неизбежен.
Реакция сульфатации электродов, или иными словами образование твердого слоя, характерна для глубоко разряженных аккумуляторов, это влияет на мощность аккумулятора: она снижается. Такой реакции можно избежать, если глубоко разряженный аккумулятор подзарядить как можно быстрее.
Заряду аккумулятора нужно уделить не менее суток или более.

При обслуживании автомобильного аккумулятора важно помнить, что он является источником повышенной опасности. Ввиду своей конструкции и принципа работы, составляющие батареи представляют собой агрессивные химические вещества, поэтому помните, что своевременный сервис и замена АКБ очень важный пункт в правильной эксплуатации вашего автомобиля.

Импульсная диагностика аккумуляторов

Категория: Электропитание

При длительном хранении и неправильной эксплуатации на пластинах аккумуляторов появляются крупные нерастворимые кристаллы сульфата свинца. Большинство современных зарядных устройств выполнены по простой схеме, в которую входит трансформатор и выпрямитель. Их использование рассчитано на снятие рабочей сульфитации с поверхности пластин аккумулятора, но застарелую крупнокристаллическую сульфитацию они убрать не в состоянии.Характеристики устройства
Напряжение аккумулятора, 12
В Емкость, А-ч 12-120
Время измерения, с 5
Импульсный ток измерения, А 10
Диагностируемая степень сульфатации, %30. ..100
Масса устройства, г 240
Рабочая температура воздуха, ±27°С
сталлы сульфата свинца обладают большим сопротивлением, что препятствует прохождению зарядного и разрядного тока. Напряжение на аккумуляторе во пора зарядки растет, ток заряда падает, а обильное выделение смеси кислорода и водорода может привести к взрыву. Разработанные импульсные зарядные устройства способны во пора зарядки перевести сульфат свинца в аморфный свинец с последующим его осаждением на поверхность очищенных от кристаллизации пластин.
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Исходя из значения напряжения под нагрузкой, резистором R14 устанавливается соответствующее роль сульфитации в процентах на шкале прибора РА1 при среднем положении движков резисторов R2, R8 и R11. Показания прибора корректируются резистором R11 в соответствии сданными, приведенными в таблице.
Напряжение аккумулятора под нагрузкой, В Более 11,8 Менее 11,6 Менее 10,8 Менее 10,2
Сульфдтация, процент(ов) S Рабочая 40% 60% 100%
Среднее положение движка резистора R8 (тип аккумулятора) примерно соответствует емкости аккумулятора 60 А-ч. нижнее — 120 А-ч, верхнее — 12 А-ч. Возможное несоответствие типа аккумулятора и положения движка R8 из-за разброса элементов схемы корректируется резистором R2 (регулирует длительность паузы между импульсами), что вносит поправку в величину импульсного тока разряда аккумулятора.
Отсчет показаний сульфитации аккумулятора выполняется после кратковременного подключения разъема XT и минусовой шины к аккумулятору по прибору РА1 Предварительно резистор R8 устанавливают в положение, соответствующее проверяемому типу аккумулятора. Пульсирующее свечение контрольного светодиода HL1 указывает на правильную полярность подключения аккумулятора во пора тестирования и исправную работу генератора прямоугольных импульсов на DA1.
Литература
1. В.Коновалов. Измеритель RBH АБ. — Радиомир, 2004. №8, С.14.
2. В.Коновалов, А.Разгильдеев. Восстановление аккумуляторов. — Радиомир, 2005. №3, С.7.
3. В.Коновалов. Зарядно-восстановительное устройство для Ni-Cd аккумуляторов. — Радио. 2006. №3. С.53.
4. Испытатель автомобильных аккумуляторных батарей. — Радио. 2007, №6, С.49.
5. И.П.Шелестов. Радиолюбителям полезные схемы. Кн.5. — 2003.
6. В.В.Мукосеев, И.Н.Сидоров. Маркировка и обозначение радиоэлементов — 2001.
В.КОНОВАЛОВ,г.Иркутск.

Восстановление автомобильного аккумулятора

Убедившись, что плотность аккумулятора в порядке, подготовьте пластиковый таз, в который будете сливать электролит. Эту операцию выполняйте в резиновых перчатках, защитных очках и респираторе, потому что серная кислота не только оставляет химические ожоги, но и выделяет ядовитые вещества. Существуют два способа слива электролита – наклоном (а затем переворачиванием) аккумулятора и с использованием резиновой груши, которую можно купить в некоторых магазинах, торгующих автозапчастями или медицинскими принадлежностями. Первый способ быстрей, второй безопасней.

Отлейте или удалите с помощью груши 2/3 электролита. Протрите аккумулятор чистой тряпкой, чтобы удалить остатки кислоты, затем закрутите заглушки. После этого поднимите аккумулятор над столом и сильно качайте влево – вправо. Это необходимо, чтобы поднять со дна осадок, ведь именно по нему вы сможете определить состояние пластин

Сразу же после этого осторожно вылейте остатки электролита в таз. Если электролит чистый и не содержит никаких твердых фрагментов, то с пластинами все в порядке

Утеплитель для аккумулятора.

Не секрет что большинство автолюбителей сталкивается с зарядкой аккумулятора в холодный период года. Связанно это не только с тем, что для пуска холодного двигателя необходимо больше энергии, но и с тем, что при понижении температуры скорость химических реакций уменьшается. В совокупности замёрзший аккумулятор мало того что не способен выдать номинальную силу тока, но и не может начать заряжаться сразу. Итог: медленный и верный разряд.

На автомобильных форумах иногда встречаю отзывы о том, что некоторые комплектации немецких автомобилей идут с стоке тёплым боксом для аккумулятора (утеплителем аккумулятора). Этот бокс для аккумулятора представляет собой чехол из специального материала. По теории в таком боксе аккумулятор находится в более щадящих температурных условиях, результатом чего должна быть более долгая и стабильная его работ.

В домашних условиях можно сшить защитный кожух для аккумулятора и самому, главное здесь учесть что материал должен быть огнестойким, противостоять повышенной температуре и иметь теплоизоляционные свойства. К примеру можно сшить нечто похожее на кожух АКБ фольксвагена.

В последнее время в продаже появляются одноразовые защитные кожуха для аккумуляторов из картона. Вот описание одного из них:

«Теплый бокс» предназначен для предотвращения быстрого замерзания и, как следствие саморазрядки автомобильных аккумуляторных батарей, при эксплуатации при минусовых температурах окружающей среды.

При -30 градусов Цельсия АКБ с чехлом сохраняла свой стартовый заряд в течение 7-8 часов стоянки, несмотря на то, что одна банка в АКБ была повреждена и без утеплительного чехла замерзала, образуя внутри поврежденной банки лед. После установки чехла «Теплый Бокс» , поврежденная банка перестала промерзать».

«Теплый Бокс» — Оберегает АКБ от перепадов температуры — Сохраняет стартовый заряд при сильных морозах — Защищает от пыли и влаги — Продлевает срок службы АКБ

Разумеется всё описанное для этой дешевой картонки распространяется и для настоящих «фирменных» (установленных такими фирмами как VW, Skoda ит.д.) , пожалуй даже в большей степени. Однако не о какой долговечности в эксплуатации (и тем более мойке двигателя) говорить не стоит. Тут речь лишь о привлекательной цене.

Для себя, на скорую руку, я сделал бокс для аккумулятора из промышленного утеплителя фольгоизола 10мм. Этот утеплитель считается довольно сильным по теплопроводности и достаточно стойкий к воздействию температуры

Помимо этого он не впитывает жидкости, что тоже не маловажно в подкапотном пространстве

Ну разве что осталось с верху доделать, чтоб изоляция клейм была лучше.

_______________________________________

Закончу разговор об утеплении аккумулятора обще познавательной информацией. В промышленном транспорте используемом в холодном климате используются специальные грелки для аккумулятора.

На практике это был бы идеальный вариант, но… слишком дорого. И поэтому широкого распространения в «лёгком» автомобилестроении он не получил.

Как проверить аккумулятор автомобиля на замыкание в домашних условиях

Ситуация с невозможностью завести машину после морозной ночи знакома многим автолюбителям. Именно аккумулятор берет на себя основную нагрузку по запуску холодного двигателя. Внезапно подвести хозяина может даже новый недавно установленный аккумулятор.

Постоянная езда на короткие расстояния или неисправное электрооборудование могут стать источником постоянной недозарядки батареи. Проверка напряжения на клеммах аккумулятора мультиметром еще до запуска автомобиля покажет истинный заряд батареи. Показания в пределах от 11,5 до 11,8V говорят о полной разрядке аккумулятора. Причин такой ситуации несколько. Утечка тока может произойти вследствие невыключенного света фар, неисправного генератора, наличия сложной сигнализации, камер слежения. Небольшое количество тока потребляют блок центрального замка и память магнитолы. Допустимым является ток утечки в пределах 50-80мА. Стационарная зарядка батареи может исправить положение.

Достаточный заряд, но безуспешные попытки завести автомобиль служат поводом задуматься о другой возможной причине неисправности. Помимо зарядки, на работоспособность аккумулятора влияет необходимое количество и плотность электролита. У необслуживаемых батарей, ввиду отсутствия доступа к банкам, этот параметр никак не определяется.

Езда на короткие расстояния — причина недозарядки аккумулятора

У обычных же АКБ летом в жару уровень электролита может снижаться из-за выкипания. Тогда необходимо долить купленную в аптеке или автомагазине дистиллированную воду. При потере уровня ввиду проливания, в батареи доливают электролит. Зимой, при понижении допустимой плотности, возникает опасность полного замерзания электролита.

Для определения плотности электролит сливают в прозрачную емкость, опускают в него специальный поплавок-ареометр, который позволяет по градуированной шкале определить существующие показания. Повысить плотность можно добавлением в электролит необходимого количества кислоты.

Работа эта небезопасная и кропотливая. Необходимо тщательно следить за уровнем плотности каждой банки аккумулятора. Желательно добиться немного больших показателей плотности, чем рекомендовано производителем.

Не менее распространен способ проверки аккумулятора нагрузочной вилкой, но не стоит это делать слишком часто. У исправного аккумулятора подаваемая в течение 5 сек нагрузка должна составлять более 9V.

При отсутствии под рукой необходимых приборов проверить состояние автомобильной батареи можно любым потребителем электроэнергии, к примеру — лампами ближнего света. Параллельно подключенные к аккумулятору емкостью в 60 Ah 6-7 лампочек с нагрузкой в 30А должны стабильно отработать не менее 5-ти мин.

На длительность работы АКБ отрицательно влияют как полная его разрядка, так и перезарядка. При работающем двигателе перезарядка происходит по вине неисправностей электрических цепей автомобиля. При стационарной подзарядке — по невнимательности, когда пропущен момент начала активного бурления электролита.

Схемы самодельных зарядных для авто аккумулятора. Обзор схем зарядных устройств автомобильных аккумуляторов

У каждого автомобилиста наступал в жизни момент, когда, повернув ключ в замке зажигания не происходило абсолютно ничего. Стартер не проворачивался, а как следствие – машина не заводилась. Диагноз простой и ясный: аккумуляторная батарея полностью разряжена. Но имея под рукой даже самое простое с выходным напряжением 12 В, можно в течение одного часа восстановить АКБ и поехать по своим делам. Как сделать такое устройство своими руками, описано далее в статье.

Как правильно заряжать аккумуляторную батарею

Перед тем как сделать зарядное устройство для аккумулятора своими руками, следует узнать основные правила относительно его правильной зарядки. Если их не соблюдать, то ресурс батареи резко уменьшится и придётся покупать новую, так как восстановить аккумулятор практически невозможно.

Чтобы установить правильный ток, следует знать простую формулу: ток заряда равен току разряда батареи за период времени равный 10-ти часам. Это означает, что ёмкость АКБ следует разделить на 10. Например, для АКБ, ёмкостью 90 А/ч, необходимо установить ток заряда равный 9 Ампер. Если поставить больше, то произойдёт быстрый нагрев электролита и могут быть повреждены свинцовые соты. При меньшей силе тока понадобится очень много времени до полного заряда.

Теперь необходимо разобраться с напряжением. Для АКБ, разность потенциалов которых составляет 12 В, напряжение заряда не должно превышать 16.2 В. Это означает, что для одной банки напряжение должно быть в пределах 2.7 В.

Самое основное правило правильного заряда АКБ: не перепутать клеммы, во время присоединения батареи. Неправильно подключённые клеммы получили название переполюсовке, что приведёт к немедленному вскипанию электролита и окончательному выходу из строя аккумулятора.

Необходимые инструменты и расходные материалы

Сделать качественное зарядное устройство своими руками можно только в случае, если под этими самыми руками будут находиться приготовленные инструменты и расходные материалы.

Перечень инструментов и расходных материалов:

Мультиметр. Должен находится в инструментальной сумке каждого автомобилиста. Пригодится не только при сборке зарядного, но и в дальнейшем, при ремонте. Стандартный мультиметр включает в себя такие функции как измерение напряжения, силы тока, сопротивления и прозвонка проводников.
Паяльник. Достаточно мощности в 40 или 60 Вт. Слишком мощный паяльник брать нельзя, так как высокая температура приведёт к порче диэлектриков, например, в конденсаторах.
Канифоль. Необходима для быстрого увеличения температуры. При недостаточном прогреве деталей, качество пайки будет слишком низким.
Олово. Основной скрепляющий материал, используется для улучшения контакта двух деталей.
Термоусадочная трубка. Более новый вариант старой изоленты, легка в использовании и обладает лучшими диэлектрическими качествами.

Конечно, всегда под рукой должны находится такие инструменты как плоскогубцы, плоская и фигурная отвёртка. Собрав все вышеперечисленные элементы, можно приступать к сборке зарядного устройства для аккумуляторной батареи.

Последовательность изготовления зарядки на основе импульсного блока питания

Зарядка для аккумуляторов своими руками должна быть не только надёжной и качественной, но и обладать небольшой стоимостью. Поэтому нижеприведённая схема подходит идеально, для достижения подобных целей.

Готовая зарядка на основе импульсного источника питания

Что потребуется:

Трансформатор электронного типа от китайского производителя Tashibra.
Динистор КН102. Зарубежный динистор имеет маркировку DB3.
Силовые ключи MJE13007 в количестве двух штук.
Диоды КД213 в количестве четырёх штук.
Резистор, с сопротивлением не менее 10 Ом и мощностью 10 Вт. При установке резистора меньшей мощности, он будет постоянно греться и очень скоро выйдет из строя.
Любой трансформатор обратной связи, которые могут находится в старых радиоприёмниках.

Разместить схему можно на любой старой плате или купить для этого пластину недорого диэлектрического материала. После сборки схемы её необходимо будет спрятать в металлическом корпусе, который можно изготовить из простой жести. Схема должна быть изолирована от корпуса.

Пример зарядного устройства, смонтированного в корпусе старого системного блока

Последовательность изготовления зарядного устройства своими руками:

Переделать силовой трансформатор. Для этого следует размотать его вторичную обмотку, так как импульсные трансформаторы Tashibra дают только 12 В, что очень мало для автомобильного АКБ. На место старой обмотки следует намотать 16 витков нового сдвоенного провода, сечение которого не будет меньше 0.85 мм.Новая обмотка изолируется, и поверх неё наматывается следующая. Только теперь необходимо сделать всего 3 витка, сечение провода – не менее 0.7 мм.
Смонтировать защиту от короткого замыкания. Для этого понадобится тот самый резистор на 10 Ом. Его следует впаять в разрыв обмоток силового трансформатора и трансформатора обратной связи.

Резистор как защита от короткого замыкания

С помощью четырёх диодов КД213 спаять выпрямитель. Диодный мост простой, может работать с током высокой частоты, и его изготовление происходит по стандартной схеме.

Диодный мост на основе КД213А

Делаем ШИМ-контроллер. Необходим в зарядном устройстве, так как контролирует все силовые ключи в схеме. Его можно сделать самостоятельно, используя полевой транзистор (например, IRFZ44) и транзисторы обратной проводимости. Для этих целей идеально подходят элементы типа КТ3102.

ШИМ=контроллер высокого качества

Произвести стыковку основной схемы с силовым трансформатором и ШИМ-контроллера. После чего получившуюся сборку можно закреплять в самостоятельно сделанном корпусе.

Данное зарядное устройство достаточно простое, не требует больших затрат при сборке, обладает маленьким весом. Но схемы, сделанные на основе импульсных трансформаторов нельзя отнести к категории надёжных. Даже самый простой стандартный силовой трансформатор будет выдавать более стабильные показатели чем импульсные устройства.

При работе с любым зарядным устройством следует помнить, что нельзя допускать переполюсовки. Данная зарядка защищена от подобного, но всё же перепутанные клеммы сокращают срок службы аккумуляторной батареи, а резистор переменного типа в схеме позволяет контролировать ток заряда.

Простое зарядное устройство своими руками

Для изготовления данной зарядки потребуются элементы, которые можно найти в отслужившем телевизоре старого типа. Перед их монтажом в новую схему, детали необходимо проверить с помощью мультиметра.

Основной деталью схемы является силовой трансформатор, который можно найти не везде. Его маркировка: ТС-180-2. Трансформатор такого типа имеет 2 обмотки, напряжение которых составляет 6.4 и 4.7 В. Чтобы получить необходимую разность потенциалов, эти обмотки следует соединить последовательно – выход первой соединить со входом второй посредством пайки или обыкновенного клеммника.

Трансформатор типа ТС-180-2

Также понадобятся диоды типа Д242А в количестве четырёх штук. Так как данные элементы будут собраны в мостовую схему, потребуется отвод излишнего тепла от них во время работы. Поэтому также необходимо найти или приобрести 4 радиатора охлаждения для радиодеталей, площадью не менее 25 мм2.

Осталась только основа, для которой можно взять пластину из стеклотекстолита и 2 предохранителя, на 0.5 и 10А. Проводники допускается использовать любого сечения, только входной кабель должен быть не менее 2.5 мм2.

Последовательность сборки зарядного устройства:

Первым элементом в схеме необходимо собрать диодный мост. Собирается он по стандартной схеме. Места выводов должны быть опущены вниз, а все диоды надо разместить на радиаторах охлаждения.
От трансформатора, с выводов 10 и 10′ провести 2 провода ко входу диодного моста. Теперь следует немного доработать первичные обмотки трансформаторов, а для этого припаять между выводами 1 и 1′ перемычку.
Припаять входные проводе к выводам 2 и 2′. Входной провод можно сделать из любого кабеля, например, от или любого отслужившего бытового прибора. Если же в наличии есть только провод, то к нему необходимо присоединить вилку.
В разрыв провода, идущего до трансформатора, следует установить предохранитель, рассчитанный на 0.5А. В разрыв плюсового, который пойдёт непосредственно на клемму АКБ – предохранитель на 10А.
Минусовой провод, идущий от диодного моста, припаивают последовательно к обыкновенной лампе, рассчитанной на 12 В, мощностью не более 60 Вт. Это поможет не только контролировать зарядку аккумулятора, но и ограничить зарядный ток.

Все элементы данного зарядного устройства можно разместить в жестяном корпусе, также сделанном своими руками. Пластину стеклотекстолита закрепить болтами, а трансформатор смонтировать прямо на корпус, предварительно разместив между ним и жестью такую же стеклотекстолитовую пластину.

Игнорирование законов электротехники может привести к тому, что зарядное устройство будет постоянно выходить из строя. Поэтому заранее стоит распланировать мощность зарядки, в зависимости от которой и собирать схему. Если превысить мощность цепи, то должной зарядки АКБ не будет, если не будет превышения рабочего напряжения.

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов.

Ни для кого не ново, если скажу, что у любого автомобилиста в гараже должно быть зарядное устройство для аккумуляторной батареи. Конечно, его можно купить в магазине, но, столкнувшись с этим вопросом, пришел к выводу, заведомо не очень хорошее устройство по приемлемой цене брать не хочется. Встречаются такие, у которых ток заряда регулируется мощным переключателем, который добавляет или уменьшает количество витков во вторичной обмотке трансформатора, тем самым увеличивая или уменьшая зарядный ток, при этом прибор контроля тока в принципе отсутствует. Это наверно самый дешевый вариант зарядника заводского исполнения, ну а толковый девайс стоит не так уж и дешево, цена прямо-таки кусается, поэтому решил найти схему в интернете, и собрать ее самому. Критерии выбора были такие:

Простая схема, без лишних наворотов;
— доступность радиодеталей;
— плавная регулировка зарядного тока от 1 до 10 ампер;
— желательно чтобы это была схема зарядно-тренировочного устройства;
— не сложная наладка;
— стабильность работы (по отзывам тех, кто уже делал данную схему).

Поискав в интернете, наткнулся на промышленную схему зарядного устройства с регулирующими тиристорами.

Все типично: трансформатор, мост (VD8, VD9, VD13, VD14), генератор импульсов с регулируемой скважностью (VT1, VT2), тиристоры в качестве ключей (VD11, VD12), узел контроля заряда. Несколько упростив эту конструкцию, получим более простую схему:

На этой схеме нет узла контроля заряда, а остальное – почти то же самое: транс, мост, генератор, один тиристор, измерительные головки и предохранитель. Обратите внимание, что в схеме стоит тиристор КУ202, он немного слабоват, поэтому чтобы не допустить пробоя импульсами большого тока его необходимо установить на радиатор. Трансформатор — ватт на 150, а можно использовать ТС-180 от старого лампового телевизора.

Регулируемое зарядное устройство с током заряда 10А на тиристоре КУ202.

И еще одно устройство, не содержащее дефицитных деталей, с током заряда до 10 ампер. Оно представляет собой простой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением.

Узел управления тиристором собран на двух транзисторах. Время, за которое конденсатор С1 будет заряжаться до переключения транзистора, выставляется переменным резистором R7, которым, собственно, и выставляется величина зарядного тока аккумулятора. Диод VD1 служит для защиты управляющей цепи тиристора от обратного напряжения. Тиристор, также как и в предыдущих схемах, ставится на хороший радиатор, или на небольшой с охлаждающим вентилятором. Печатная плата узла управления выглядит следующим образом:

Схема не плохая, но в ней есть некоторые недостатки:
— колебания напряжения питания приводят к колебанию зарядного тока;
— нет защиты от короткого замыкания кроме предохранителя;
— устройство дает помехи в сеть (лечится с помощью LC-фильтра).

Зарядно-восстанавливающее устройство для аккумуляторных батарей.

Это импульсное устройство может заряжать и восстанавливать практически любые типы аккумуляторов. Время заряда зависит от состояния батареи и колеблется в пределах 4 — 6 часов. За счет импульсного зарядного тока происходит десульфатация пластин аккумулятора. Смотрим схему ниже.

В этой схеме генератор собран на микросхеме, что обеспечивает более стабильную его работу. Вместо NE555 можно использовать российский аналог — таймер 1006ВИ1 . Если кому не нравится КРЕН142 по питанию таймера, так ее можно заменить обычным параметрическим стабилизатором, т.е. резистором и стабилитроном с нужным напряжением стабилизации, а резистор R5 уменьшить до 200 Ом . Транзистор VT1 — на радиатор в обязательном порядке, греется сильно. В схеме применен трансформатор со вторичной обмоткой на 24 вольта. Диодный мост можно собрать из диодов типа Д242 . Для лучшего охлаждения радиатора транзистора VT1 можно применить вентилятор от компьютерного блока питания или охлаждения системного блока.

Восстановление и зарядка аккумулятора.

В результате неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, и он выходит из строя.
Известен способ восстановления таких батарей при заряде их «ассимметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбрано 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

Рис. 1. Электрическая схема зарядного устройства

На рис. 1 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.
Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.

Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.

В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22…25 В.
Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0…5 А (0…3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления (1000…18000), который можно заменить на КТ825 при изменении полярности включения диодов и стабилитрона, так как он другой проводимости (см. рис. 2). Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.

Рис. 2. Электрическая схема зарядного устройства

Для защиты схемы от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.
Резисторы применены такие R1 типа С2-23, R2 — ППБЕ-15, R3 — С5-16MB, R4 — ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В.
обратного напряжения.

Какой провод лучше использовать от зарядного устройства до аккумулятора.

Конечно, лучше брать гибкий медный многожильный, ну а сечение нужно выбрать из расчета какой максимальный ток будет проходить по этим проводам, для этого смотрим табличку:

Если вас интересует схемотехника импульсных зарядно-восстановительных устройств с применением таймера 1006ВИ1 в задающем генераторе — прочтите эту статью:

Доброго времени суток господа радиолюбители! В этой статье хочу описать сборку несложного зарядного устройства. Даже совсем простого, потому что оно не содержит ничего лишнего. Ведь часто усложняя схемы мы снижаем её надёжность. В общем тут будет рассмотрено пару вариантов таких простейших автомобильных зарядных, которые можно спаять любому, кто хоть раз чинил кофемолку или менял выключатель в коридоре)) По своему опыту могу предположить что оно будет полезным каждому, кто имеет хоть какое-то отношение к технике или электронике. Давно меня посетила идея собрать простейшее зарядное устройство для АКБ своего мотоцикла, так как генератор иногда попросту не справляется с зарядкой последнего, особенно тяжело ему приходится зимним утром, когда нужно завести его со стартера. Конечно многие будут говорить что с кик стартера много проще, но тогда АКБ можно вообще выкинуть.

Электрическая схема самодельного зарядного

Что нужно для того, чтоб АКБ зарядился? Источник стабильного тока, который бы не превышал некоторое безопастное значение. В простейшем случае им будет обычный сетевой трансформатор. Он должен выдавать на вторичке такой ток, который нужен для стандартного зарядного режима (1/10 ёмкости аккумулятора). И если в начале зарядного цикла нагрузка начнёт тянуть ток бОльшего значения — произойдёт просадка напряжения на выходной обмотке трансформатора, а значит ток снизится. Есть два варианта выпрямителей:

Последняя схема позволит менять значение зарядного тока, за счёт изменения напряжения на АКБ. Если вы не доверяете трансформатору, то функцию стабилизатора тока можно возложить на обычную автомобильную лампочку 12 вольт.

В общем для себя решил сделать зарядку довольно мощной, как основу взял трансформатор ТС-160 от советского лампового телека, перемотал под свои нужды, на выходе вышло 14 вольт на 10 ампер, что позволяет заряжать АКБ достаточно большой ёмкости, в том числе любые автомобильные.

Корпус для зарядного устройства

Корпус был собран из цинковой жести, так как хотел сделать как можно проще.

Сзади корпуса было выпилено отверстие под вентилятор, для большей надёжности решил добавить активное охлаждение, да и вентилей поднакопилось, пусть не лежат без дела.

Затем начал делать начинку, прикрутил трансформатор, диодный мост тоже взял с запасом — КРВС-3510 , благо они не много стоят:

В передней панели сделал отверстие для вольтметра, также прикрутил гнездо для крокодилов.

Вышло как раз то что я хотел-простенько и надёжно. В основном этот блок используется для зарядки АКБ и питания 12 вольтовых светодиодных лент.

Ну и в крайнем случае для настройки автомобильных преобразователей. А чтобы было меньше помех, после моста поставил пару конденсаторов общей ёмкостью около 5 тыс. мкФ.

Внешне конечно можно было сделать и более аккуратно, но мне здесь главное надёжность, следующим на очереди стоит лабораторный блок питания, в нем то и буду воплощать все свои дизайнерские умения. Всего доброго, с вами был Колонщик !.)

Обсудить статью АВТОМОБИЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ СВОИМИ РУКАМИ

На фотографии представлено самодельное автоматическое зарядное устройство для зарядки автомобильных аккумуляторов на 12 В током величиной до 8 А, собранного в корпусе от милливольтметра В3-38.

Почему нужно заряжать аккумулятор автомобиля

зарядным устройством

АКБ в автомобиле заряжается с помощью электрического генератора. Для защиты электрооборудования и приборов от повышенного напряжения, которое вырабатывает автомобильным генератором, после него устанавливают реле-регулятор, который ограничивает напряжение в бортовой сети автомобиля до 14,1±0,2 В. Для полной же зарядки аккумулятора требуется напряжение не менее 14,5 В.

Таким образом, полностью зарядить АКБ от генератора невозможно и перед наступлением холодов необходимо подзаряжать аккумулятор от зарядного устройства.

Анализ схем зарядных устройств

Привлекательной выглядит схема изготовления зарядного устройства из блока питания компьютера. Структурные схемы компьютерных блоков питания одинаковые, но электрические разные, и для доработки требуется высокая радиотехническая квалификация.

Интерес у меня вызвала конденсаторная схема зарядного устройства, КПД высокий, тепла не выделяет, обеспечивает стабильный ток заряда вне зависимости от степени заряда аккумулятора и колебаний питающей сети, не боится коротких замыканий выхода. Но тоже имеет недостаток. Если в процессе заряда пропадет контакт с аккумулятором, то напряжение на конденсаторах возрастает в несколько раз, (конденсаторы и трансформатор образуют резонансный колебательный контур с частотой электросети), и они пробиваются. Надо было устранить только этот единственный недостаток, что мне и удалось сделать.

В результате получилась схема зарядного устройства без выше перечисленных недостатков. Более 16 лет заряжаю ним любые кислотные аккумуляторы на 12 В. Устройство работает безотказно.

Принципиальная схема автомобильного зарядного устройства

При кажущейся сложности, схема самодельного зарядного устройства простая и состоит всего из нескольких законченных функциональных узлов.

Если схема для повторения Вам показалась сложной, то можно собрать более , работающую на таком же принципе, но без функции автоматического отключения при полной зарядке аккумулятора.

Схема ограничителя тока на балластных конденсаторах

В конденсаторном автомобильном зарядном устройстве регулировка величины и стабилизация силы тока заряда аккумулятора обеспечивается за счет включения последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора Т1 балластных конденсаторов С4-С9. Чем больше емкость конденсатора, тем больше будет ток заряда аккумулятора.

Практически это законченный вариант зарядного устройства, можно подключить после диодного моста аккумулятор и зарядить его, но надежность такой схемы низкая. Если нарушится контакт с клеммами аккумулятора, то конденсаторы могут выйти из строя.

Емкость конденсаторов, которая зависит от величины тока и напряжения на вторичной обмотке трансформатора, можно приблизительно определить по формуле, но легче ориентироваться по данным таблицы.

Для регулировки тока, чтобы сократить количество конденсаторов, их можно подключать параллельно группами. У меня переключение осуществляется с помощью двух галетного переключателя, но можно поставить несколько тумблеров.

Схема защиты

от ошибочного подключения полюсов аккумулятора

Схема защиты от переполюсовки зарядного устройства при неправильном подключении аккумулятора к выводам выполнена на реле Р3. Если аккумулятор подключен неправильно, диод VD13 не пропускает ток, реле обесточено, контакты реле К3.1 разомкнуты и ток не поступает на клеммы аккумулятора. При правильном подключении реле срабатывает, контакты К3.1 замыкаются, и аккумулятор подключается к схеме зарядки. Такую схему защиты от переполюсовки можно использовать с любым зарядным устройством, как транзисторным, так и тиристорным. Ее достаточно включить в разрыв проводов, с помощью которых аккумулятор подключается к зарядному устройству.

Схема измерения тока и напряжения зарядки аккумулятора

Благодаря наличию переключателя S3 на схеме выше, при зарядке аккумулятора есть возможность контролировать не только величину тока зарядки, но и напряжение . При верхнем положении S3, измеряется ток, при нижнем – напряжение. Если зарядное устройство не подключено к электросети, то вольтметр покажет напряжение аккумулятора, а когда идет зарядка аккумулятора, то напряжение зарядки. В качестве головки применен микроамперметр М24 с электромагнитной системой. R17 шунтирует головку в режиме измерения тока, а R18 служит делителем при измерении напряжения.

Схема автоматического отключения ЗУ

при полной зарядке аккумулятора

Для питания операционного усилителя и создания опорного напряжения применена микросхема стабилизатора DA1 типа 142ЕН8Г на 9В. Микросхема это выбрана не случайно. При изменении температуры корпуса микросхемы на 10º, выходное напряжение изменяется не более чем на сотые доли вольта.

Система автоматического отключения зарядки при достижении напряжения 15,6 В выполнена на половинке микросхемы А1.1. Вывод 4 микросхемы подключен к делителю напряжения R7, R8 с которого на него подается опорное напряжение 4,5 В. Вывод 4 микросхемы подключен к другому делителю на резисторах R4-R6, резистор R5 подстроечный для установки порога срабатывания автомата. Величиной резистора R9 задается порог включения зарядного устройства 12,54 В. Благодаря применению диода VD7 и резистора R9, обеспечивается необходимый гистерезис между напряжением включения и отключения заряда аккумулятора.

Работает схема следующим образом. При подключении к зарядному устройству автомобильного аккумулятора, напряжение на клеммах которого меньше 16,5 В, на выводе 2 микросхемы А1.1 устанавливается напряжение достаточное для открывания транзистора VT1, транзистор открывается и реле P1 срабатывает, подключая контактами К1.1 к электросети через блок конденсаторов первичную обмотку трансформатора и начинается зарядка аккумулятора.

Как только напряжение заряда достигнет 16,5 В, напряжение на выходе А1.1 уменьшится до величины, недостаточной для поддержания транзистора VT1 в открытом состоянии. Реле отключится и контакты К1.1 подключат трансформатор через конденсатор дежурного режима С4, при котором ток заряда будет равен 0,5 А. В таком состоянии схема зарядного устройства будет находиться, пока напряжение на аккумуляторе не уменьшится до 12,54 В. Как только напряжение установится равным 12,54 В, опять включится реле и зарядка пойдет заданным током. Предусмотрена возможность, в случае необходимости, переключателем S2 отключить систему автоматического регулирования.

Таким образом, система автоматического слежения за зарядкой аккумулятора, исключит возможность перезаряда аккумулятора. Аккумулятор можно оставить подключенным к включенному зарядному устройству хоть на целый год. Такой режим актуален для автолюбителей, которые ездят только в летнее время. После окончания сезона автопробега можно подключить аккумулятор к зарядному устройству и выключить только весной. Даже если в электросети пропадет напряжение, при его появлении зарядное устройство продолжит заряжать аккумулятор в штатном режиме

Принцип работы схемы автоматического отключения зарядного устройства в случае превышения напряжения из-за отсутствия нагрузки, собранной на второй половинке операционного усилителя А1.2, такой же. Только порог полного отключения зарядного устройства от питающей сети выбран 19 В. Если напряжение зарядки менее 19 В, на выходе 8 микросхемы А1.2 напряжение достаточное, для удержания транзистора VT2 в открытом состоянии, при котором на реле P2 подано напряжение. Как только напряжение зарядки превысит 19 В, транзистор закроется, реле отпустит контакты К2.1 и подача напряжения на зарядное устройство полностью прекратится. Как только будет подключен аккумулятор, он запитает схему автоматики, и зарядное устройство сразу вернется в рабочее состояние.

Конструкция автоматического зарядного устройства

Все детали зарядного устройства размещены в корпусе миллиамперметра В3-38, из которого удалено все его содержимое, кроме стрелочного прибора. Монтаж элементов, кроме схемы автоматики, выполнен навесным способом.

Конструкция корпуса миллиамперметра, представляет собой две прямоугольные рамки, соединенные четырьмя уголками. В уголках с равным шагом сделаны отверстия, к которым удобно крепить детали.

Силовой трансформатор ТН61-220 закреплен на четырех винтах М4 на алюминиевой пластине толщиной 2 мм, пластина в свою очередь прикреплена винтами М3 к нижним уголкам корпуса. Силовой трансформатор ТН61-220 закреплен на четырех винтах М4 на алюминиевой пластине толщиной 2 мм, пластина в свою очередь прикреплена винтами М3 к нижним уголкам корпуса. На этой пластине установлен и С1. На фото вид зарядного устройства снизу.

К верхним уголкам корпуса закреплена тоже пластина из стеклотекстолита толщиной 2 мм, а к ней винтами конденсаторы С4-С9 и реле Р1 и Р2. К этим уголкам также прикручена печатная плата, на которой спаяна схема автоматического управления зарядкой аккумулятора. Реально количество конденсаторов не шесть, как по схеме, а 14, так как для получения конденсатора нужного номинала приходилось соединять их параллельно. Конденсаторы и реле подключены к остальной схеме зарядного устройства через разъем (на фото выше голубой), что облегчило доступ к другим элементам при монтаже.

На внешней стороне задней стенки установлен ребристый алюминиевый радиатор для охлаждения силовых диодов VD2-VD5. Тут также установлен предохранитель Пр1 на 1 А и вилка, (взята от блока питания компьютера) для подачи питающего напряжения.

Силовые диоды зарядного устройства закреплены с помощью двух прижимных планок к радиатору внутри корпуса. Для этого в задней стенке корпуса сделано прямоугольное отверстие. Такое техническое решение позволило к минимуму свести количество выделяемого тепла внутри корпуса и экономии места. Выводы диодов и подводящие провода распаяны на незакрепленную планку из фольгированного стеклотекстолита.

На фотографии вид самодельного зарядного устройства с правой стороны. Монтаж электрической схемы выполнен цветными проводами, переменного напряжения – коричневым, плюсовые – красным, минусовые – проводами синего цвета. Сечение проводов , идущих от вторичной обмотки трансформатора к клеммам для подключения аккумулятора должно быть не менее 1 мм 2 .

Шунт амперметра представляет собой отрезок высокоомного провода константана длиной около сантиметра, концы которого запаяны в медные полоски. Длина провода шунта подбирается при калибровке амперметра. Провод я взял от шунта сгоревшего стрелочного тестера. Один конец из медных полосок припаян непосредственно к выходной клемме плюса, ко второй полоске припаян толстый проводник, идущий от контактов реле Р3. На стрелочный прибор от шунта идут желтый и красный провод.

Печатная плата блока автоматики зарядного устройства

Схема автоматического регулирования и защиты от неправильного подключения аккумулятора к зарядному устройству спаяна на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита.

На фотографии представлен внешний вид собранной схемы. Рисунок печатной платы схемы автоматического регулирования и защиты простой, отверстия выполнены с шагом 2,5 мм.

На фотографии выше вид печатной платы со стороны установки деталей с нанесенной красным цветом маркировкой деталей. Такой чертеж удобен при сборке печатной платы.

Чертеж печатной платы выше пригодится при ее изготовлении с помощью технологии с применением лазерного принтера.

А этот чертеж печатной платы пригодится при нанесении токоведущих дорожек печатной платы ручным способом.

Шкала стрелочного прибора милливольтметра В3-38 не подходила под требуемые измерения, пришлось начертить на компьютере свой вариант, напечатал на плотной белой бумаге и клеем момент приклеил сверху на штатную шкалу.

Благодаря большему размеру шкалы и калибровки прибора в зоне измерения, точность отсчета напряжения получилась 0,2 В.

Провода для подключения АЗУ к клеммам аккумулятора и сети

На провода для подключения автомобильного аккумулятора к зарядному устройству с одной стороны установлены зажимы типа крокодил, с другой стороны разрезные наконечники. Для подключения плюсового вывода аккумулятора выбран красный провод, для подключения минусового – синий. Сечение проводов для подключения к устройству аккумулятора должно быть не менее 1 мм 2 .

К электрической сети зарядное устройство подключается с помощью универсального шнура с вилкой и розеткой, как применяется для подключения компьютеров, оргтехники и других электроприборов.

О деталях зарядного устройства

Силовой трансформатор Т1 применен типа ТН61-220, вторичные обмотки которого соединены последовательно, как показано на схеме. Так как КПД зарядного устройства не менее 0,8 и ток заряда обычно не превышает 6 А, то подойдет любой трансформатор мощностью 150 ватт. Вторичная обмотка трансформатора должна обеспечить напряжение 18-20 В при токе нагрузки до 8 А. Если нет готового трансформатора, то можно взять любой подходящий по мощности и перемотать вторичную обмотку. Рассчитать число витков вторичной обмотки трансформатора можно с помощью специального калькулятора .

Конденсаторы С4-С9 типа МБГЧ на напряжение не менее 350 В. Можно использовать конденсаторы любого типа, рассчитанные на работу в цепях переменного тока.

Диоды VD2-VD5 подойдут любого типа, рассчитанные на ток 10 А. VD7, VD11 — любые импульсные кремневые. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 и VD13 любые, выдерживающие ток 1 А. Светодиод VD1 – любой, VD9 я применил типа КИПД29. Отличительная особенность этого светодиода, что он меняет цвет свечения при смене полярности подключения. Для его переключения использованы контакты К1.2 реле Р1. Когда идет зарядка основным током светодиод светит желтым светом, а при переключении в режим подзарядки аккумулятора – зеленым. Вместо бинарного светодиода можно установить любых два одноцветных, подключив их по ниже приведенной схеме.

В качестве операционного усилителя выбран КР1005УД1, аналог зарубежного AN6551. Такие усилители применяли в блоке звука и видео в видеомагнитофоне ВМ-12. Усилитель хорош тем, что не требует двухполярного питания, цепей коррекции и сохраняет работоспособность при питающем напряжении от 5 до 12 В. Заменить его можно практически любым аналогичным. Хорошо подойдут для замены микросхемы, например, LM358, LM258, LM158, но нумерация выводов у них другая, и потребуется внести изменения в рисунок печатной платы.

Реле Р1 и Р2 любые на напряжение 9-12 В и контактами, рассчитанными на коммутируемый ток 1 А. Р3 на напряжение 9-12 В и ток коммутации 10 А, например РП-21-003. Если в реле несколько контактных групп, то их желательно запаять параллельно.

Переключатель S1 любого типа, рассчитанный на работу при напряжении 250 В и имеющий достаточное количество коммутирующих контактов. Если не нужен шаг регулирования тока в 1 А, то можно поставить несколько тумблеров и устанавливать ток заряда, допустим, 5 А и 8 А. Если заряжать только автомобильные аккумуляторы, то такое решение вполне оправдано. Переключатель S2 служит для отключения системы контроля уровня зарядки. В случае заряда аккумулятора большим током, возможно срабатывание системы раньше, чем аккумулятор зарядится полностью. В таком случае можно систему отключить и продолжить зарядку в ручном режиме.

Электромагнитная головка для измерителя тока и напряжения подойдет любая, с током полного отклонения 100 мкА, например типа М24. Если нет необходимости измерять напряжение, а только ток, то можно установить готовый амперметр, рассчитанный на максимальный постоянный ток измерения 10 А, а напряжение контролировать внешним стрелочным тестером или мультиметром, подключив их к контактам аккумулятора.

Настройка блока автоматической регулировки и защиты АЗУ

При безошибочной сборке платы и исправности всех радиоэлементов, схема заработает сразу. Останется только установить порог напряжения резистором R5, при достижении которого зарядка аккумулятора будет переведена в режим зарядки малым током.

Регулировку можно выполнить непосредственно при зарядке аккумулятора. Но все, же лучше подстраховаться и перед установкой в корпус, схему автоматического регулирования и защиты АЗУ проверить и настроить. Для этого понадобится блок питания постоянного тока, у которого есть возможность регулировать выходное напряжение в пределах от 10 до 20 В, рассчитанного на выходной ток величиной 0,5-1 А. Из измерительных приборов понадобится любой вольтметр, стрелочный тестер или мультиметр рассчитанный на измерение постоянного напряжения, с пределом измерения от 0 до 20 В.

Проверка стабилизатора напряжения

После монтажа всех деталей на печатную плату нужно подать от блока питания питающее напряжение величиной 12-15 В на общий провод (минус) и вывод 17 микросхемы DA1 (плюс). Изменяя напряжение на выходе блока питания от 12 до 20 В, нужно с помощью вольтметра убедиться, что величина напряжения на выходе 2 микросхемы стабилизатора напряжения DA1 равна 9 В. Если напряжение отличается или изменяется, то DA1 неисправна.

Микросхемы серии К142ЕН и аналоги имеют защиту от короткого замыкания по выходу и если закоротить ее выход на общий провод, то микросхема войдет в режим защиты и из строя не выйдет. Если проверка показала, что напряжение на выходе микросхемы равно 0, то это не всегда означает о ее неисправности. Вполне возможно наличие КЗ между дорожками печатной платы или неисправен один из радиоэлементов остальной части схемы. Для проверки микросхемы достаточно отсоединить от платы ее вывод 2 и если на нем появится 9 В, значит, микросхема исправна, и необходимо найти и устранить КЗ.

Проверка системы защиты от перенапряжения

Описание принципа работы схемы решил начать с более простой части схемы, к которой не предъявляются строгие нормы по напряжению срабатывания.

Функцию отключения АЗУ от электросети в случае отсоединения аккумулятора выполняет часть схемы, собранная на операционном дифференциальном усилителе А1.2 (далее ОУ).

Принцип работы операционного дифференциального усилителя

Без знания принципа работы ОУ разобраться в работе схемы сложно, поэтому приведу краткое описание. ОУ имеет два входа и один выход. Один из входов, который обозначается на схеме знаком «+», называется неинвертирующим, а второй вход, который обозначается знаком «–» или кружком, называется инвертирующим. Слово дифференциальный ОУ означает, что напряжение на выходе усилителя зависит от разности напряжений на его входах. В данной схеме операционный усилитель включен без обратной связи, в режиме компаратора – сравнения входных напряжений.

Таким образом, если напряжение на одном из входов будет неизменным, а на втором изменятся, то в момент перехода через точку равенства напряжений на входах, напряжение на выходе усилителя скачкообразно изменится.

Проверка схемы защиты от перенапряжения

Вернемся к схеме. Неинвертирующий вход усилителя А1.2 (вывод 6) подключен к делителю напряжения, собранного на резисторах R13 и R14. Этот делитель подключен к стабилизированному напряжению 9 В и поэтому напряжение в точке соединения резисторов, никогда не изменяется и составляет 6,75 В. Второй вход ОУ (вывод 7) подключен ко второму делителю напряжения, собранному на резисторах R11 и R12. Этот делитель напряжения подключен к шине, по которой идет зарядный ток, и напряжение на нем меняется в зависимости от величины тока и степени заряда аккумулятора. Поэтому и величина напряжения на выводе 7 тоже будет, соответственно изменятся. Сопротивления делителя подобраны таким образом, что при изменении напряжения зарядки аккумулятора от 9 до 19 В напряжение на выводе 7 будет меньше, чем на выводе 6 и напряжение на выходе ОУ (вывод 8) будет больше 0,8 В и близко к напряжению питания ОУ. Транзистор будет открыт, на обмотку реле Р2 будет поступать напряжение и оно замкнет контакты К2.1. Напряжение на выходе также закроет диод VD11 и резистор R15 в работе схемы участвовать не будет.

Как только напряжение зарядки превысит 19 В (это может случится только в случае, если от выхода АЗУ будет отключен аккумулятор), напряжение на выводе 7 станет больше, чем на выводе 6. В этом случае на выходе ОУ напряжение скачкообразно уменьшится до нуля. Транзистор закроется, реле обесточится и контакты К2.1 разомкнутся. Подача питающего напряжения на ОЗУ будет прекращена. В момент, когда напряжение на выходе ОУ станет равно нулю, откроется диод VD11 и, таким образом, параллельно к R14 делителя подключится R15. Напряжение на 6 выводе мгновенно уменьшится, что исключит ложные срабатывания в момент равенства напряжений на входах ОУ из-за пульсаций и помех. Изменяя величину R15 можно менять гистерезис компаратора, то есть напряжение, при котором схема вернется в исходное состояние.

При подключения аккумулятора к ОЗУ напряжения на выводе 6 опять установится равным 6,75 В, а на выводе 7 будет меньше и схема начнет работать в штатном режиме.

Для проверки работы схемы достаточно изменять напряжение на блоке питания от 12 до 20 В и подключив вольтметр вместо реле Р2 наблюдать его показания. При напряжении меньше 19 В, вольтметр должен показывать напряжение, величиной 17-18 В (часть напряжения упадет на транзисторе), а при большем – ноль. Желательно все же подключить к схеме обмотку реле, тогда будет проверена не только работа схемы, но и его работоспособность, а по щелчкам реле можно будет контролировать работу автоматики без вольтметра.

Если схема не работает, то нужно проверить напряжения на входах 6 и 7, выходе ОУ. При отличии напряжений от указанных выше, нужно проверить номиналы резисторов соответствующих делителей. Если резисторы делителей и диод VD11 исправны, то, следовательно, неисправен ОУ.

Для проверки цепи R15, D11 достаточно отключить одни из выводов этих элементов, схема будет работать, только без гистерезиса, то есть включаться и отключаться при одном и том же подаваемом с блока питания напряжении. Транзистор VT12 легко проверить, отсоединив один из выводов R16 и контролируя напряжение на выходе ОУ. Если на выходе ОУ напряжение изменяется правильно, а реле все время включено, значит, имеет место пробой между коллектором и эмиттером транзистора.

Проверка схемы отключения аккумулятора при полной его зарядке

Принцип работы ОУ А1.1 ничем не отличается от работы А1.2, за исключением возможности изменять порог отключения напряжения с помощью подстроечного резистора R5.

Для проверки работы А1.1, питающее напряжение, поданное с блока питания плавно увеличивается и уменьшается в пределах 12-18 В. При достижении напряжения 15,6 В должно отключиться реле Р1 и контактами К1.1 переключить АЗУ в режим зарядки малым током через конденсатор С4. При снижении уровня напряжения ниже 12,54 В реле должно включится и переключить АЗУ в режим зарядки током заданной величины.

Напряжение порога включения 12,54 В можно регулировать изменением номинала резистора R9, но в этом нет необходимости.

С помощью переключателя S2 имеется возможность отключать автоматический режим работы, включив реле Р1 напрямую.

Схема зарядного устройства на конденсаторах

без автоматического отключения

Для тех, кто не имеет достаточного опыта по сборке электронных схем или не нуждается в автоматическом отключении ЗУ по окончании зарядки аккумулятора, предлагаю упрощенней вариант схемы устройства для зарядки кислотных автомобильных аккумуляторов. Отличительная особенность схемы в ее простоте для повторения, надежности, высоком КПД и стабильным током заряда, наличие защиты от неправильного подключения аккумулятора, автоматическое продолжение зарядки в случае пропадания питающего напряжения.

Принцип стабилизации зарядного тока остался неизменным и обеспечивается включением последовательно с сетевым трансформатором блока конденсаторов С1-С6. Для защиты от перенапряжения на входной обмотке и конденсаторах используется одна из пар нормально разомкнутых контактов реле Р1.

Когда аккумулятор не подключен, контакты реле Р1 К1.1 и К1.2 разомкнуты и даже если зарядное устройство подключено к питающей сети ток не поступает на схему. Тоже самое происходит, если подключить ошибочно аккумулятор по полярности. При правильном подключении аккумулятора ток с него поступает через диод VD8 на обмотку реле Р1, реле срабатывает и замыкаются его контакты К1.1 и К1.2. Через замкнутые контакты К1.1 сетевое напряжение поступает на зарядное устройство, а через К1.2 на аккумулятор поступает зарядный ток.

На первый взгляд кажется, что контакты реле К1.2 не нужны, но если их не будет, то при ошибочном подключении аккумулятора, ток потечет с плюсового вывода аккумулятора через минусовую клемму ЗУ, далее через диодный мост и далее непосредственно на минусовой вывод аккумулятора и диоды моста ЗУ выйдут из строя.

Предложенная простая схема для зарядки аккумуляторов легко адаптируется для зарядки аккумуляторов на напряжение 6 В или 24 В. Достаточно заменить реле Р1 на соответствующее напряжение. Для зарядки 24 вольтовых аккумуляторов необходимо обеспечить выходное напряжение с вторичной обмотки трансформатора Т1 не менее 36 В.

При желании схему простого зарядного устройства можно дополнить прибором индикации зарядного тока и напряжения, включив его как в схеме автоматического зарядного устройства.

Порядок зарядки автомобильного аккумулятора

автоматическим самодельным ЗУ

Перед зарядкой снятый с автомобиля аккумулятор необходимо очистить от грязи и протереть его поверхности, для удаления кислотных остатков, водным раствором соды. Если кислота на поверхности есть, то водный раствор соды пенится.

Если аккумулятор имеет пробки для заливки кислоты, то все пробки нужно выкрутить, для того, чтобы образующиеся при зарядке в аккумуляторе газы могли свободно выходить. Обязательно нужно проверить уровень электролита, и если он меньше требуемого, долить дистиллированной воды.

Далее нужно переключателем S1 на зарядном устройстве выставить величину тока заряда и подключить аккумулятор соблюдая полярность (плюсовой вывод аккумулятора нужно подсоединить к плюсовому выводу зарядного устройства) к его клеммам. Если переключатель S3 находится в нижнем положении, то стрелка прибора на зарядном устройстве сразу покажет напряжение, которое выдает аккумулятор. Осталось вставить вилку сетевого шнура в розетку и процесс зарядки аккумулятора начнется. Вольтметр уже начнет показывать напряжение зарядки.

Даже при полностью исправном автомобиле рано или поздно может сложиться ситуация, когда потребуется от внешнего источника – долгая стоянка, случайно оставленные включенными габаритные огни и так далее. Владельцам же старой техники необходимость в регулярной подзарядке аккумулятора известна прекрасно – тому виной и саморазряд «уставшей» батареи, и повышенные токи утечек в электроцепях, в первую очередь – в диодном мосту генератора.

Можно приобрести готовое зарядное устройство: они выпускаются во множестве вариантов и легко доступны. Но кому-то может показаться, что изготовить зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками будет интереснее, а кого-то возможность сделать ЗУ буквально из подручного материала и выручит.

Полупроводниковый диод+лампочка

Неизвестно, кому первому пришла в голову идея заряжать аккумулятор подобным образом, но это как раз тот случай, когда зарядить аккумулятор можно буквально подручными средствами . В этой схеме источником тока служит электрическая сеть 220В, диод нужен для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный, а лампочка служит токоограничительным резистором.

Расчет этого зарядного устройства так же прост, как и его схема:

Ток, протекающий через лампу, определяется исходя из ее мощности как I=P/U , где U – напряжение в сети, P – мощность лампы. То есть для лампы в 60 Вт ток в цепи составит 0,27 А.
Так как диод срезает каждую вторую полуволну синусоиды, реальный средний ток нагрузки будет с учетом этого равен 0,318*I .

ПРИМЕР: Используя лампу 100 Вт в такой схеме, мы получим средний ток зарядки аккумулятора в 0,15А.

Как видно, даже при использовании мощной лампы ток нагрузки получается небольшим, что позволит использовать любой распространенный диод, например 1N4004 (такие обычно идут в комплекте с сигнализациями, стоят в блоках питания маломощной техники и так далее). Все, что нужно знать для сборки такого устройства – это то, что полоска на корпусе диода обозначает его катод. Этот контакт подсоедините к положительному полюсу батареи.

Не подсоединяйте это устройство к аккумулятору, если он не снят с автомобиля, во избежание повреждения бортовой электроники высоким напряжением!

Подобный вариант изготовления представлен на видео

Выпрямитель

Это ЗУ несколько сложнее. Такая схема используется в самых дешевых фабричных устройствах :

Для изготовления зарядного устройства потребуется сетевой трансформатор с выходным напряжением не менее 12,5 В, но и не более 14. Часто берется советский трансформатор типа ТС-180 из ламповых телевизоров, имеющий две накальные обмотки на напряжение 6,3 В. При их последовательном соединении (назначение клемм указано на корпусе трансформатора) мы получим как раз 12,6 В. Для выпрямления переменного тока со вторичной обмотки применен диодный мост (двухполупериодный выпрямитель). Его можно как собрать из отдельных диодов (например, Д242А из того же телевизора), либо купить готовую сборку (KBPC10005 либо ее аналоги).

Диоды выпрямителя будут ощутимо нагреваться, и для них придется сделать радиатор из подходящей алюминиевой пластины. В этом плане использование диодной сборки гораздо удобнее – пластина крепится винтом к ее центральному отверстию на термопасту.

Ниже приведена схема назначения выводов наиболее распространенной в импульсных блоках питания микросхемы TL494:

Нас интересует цепь, связанная с ножкой 1. Просматривая соединенные с ней дорожки на плате, найдите резистор, соединяющий эту ножку с выходом +12 В. Именно он задает выходное напряжение 12-вольтовой цепи блока питания.

Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током

Описание способа восстановления кислотных аккумуляторов с помощью зарядки переменным током, схема устройства для восстановления кислотных аккумуляторов переменным током.

Напряжение электросети переменного тока представляет собой осциллограмму в виде синусоиды с положительными и отрицательными полупериодами.

При зарядке аккумуляторов используется положительная часть синусоиды в однополупериодных и двухполупериодных выпрямителях постоянного тока.

Ускорить процесс восстановления пластин аккумулятора без ухудшения состояния возможно, если использовать дополнительно отрицательный полупериод тока небольшой мощности.

Ввиду низкой скорости химического процесса в электролите не все электроны достигают кристаллов сульфата свинца за отведенное время в десять миллисекунд, к тому же исходя из формы синусоиды напряжение в начале равно нулю, а затем растет и достигает максимума через пять миллисекунд, в последующие 5 мс оно падает и переходит через нуль в отрицательный полупериод синусоиды. Электроны средней части синусоиды обладают наибольшим энергетическим потенциалом и в состоянии расплавить кристалл сульфата свинца с переводом его в аморфное состояние. Электроны остальной части синусоиды, имея недостаточную энергию, не достигают поверхности пластин аккумулятора, или неэффективно воздействуют на их восстановление. Накапливаясь в молекулярных соединениях на поверхности пластин, они’ препятствуют восстановлению, переводя химический процесс в электролиз воды.

Отрицательный полупериод синусоиды «отводит» электроны от поверхности пластин на исходные позиции с суммарной энергией, неиспользованной при первоначальной попытке расплавления кристалла сульфата свинца и энергии возврата. Идет раскачивание энергетической мощности с ее ростом, что в конечном результате позволяет расплавить нерастворимые кристаллы.

Значение амплитуды напряжения отрицательного полупериода не превышает 1 /10… 1 /20 от тока заряда и является достаточной для возврата электронов перед следующим циклом подачи положительного импульса, направленного на расплавление кристалла сульфата свинца. При таком токе отсутствует вероятность переполюсовки пластин аккумулятора при отрицательной полярности.

В практике используется несколько технологий восстановления, в зависимости от технического состояния аккумуляторов и условий предшествующей эксплуатации. Техническое состояние можно определить с помощью диагностического прибора или простой нагрузочной вилкой, при высоком внутреннем сопротивлении напряжение под нагрузкой заметно ниже,’ чем без нее — это означает, что поверхность пластин и внутренняя губчатая структура покрыты кристаллами сульфата свинца, который препятствует току разряда.

Характеристика устройства Напряжение электросети, В	220
Напряжение аккумуляторов, В	12
Емкость аккумуляторов, А*ч	2…90
Вторичное напряжение, В	2*18
Мощность трансформатора, Вт	120
Зарядный ток, А	0…5
Импульс тока, А	до 50
Мощность импульса, Вт	до 1000
Разрядный ток, А	0,25
Время заряда при восстановлении, мс	1…5
Время разряда, мс	10
Время восстановления, ч	5…7

Ранее используемые технологии восстановления имеют положительные и отрицательные качества: длительное время восстановления, большое энергопотребление, работа с кислотой, большие выделения газа, в состав которого входит взрывчатая смесь водорода с кислородом, необходимость мощной принудительной вентиляции и средств защиты при переливании кислоты при восстановительных работах. Положительным является конечный результат.

Технология восстановления atf-кумуляторов длительным зарядом малым током была разработана в прошлом веке и применялась при незначительной сульфатации электродов, заряд проводился до начала газообразования, ток снижался ступенчато с небольшими перерывами. Такой метод и сейчас используется для восстановления пластин мощных промышленных аккумуляторов на низкое напряжение и ток до десятков тысяч ампер. Время восстановления составляет не менее пятнадцати суток.

Второй метод представляет собой восстановление пластин в дистиллированной воде, он также длителен по времени и связан с заменой кислоты на воду с последующим зарядом, как в первом варианте. По окончании восстановления плотность выравнивается добавкой электролита.

Возможно восстановление пластин кратковременной подачей большого зарядного тока в течении 1…3 ч. Недостаток такого метода состоит в резком сокращении срока эксплуатации аккумулятора, чрезмерном нагреве пластин и их коробление, повышенном саморазряде, обильном газовыделении кислорода и водорода.

Технология восстановления свинцовых аккумуляторов переменным током позволяет в кратчайшее время снизить внутреннее сопротивление до заводского значения, при незначительном нагреве электролита.

Положительный полупериод тока используется полностью при зарядке аккумуляторов с незначительной рабочей сульфатацией, когда мощности зарядного импульса тока достаточно для восстановления пластин.

При восстановлении аккумуляторов с длительным послегарантийным сроком необходимо использовать оба полупериода тока в соизмеримых величинах: при токе заряда в 0,05С (С — емкость), ток разряда рекомендуется в пределах 1/10… 1/20 оттока заряда. Интервал времени тока заряда не должен превышать 5 мс, то есть восстановление должно идти на максимально высоком уровне напряжения положительной синусоиды, при которой энергии импульса достаточно для перевода сульфата свинца в аморфное состояние. Освободившийся кислотный остаток SO4 повышает плотность электролита до тех пор, пока все кристаллы сульфата свинца не будут восстановлены и повышение плотности закончится, при этом из-за возникшего электролиза напряжение на аккумуляторе возрастет.

При зарядно-восстановительных работах необходимо использовать максимальную амплитуду тока при минимальном времени его действия. Крутой передний фронт импульса тока заряда свободно расплавляет кристаллы сульфата, когда другие методы не дают положительных результатов. Время между зарядом и разрядом дополнительно используется на охлаждение пластин и рекомбинацию электронов в электролите. Плавное снижение тока во второй половине синусоиды создает условия для торможения электронов в конце зарядного времени с дальнейшим реверсом при, переходе тока в отрицательный полупериод синусоиды через нуль.

Для создания условий восстановления применена тиристорно-диодная схема установки и регулирования тока синхронизированного с частотой электросети. Тиристор во время переключения позволяет создать крутой передний фронт тока и меньше подвержен нагреву во время работы, чем транзисторный вариант. Синхронизация импульса зарядного тока с электросетью снижает уровень помех, создаваемых устройством.

Рис. 1. Нажмите на рисунок для просмотра.

Момент повышения напряжения на аккумуляторе контролируется введением в схему отрицательной обратной связи по напряжению, с аккумулятора на ждущий мультивибратор на аналоговом таймере DA1 (рис. 1).

Также в схему введен температурный датчик для защиты от перегрева силовых компонентов. Регулятор тока заряда позволяет установить начальный ток восстановления, исходя из значения емкости аккумулятора.

Контроль среднего тока заряда ведется по гальваническому прибору — амперметру с линейной шкалой и внутренним шунтом. В показаниях амперметра токи алгебраически суммируются, поэтому показания среднего зарядного тока с учетом одновременной подачи с положительного тока отрицательного полупериода будут занижены.

Не следует продолжительное время подавать на аккумулятор только отрицательный полу период тока — это приведет к разряду аккумулятора с переполюсовкой пластин.

В заряженном аккумуляторе всегда идет саморазряд из-за разной плотности верхнего и нижнего уровня электролита в банке и других факторов, нахождение в буферном режиме подзарядки поддерживает аккумулятор в рабочем состоянии.

Схема восстановления аккумуляторов переменным током (рис. 1) содержит небольшое количество радиодеталей.

В состав схемы входит ждущий мультивибратор — формирователь синхронизированных с электросетью импульсов на аналоговом таймере DA1 типа КР1006ВИ1, усилитель амплитуды импульса на биполярном транзисторе обратной проводимости VT1, датчик температуры и усилитель напряжения отрицательной обратной связи VT2, узел питания и тиристорный регулятор зарядного тока. Напряжение синхронизации снимается с двухполупериодного выпрямителя на диодах VD3, VD4 и подается через делитель напряжения R13, R14 на вход 2 нижнего компаратора микросхемы DA1.

Частота импульсов ждущего мультивибратора зависит от номиналов резисторов R1, R2 и конденсатора С1.

В исходном состоянии на выходе 3 DA1 имеется высокий уровень напряжения при отсутствии на входе 2 DA1 напряжения выше1/3Uп, после его появления микросхема срабатывает с порогом, установленным резистором R14, на выходе появляется импульс с периодом 10 мс и длительностью, зависящей от положения регулятора R2, — времени заряда конденсатора С1. Резистор R1 определяет минимальную длительность выходных импульсов.

Вывод 5 микросхемы имеет прямой доступ к точке 2/3Un внутреннего делителя напряжения. По мере роста напряжения на аккумуляторе в конце заряда открывается транзистор VT2 цепи отрицательной обратной связи и снижает напряжение на выводе 5 DA1, создается модификация схемы и длительность импульса уменьшается, время нахождения тиристора в открытом состоянии снижается. Импульс с выхода 3 таймера через резистор R5 поступает на вход усилителя на транзисторе VT1. Усиленный транзистором VT1 импульс через оптопару U1 подает на управляющий электрод тиристора VS1 отпирающее напряжение, синхронизированное с сетью, тиристор открывается и подает в цепь аккумулятора импульс двухполупериодного зарядного тока с длительностью, зависящей от положения регулятора тока R2. Резисторы R9, R10 защищают оптопару от перегрузок.

Температура силовых элементов контролируется с помощью терморезистора R11, установленного в делителе напряжения цепи отрицательной обратной связи.

Повышение температуры вызывает снижение сопротивления терморезистора и шунтирование транзистором VT2 вывода 5 DA1, длительность импульса сокращается — ток снижается.

Питание таймера и RC-цепи в схеме стабилизировано стабилитроном VD1.

Электронная схема питается от вторичной обмотки силового трансформатора через диоды VD2…VD4, пульсации сглаживаются конденсатором СЗ. Диод VD2 разделяет пульсирующее напряжение выпрямителя на диодах VD3, VD4 от напряжения питания таймера и усилителя на транзисторе VT1.

Тиристор питается двухполупериодным пульсирующим напряжением и исполняет роль ключа с регулируемым временем включения положительных импульсов тока, отрицательный импульс подается в аккумулятор с однополупериодного выпрямителя на диоде VD5.

Радиодетали в схеме установлены общего применения: микросхема таймера серии 555, 7555. Резисторы МЛТ 0,12, R15 — мощностью 5 Вт. Переменные резисторы типа СП. Трансформатор можно использовать типа ТПП 2*18 В/5 А. Диоды малогабаритные на ток до 5 А. Тиристор при емкости аккумулятора до 50 А*ч подойдет типа КУ202Б…Н с радиатором.

Регулировку схемы устройства начинают с проверки напряжения +18 В, небольшие расхождения не влияют на работу прибора.

Временно установив параллельно конденсатору С1 емкость в 0,1 мкФ, по вспышкам светодиода уточняют работоспособность таймера.

В цепь катода тиристора для контроля его работы включают лампочку на напряжение 12 В и мощность 50…60 Вт. Мигание лампочки подтверждает исправность тиристора и его работу в допустимом тепловом режиме. Вращением вала установочного резистора R14 устанавливают порог срабатывания микросхемы. После подключения в зарядную цепь аккумулятора необходимо выставить зарядный ток резистором R2 при среднем положении подстроечного резистора R12. При нагреве терморезистора R11 ток заряда должен уменьшится.

Рис. 2. Нажмите на рисунок для просмотра.

Элементы схемы, кроме выключателя, регулятора тока заряда, амперметра и предохранителя устанавливаются на печатной плате (рис. 2), остальное крепится в корпусе зарядного устройства.

Технология восстановления аккумуляторов переменным током была разработана в 1999 г. и выполнена в изделии небольшой партией для патентного эксперимента.

Читать далее — Схема зарядного устройства для малогабаритных аккумуляторов

Популярные схемы зарядных устройств:

Схема тиристорного зарядного устройства

Десульфатирующее зарядное устройство

Простое зарядное устройство

Схема автомата включения-выключения зарядного устройства

Зарядное устройство для пуповины для телефона | Необходимые материалы

Этот пост может содержать партнерские ссылки (что это?)

Поговорите об использовании спасательного троса для зарядки телефона. Ничто не говорит о жизненной потребности в пуповине и символизме, исходящей от нее. Все мы знаем, что это наша первая связь с жизнью, питанием и энергией. Поэтому, когда кто-то увидит, что у вас есть одно из этих зарядных устройств для пуповины, они сразу же поймут, что вы имеете в виду дело.Или, по крайней мере, они будут знать, что у вас действительно где-то хорошие связи.

По сути, этот зарядный кабель для пуповины iPhone очень похож на настоящую пуповину. Он изготовлен из силикона и изготовлен вручную, чтобы он очень напоминал мясистую, похожую на жизнь трубку жизни. Если вы еще не знали, вы были связаны с матерью настоящей пуповиной, когда росли внутри нее. Пуповина предоставила вам все необходимое, чтобы вырасти здоровыми и сильными еще до рождения.Пуповина зарядного устройства для телефона оживляет устройство.

Особое преимущество этого продукта по сравнению с любыми другими типичными зарядными шнурами — помимо внешнего вида — заключается в том, что на самом деле это пульсирующий шнур зарядного устройства iPhone. Верно. Подключите его, и когда ваш телефон начнет заряжаться, пуповина начнет двигаться. По сути, он будет дергаться и пульсировать, напоминая то, как настоящий доставлял бы вам еду и питательные вещества. Некоторым это может показаться немного неприятным.Мы думаем, что это классное зарядное устройство для телефона.

Зарядные устройства и методы зарядки

Схемы зарядки

Зарядное устройство имеет три основные функции

Зарядка в АКБ (Зарядка)
Оптимизация скорости зарядки (стабилизация)
Знание, когда остановиться (Завершение)

Схема начисления платы представляет собой комбинацию методов начисления и завершения.

Прекращение начисления

Когда аккумулятор полностью заряжен, необходимо как-то рассеять зарядный ток. В результате выделяется тепло и газы, которые вредны для аккумуляторов. Суть хорошей зарядки состоит в том, чтобы иметь возможность определять, когда восстановление активных химикатов завершено, и останавливать процесс зарядки до того, как будет нанесен какой-либо ущерб, при постоянном поддержании температуры элемента в безопасных пределах.Обнаружение этой точки отключения и прекращение заряда имеет решающее значение для продления срока службы батареи. В простейших зарядных устройствах это происходит при достижении заранее определенного верхнего предела напряжения, часто называемого напряжением завершения . Это особенно важно для устройств быстрой зарядки, где опасность перезарядки выше.

Безопасная зарядка

Если по какой-либо причине существует риск чрезмерной зарядки аккумулятора из-за ошибок в определении точки отключения или неправильного обращения, это обычно сопровождается повышением температуры.Условия внутренней неисправности в батарее или высокие температуры окружающей среды также могут привести к выходу батареи за пределы ее безопасных рабочих температур. Повышенные температуры ускоряют выход батарей из строя, а мониторинг температуры элементов — хороший способ обнаружить признаки неисправности по разным причинам. Температурный сигнал или сбрасываемый предохранитель можно использовать для выключения или отсоединения зарядного устройства при появлении знаков опасности, чтобы избежать повреждения аккумулятора. Эта простая дополнительная мера предосторожности особенно важна для батарей большой мощности, где последствия отказа могут быть как серьезными, так и дорогостоящими.

Время зарядки

Во время быстрой зарядки можно перекачивать электрическую энергию в аккумулятор быстрее, чем химический процесс может на нее отреагировать, что приводит к разрушительным результатам.

Химическое воздействие не может происходить мгновенно, и будет происходить градиент реакции в объеме электролита между электродами, при этом электролит, ближайший к преобразуемым или «заряжаемым» электродам, будет происходить раньше, чем электролит дальше.Это особенно заметно в элементах большой емкости, которые содержат большой объем электролита.

Фактически, в химических превращениях клетки участвуют по крайней мере три ключевых процесса.

Один из них — «перенос заряда», который представляет собой фактическую химическую реакцию, происходящую на границе раздела электрода с электролитом, и она протекает относительно быстро.
Второй — это процесс «массопереноса» или «диффузии», в котором материалы, преобразованные в процессе переноса заряда, перемещаются с поверхности электрода, давая возможность другим материалам достичь электрода и принять участие в процессе преобразования.Это относительно медленный процесс, который продолжается до тех пор, пока все материалы не будут преобразованы.
Процесс зарядки может также подвергаться другим значительным эффектам, время реакции которых также следует принимать во внимание, например, «процессу интеркаляции», при котором литиевые элементы заряжаются, при котором ионы лития вставляются в кристаллическую решетку основного электрода. См. Также Литиевое покрытие из-за чрезмерной скорости зарядки или зарядки при низких температурах.

Все эти процессы также зависят от температуры.

Кроме того, могут быть другие паразитные или побочные эффекты, такие как пассивация электродов, образование кристаллов и скопление газа, которые все влияют на время зарядки и эффективность, но они могут быть относительно незначительными или нечастыми, или могут возникать только в условиях неправильного обращения. . Поэтому они здесь не рассматриваются.

Таким образом, процесс зарядки аккумулятора имеет по крайней мере три характерные постоянные времени, связанные с достижением полного преобразования активных химикатов, которые зависят как от используемых химикатов, так и от конструкции элемента.Постоянная времени, связанная с переносом заряда, может составлять одну минуту или меньше, тогда как постоянная времени массопереноса может достигать нескольких часов или более в большой ячейке с большой емкостью. Это одна из причин, по которой элементы могут передавать или принимать очень высокие импульсные токи, но гораздо более низкие постоянные токи (еще один важный фактор — это отвод тепла). Эти явления нелинейны и относятся как к процессу разрядки, так и к зарядке. Таким образом, существует предел скорости приема заряда элемента.Продолжая перекачивать энергию в элемент быстрее, чем химические вещества могут реагировать на заряд, может вызвать локальные условия перезаряда, включая поляризацию, перегрев, а также нежелательные химические реакции рядом с электродами, что приведет к повреждению элемента. Быстрая зарядка увеличивает скорость химической реакции в элементе (как и быстрая разрядка), и может потребоваться предоставить «периоды покоя» во время процесса зарядки, чтобы химические воздействия распространялись через большую часть химической массы в элементе и для стабилизации на прогрессивном уровне заряда.

Узнайте больше о периодах отдыха и о том, как их можно использовать для увеличения срока службы батареи и повышения точности измерений SOC на странице «Программно конфигурируемая батарея».

См. Также влияние химических изменений и скорости зарядки в разделе Срок службы батареи.

Запоминающееся, хотя и не совсем эквивалентное явление — налив пива в стакан.Очень быстрое наливание приводит к образованию большого количества пены и небольшому количеству пива на дне стакана. Медленно наливая бокал по стенке или давая пиву отстояться до тех пор, пока пена не рассеется, а затем доливание позволяет полностью наполнить стакан.

Гистерезис

Постоянные времени и вышеупомянутые явления, таким образом, вызывают гистерезис в батарее.Во время зарядки химическая реакция отстает от приложения зарядного напряжения, и аналогично, когда к батарее прикладывается нагрузка для ее разрядки, происходит задержка, прежде чем полный ток может пройти через нагрузку. Как и в случае с магнитным гистерезисом, энергия теряется во время цикла заряда-разряда из-за эффекта химического гистерезиса.

На приведенной ниже диаграмме показан эффект гистерезиса в литиевой батарее.

Допущение коротких периодов стабилизации или отдыха во время процессов заряда-разряда для учета времени химической реакции будет иметь тенденцию к уменьшению, но не устранению разницы напряжений из-за гистерезиса.

Истинное напряжение батареи в любом состоянии заряда (SOC), когда батарея находится в состоянии покоя или в спокойном состоянии, будет где-то между кривыми заряда и разряда.Во время зарядки измеренное напряжение элемента во время периода покоя будет медленно перемещаться вниз в сторону состояния покоя, поскольку химическое преобразование в элементе стабилизируется. Точно так же во время разряда измеренное напряжение элемента во время периода покоя будет перемещаться вверх в направлении состояния покоя.

Быстрая зарядка также вызывает повышенный джоулев нагрев элемента из-за задействованных более высоких токов, а более высокая температура, в свою очередь, вызывает увеличение скорости процессов химического преобразования.

В разделе «Скорость разряда» показано, как скорость разряда влияет на эффективную емкость элемента.

В разделе «Конструкция ячеек» описывается, как можно оптимизировать конструкции ячеек для быстрой зарядки.

Эффективность зарядки

Это относится к свойствам самого аккумулятора и не зависит от зарядного устройства.Это соотношение (выраженное в процентах) между энергией, удаленной из аккумулятора во время разряда, по сравнению с энергией, используемой во время зарядки для восстановления первоначальной емкости. Также называется Coulombic Efficiency или Charge Acceptance .

Прием заряда и время заряда в значительной степени зависят от температуры, как указано выше. Более низкая температура увеличивает время зарядки и снижает прием заряда.

Обратите внимание, , что при низких температурах аккумулятор не обязательно получит полный заряд, даже если напряжение на клеммах может указывать на полный заряд. См. Факторы, влияющие на состояние заряда.

Основные методы зарядки

Постоянное напряжение Зарядное устройство постоянного напряжения — это в основном источник питания постоянного тока, который в своей простейшей форме может состоять из понижающего трансформатора от сети с выпрямителем для подачи постоянного напряжения для зарядки аккумулятора.Такие простые конструкции часто встречаются в дешевых зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов. Свинцово-кислотные элементы, используемые для автомобилей и систем резервного питания, обычно используют зарядные устройства постоянного напряжения. Кроме того, в литий-ионных элементах часто используются системы постоянного напряжения, хотя они обычно более сложные с добавленной схемой для защиты как батарей, так и безопасности пользователя.
Постоянный ток Зарядные устройства постоянного тока изменяют напряжение, подаваемое на батарею, для поддержания постоянного тока и отключаются, когда напряжение достигает уровня полной зарядки.Эта конструкция обычно используется для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных элементов или батарей.
Конусный ток Это зарядка от грубого нерегулируемого источника постоянного напряжения. Это не контролируемый заряд, как в V Taper выше. Ток уменьшается по мере нарастания напряжения элемента (противо-ЭДС). Существует серьезная опасность повреждения элементов из-за перезарядки. Чтобы избежать этого, следует ограничить скорость и продолжительность зарядки.Подходит только для батарей SLA.
Импульсный заряд Импульсные зарядные устройства подают зарядный ток в батарею импульсами. Скорость зарядки (на основе среднего тока) можно точно контролировать, изменяя ширину импульсов, обычно около одной секунды. Во время процесса зарядки короткие периоды отдыха от 20 до 30 миллисекунд между импульсами позволяют стабилизировать химическое воздействие в батарее за счет выравнивания реакции по всему объему электрода перед возобновлением заряда.Это позволяет химической реакции идти в ногу со скоростью поступления электрической энергии. Также утверждается, что этот метод может уменьшить нежелательные химические реакции на поверхности электрода, такие как газообразование, рост кристаллов и пассивация. (См. Также Импульсное зарядное устройство ниже). При необходимости можно также измерить напряжение холостого хода батареи во время периода покоя.

Оптимальный профиль тока зависит от химического состава и конструкции клетки.

Burp charge Также называется Reflex или Negative Pulse Charging Используется вместе с импульсной зарядкой, он применяет очень короткий импульс разрядки, обычно в 2–3 раза превышающий зарядный ток в течение 5 миллисекунд, во время периода покоя зарядки. деполяризовать клетку. Эти импульсы вытесняют любые пузырьки газа, которые образовались на электродах во время быстрой зарядки, ускоряя процесс стабилизации и, следовательно, общий процесс зарядки.Выпуск и распространение пузырьков газа известно как «отрыжка». Были сделаны противоречивые заявления об улучшении как скорости заряда, так и срока службы батареи, а также об удалении дендритов, которое стало возможным с помощью этого метода. Самое меньшее, что можно сказать, это то, что «не повреждает аккумулятор».
IUI Charging Это недавно разработанный профиль зарядки, используемый для быстрой зарядки стандартных свинцово-кислотных аккумуляторов от определенных производителей.Он подходит не для всех свинцово-кислотных аккумуляторов. Первоначально аккумулятор заряжается с постоянной (I) скоростью, пока напряжение элемента не достигнет заданного значения — обычно напряжения, близкого к тому, при котором происходит газообразование. Эта первая часть цикла зарядки известна как фаза объемной зарядки. Когда заданное напряжение достигнуто, зарядное устройство переключается в фазу постоянного напряжения (U), и ток, потребляемый батареей, будет постепенно падать, пока не достигнет другого заданного уровня. Эта вторая часть цикла завершает нормальную зарядку аккумулятора с медленно убывающей скоростью.Наконец, зарядное устройство снова переключается в режим постоянного тока (I), и при выключении зарядного устройства напряжение продолжает повышаться до нового более высокого предустановленного значения. Эта последняя фаза используется для выравнивания заряда отдельных ячеек в батарее, чтобы максимально продлить срок ее службы. См. Балансировка ячеек.
Капельная зарядка Капельная зарядка предназначена для компенсации саморазряда аккумулятора. Непрерывный заряд. Долговременная зарядка постоянным током для использования в режиме ожидания.Скорость зарядки зависит от частоты разрядки. Не подходит для некоторых типов батарей, например NiMH и литий, которые могут выйти из строя из-за перезарядки. В некоторых приложениях зарядное устройство предназначено для переключения на непрерывную зарядку, когда аккумулятор полностью заряжен.
Плавающий заряд . Аккумулятор и нагрузка постоянно подключены параллельно к источнику заряда постоянного тока и поддерживаются при постоянном напряжении ниже верхнего предела напряжения аккумулятора.Используется для систем резервного питания аварийного питания. В основном используется со свинцово-кислотными аккумуляторами.
Случайная зарядка Все вышеперечисленные приложения включают контролируемую зарядку аккумулятора, однако есть много приложений, в которых энергия для зарядки аккумулятора доступна только или доставляется случайным, неконтролируемым образом. Это относится к автомобильным приложениям, где энергия зависит от частоты вращения двигателя, которая постоянно меняется. Проблема стоит более остро в приложениях EV и HEV, в которых используется рекуперативное торможение, поскольку при торможении возникают большие всплески мощности, которые должна поглощать аккумулятор.Более щадящие применения находятся в установках солнечных батарей, которые можно заряжать только при ярком солнце. Все это требует специальных методов для ограничения зарядного тока или напряжения до уровней, которые может выдержать аккумулятор.

Зарядка

Батареи можно заряжать с разной скоростью в зависимости от требований. Типичные ставки указаны ниже:

Медленная зарядка = ночь или 14-16 часов зарядки при 0.1С рейтинг
Быстрая зарядка = от 3 до 6 часов зарядки при скорости 0,3 ° C
Быстрая зарядка = менее 1 часа зарядки при скорости 1.0C

Медленная зарядка

Медленная зарядка может выполняться в относительно простых зарядных устройствах и не должна приводить к перегреву аккумулятора. По окончании зарядки аккумуляторы следует вынуть из зарядного устройства.

Никады, как правило, наиболее устойчивы к перезарядке, и их можно оставить на непрерывной подзарядке в течение очень длительных периодов времени, поскольку процесс их рекомбинации имеет тенденцию поддерживать напряжение на безопасном уровне. Постоянная рекомбинация поддерживает высокое внутреннее давление в ячейке, поэтому уплотнения постепенно протекают. Он также поддерживает температуру ячейки выше окружающей среды, а более высокие температуры сокращают срок службы.Так что жизнь еще лучше если снять с зарядного устройства.
Свинцово-кислотные батареи немного менее надежны, но могут выдерживать кратковременный непрерывный заряд. Затопленные батареи, как правило, расходуют воду, а соглашения об уровне обслуживания, как правило, рано умирают из-за коррозии сети. Свинцово-кислотные вещества следует либо оставить в неподвижном состоянии, либо подзаряжать (поддерживать постоянное напряжение значительно ниже точки выделения газа).
будут повреждены при длительной подзарядке.
не допускают перезарядки или перенапряжения, и заряд должен быть немедленно прекращен при достижении верхнего предела напряжения.

Быстрая / быстрая зарядка

По мере увеличения скорости зарядки возрастает опасность перезарядки или перегрева аккумулятора. Предотвращение перегрева батареи и прекращение заряда, когда батарея полностью заряжена, становятся гораздо более важными.Химический состав каждого элемента имеет свою характеристическую кривую зарядки, и зарядные устройства для аккумуляторов должны быть спроектированы так, чтобы определять условия окончания заряда для конкретного химического состава. Кроме того, должна быть предусмотрена некоторая форма отключения по температуре (TCO) или тепловой предохранитель, чтобы предотвратить перегрев аккумулятора во время процесса зарядки.

Для быстрой зарядки и быстрой зарядки требуются более сложные зарядные устройства. Поскольку эти зарядные устройства должны быть разработаны для определенного химического состава ячеек, обычно невозможно зарядить один тип элементов в зарядном устройстве, которое было разработано для другого химического состава ячеек, и вероятно повреждение.Универсальные зарядные устройства, способные заряжать все типы элементов, должны иметь сенсорные устройства для определения типа элемента и применения соответствующего профиля зарядки.

Примечание , что для автомобильных аккумуляторов время зарядки может быть ограничено доступной мощностью, а не характеристиками аккумулятора. Внутренние кольцевые главные цепи на 13 А могут выдавать только 3 кВт. Таким образом, при условии отсутствия потери эффективности в зарядном устройстве, десятичасовая зарядка потребляет максимум 30 кВт · ч энергии.Достаточно примерно на 100 миль. Сравните это с заправкой автомобиля бензином.

Требуется около 3 минут, чтобы поместить в бак достаточно химической энергии, чтобы обеспечить 90 кВт-ч механической энергии, достаточной для того, чтобы автомобиль проехал 300 миль. Подача 90 кВт / ч электроэнергии в батарею за 3 минуты было бы эквивалентно скорости зарядки 1,8 мегаватт !!

Способы прекращения начисления

В следующей таблице приведены методы прекращения зарядки для популярных аккумуляторов.Это объясняется в разделе ниже.

	Способы прекращения начисления
	SLA	Никад	NiMH	Литий-ионный
Медленная зарядка			Таймер	Предел напряжения
Быстрая зарядка 1	Имин	NDV	дТ / дт	Imin при пределе напряжения
Быстрая зарядка 2	Delta TCO	дТ / дт	dV / dt = 0
Прекращение резервного копирования 1	Таймер	TCO	TCO	TCO
Прекращение резервного копирования 2	DeltaTCO	Таймер	Таймер	Таймер

TCO = отключение по температуре

Delta TCO = Превышение температуры окружающей среды

I min = минимальный ток

Методы контроля заряда

Было разработано множество различных схем зарядки и оконечной нагрузки для разного химического состава и различных приложений.Ниже приведены наиболее распространенные из них.

Управляемая зарядка

Обычная (медленная) зарядка

Полупостоянный ток Простой и экономичный. Самый популярный. Таким образом, при слабом токе тепло не выделяется, а происходит медленно, обычно от 5 до 15 часов. Скорость заряда 0,1C. Подходит для Nicads
Таймерная система зарядки Простая и экономичная.Надежнее, чем полупостоянный ток. Использует таймер IC. Зарядки со скоростью 0,2 ° C в течение заданного периода времени с последующей подзарядкой 0,05 ° C. Избегайте постоянного перезапуска таймера, вставляя и вынимая аккумулятор из зарядного устройства, поскольку это снизит его эффективность. Рекомендуется установка абсолютного отсечки температуры. Подходит для аккумуляторов Nicad и NiMH.

Быстрая зарядка (1-2 часа)

Отрицательный треугольник V (NDV) Система отсечки заряда

Это самый популярный способ быстрой зарядки для Nicads.

Батареи заряжаются постоянным током со скоростью от 0,5 до 1,0 С. Напряжение аккумулятора повышается по мере того, как зарядка достигает пика при полной зарядке, а затем падает. Это падение напряжения, -delta V, связано с поляризацией или накоплением кислорода внутри элемента, которое начинает происходить, когда элемент полностью заряжен. В этот момент элемент попадает в зону опасности перезаряда, и температура начинает быстро расти, поскольку химические изменения завершены, и избыточная электрическая энергия преобразуется в тепло.Падение напряжения происходит независимо от уровня разряда или температуры окружающей среды, и поэтому его можно обнаружить и использовать для определения пика и, следовательно, для отключения зарядного устройства, когда аккумулятор полностью заряжен, или переключения на непрерывный заряд.

Этот метод не подходит для зарядных токов менее 0,5 C, так как дельта V становится трудно обнаружить. Ложная дельта V может возникнуть в начале заряда при чрезмерно разряженных элементах. Это преодолевается с помощью таймера, который задерживает обнаружение дельты V в достаточной степени, чтобы избежать проблемы.Свинцово-кислотные аккумуляторы не демонстрируют падения напряжения после завершения зарядки, поэтому этот метод зарядки не подходит для аккумуляторов SLA.

dT / dt Система зарядки Никель-металл-гидридные батареи не демонстрируют такого выраженного падения напряжения NDV, когда они достигают конца цикла зарядки, как это видно на графике выше, и поэтому метод отключения NDV не является надежным для завершения NiMH заряжать.Вместо этого зарядное устройство определяет скорость повышения температуры элемента в единицу времени. Когда достигается заданная скорость, быстрая зарядка останавливается, и метод зарядки переключается на непрерывную зарядку. Этот метод более дорогой, но позволяет избежать перезарядки и продлевает срок службы. Поскольку длительная непрерывная зарядка может повредить никель-металлгидридный аккумулятор, рекомендуется использовать таймер для регулирования общего времени зарядки.

Постоянный ток Система заряда с постоянным напряжением (CC / CV) .Используется для зарядки литиевых и некоторых других батарей, которые могут быть повреждены при превышении верхнего предела напряжения. Указанная производителем скорость зарядки при постоянном токе — это максимальная скорость зарядки, которую аккумулятор может выдержать без повреждения аккумулятора. Необходимы особые меры предосторожности, чтобы максимально увеличить скорость зарядки и гарантировать полную зарядку аккумулятора, в то же время избегая перезарядки. По этой причине рекомендуется переключать метод зарядки на постоянное напряжение до того, как напряжение элемента достигнет своего верхнего предела.Обратите внимание, что это означает, что зарядные устройства для литий-ионных элементов должны быть способны контролировать как зарядный ток, так и напряжение аккумулятора.

Чтобы поддерживать заданную скорость зарядки постоянного тока, зарядное напряжение должно увеличиваться синхронно с напряжением элемента, чтобы преодолеть обратную ЭДС элемента по мере его зарядки. Это происходит довольно быстро в режиме постоянного тока до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел напряжения элемента, после чего зарядное напряжение поддерживается на этом уровне, известном как плавающий уровень, во время режима постоянного напряжения.В течение этого периода постоянного напряжения ток уменьшается до тонкой струйки, когда заряд приближается к завершению. Отключение происходит при достижении заданной минимальной точки тока, которая указывает на полный заряд. См. Также Литиевые батареи — Зарядка и производство батарей — Формирование.

Примечание 1 : Когда указаны скорости быстрой зарядки , они обычно относятся к режиму постоянного тока.В зависимости от химического состава ячейки этот период может составлять от 60% до 80% времени до полной зарядки. Эти значения не следует экстраполировать для оценки времени полной зарядки аккумулятора, поскольку скорость зарядки быстро снижается в течение периода постоянного напряжения.

Примечание 2: Поскольку невозможно заряжать литиевые батареи со скоростью зарядки C, указанной производителями, в течение всего времени зарядки, также невозможно оценить время зарядки полностью разряженной батареи простым разделением Емкость аккумулятора в ампер-часах с указанной скоростью зарядки C, так как эта скорость изменяется во время процесса зарядки.Следующее уравнение, однако, дает разумное приближение времени для полной зарядки разряженной батареи при использовании стандартного метода зарядки CC / CV:

Время зарядки (ч) = 1,3 * (емкость аккумулятора в Ач) / (ток зарядки в режиме CC)

Управляемая напряжением система заряда. Быстрая зарядка со скоростью от 0,5 до 1,0 С. Зарядное устройство выключилось или переключилось на непрерывный заряд при достижении заданного напряжения.Следует комбинировать с датчиками температуры в батарее, чтобы избежать перезаряда или теплового разгона.
V- Система заряда с конусным управлением Аналогична системе с контролем напряжения. Как только заданное напряжение достигнуто, ток быстрой зарядки постепенно уменьшается за счет снижения напряжения питания, а затем переключается на непрерывный заряд. Подходит для аккумуляторов SLA, позволяет безопасно достичь более высокого уровня заряда. (См. Также ток конуса ниже)
Таймер отказоустойчивости
Ограничивает ток заряда, который может протекать, чтобы удвоить емкость элемента.Например, для элемента емкостью 600 мАч ограничьте заряд до 1200 мАч. В крайнем случае, если отключение не достигнуто другими способами.
Предварительная зарядка

В качестве меры предосторожности для аккумуляторов большой емкости часто используется предварительная зарядка. Цикл зарядки инициируется низким током. Если нет соответствующего повышения напряжения батареи, это указывает на возможное короткое замыкание в батарее.

Интеллектуальная система зарядки
Интеллектуальные системы зарядки объединяют системы управления в зарядном устройстве с электроникой в батарее, что позволяет более точно контролировать процесс зарядки. Преимущества — более быстрая и безопасная зарядка и более длительный срок службы аккумулятора. Такая система описана в разделе «Системы управления батареями».

Примечание

Большинство зарядных устройств, поставляемых с устройствами бытовой электроники, такими как мобильные телефоны и портативные компьютеры, просто обеспечивают постоянный источник напряжения.Требуемый профиль напряжения и тока для зарядки аккумулятора обеспечивается (или должен предоставляться) от электронных схем, либо внутри самого устройства, либо внутри аккумуляторной батареи, а не от зарядного устройства. Это обеспечивает гибкость при выборе зарядных устройств, а также служит для защиты устройства от потенциального повреждения из-за использования неподходящих зарядных устройств.

Измерение напряжения

Во время зарядки для простоты напряжение аккумулятора обычно измеряется на проводах зарядного устройства.Однако для сильноточных зарядных устройств может наблюдаться значительное падение напряжения на проводах зарядного устройства, что приводит к недооценке истинного напряжения батареи и, как следствие, к недозаряду батареи, если напряжение батареи используется в качестве триггера отключения. Решение состоит в том, чтобы измерить напряжение с помощью отдельной пары проводов, подключенных непосредственно к клеммам аккумулятора. Поскольку вольтметр имеет высокое внутреннее сопротивление, падение напряжения на выводах вольтметра будет минимальным, и показания будут более точными.Этот метод называется соединением Кельвина. См. Также DC Testing.

Типы зарядных устройств

Зарядные устройства

обычно включают в себя некоторую форму регулирования напряжения для управления зарядным напряжением, подаваемым на аккумулятор. Выбор технологии зарядного устройства обычно зависит от цены и качества. Ниже приведены некоторые примеры:

Регулятор режима переключения (Switcher) — Использует широтно-импульсную модуляцию для управления напряжением.Низкое рассеивание мощности при больших колебаниях входного напряжения и напряжения батареи. Более эффективен, чем линейные регуляторы, но более сложен.
Требуется большой пассивный выходной фильтр LC (катушка индуктивности и конденсатор) для сглаживания импульсной формы волны. Размер компонента зависит от текущей пропускной способности, но может быть уменьшен за счет использования более высокой частоты переключения, обычно от 50 кГц до 500 кГц., Поскольку размер требуемых трансформаторов, катушек индуктивности и конденсаторов обратно пропорционален рабочей частоте.
Коммутация сильных токов вызывает электромагнитные помехи и электрические помехи.
Регулятор серии (линейный) — Менее сложный, но с большими потерями — требуется радиатор для рассеивания тепла в последовательном транзисторе с понижением напряжения, который компенсирует разницу между напряжением питания и выходным напряжением. Весь ток нагрузки проходит через регулирующий транзистор, который, следовательно, должен быть устройством большой мощности. Поскольку нет переключения, он обеспечивает чистый постоянный ток и не требует выходного фильтра.По той же причине конструкция не страдает проблемой излучаемых и кондуктивных выбросов и электрических шумов. Это делает его подходящим для малошумных беспроводных и радиоприложений.
С меньшим количеством компонентов они также меньше.
Шунтирующий регулятор — Шунтирующий регулятор широко используется в фотоэлектрических (фотоэлектрических) системах, поскольку они относительно дешевы в сборке и просты в конструкции. Ток зарядки контролируется переключателем или транзистором, подключенным параллельно фотоэлектрической панели и аккумуляторной батарее.Перезаряд батареи предотвращается за счет короткого замыкания (шунтирования) выхода PV через транзистор, когда напряжение достигает заданного предела. Если напряжение батареи превышает напряжение питания фотоэлектрической батареи, шунт также защитит фотоэлектрическую панель от повреждения из-за обратного напряжения, разряжая батарею через шунт. Регуляторы серии обычно обладают лучшими характеристиками контроля и заряда.
Понижающий регулятор Импульсный регулятор, который включает понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный.У них высокий КПД и низкие тепловые потери. Они могут выдерживать высокие выходные токи и генерировать меньше радиопомех, чем обычный импульсный стабилизатор. Простая бестрансформаторная конструкция с низким коммутационным напряжением и небольшим выходным фильтром.
Импульсное зарядное устройство . Использует последовательный транзистор, который также можно переключать. При низком напряжении батареи транзистор остается включенным и проводит ток источника непосредственно к батарее. Когда напряжение батареи приближается к желаемому регулирующему напряжению, последовательный транзистор подает импульс входного тока для поддержания желаемого напряжения.Поскольку он действует как импульсный источник питания в течение части цикла, он рассеивает меньше тепла, а поскольку он действует как линейный источник питания в течение части времени, выходные фильтры могут быть меньше. Импульсный режим позволяет аккумулятору стабилизироваться (восстанавливаться) с небольшими приращениями заряда при прогрессивно высоких уровнях заряда во время зарядки. В периоды покоя поляризация клетки снижается. Этот процесс обеспечивает более быструю зарядку, чем это возможно при одной продолжительной зарядке высокого уровня, которая может повредить аккумулятор, поскольку не позволяет постепенно стабилизировать активные химические вещества во время зарядки.Импульсные зарядные устройства обычно нуждаются в ограничении тока на входе источника по соображениям безопасности, что увеличивает стоимость.
Зарядное устройство универсальной последовательной шины (USB)

Спецификация USB была разработана группой производителей компьютеров и периферийных устройств для замены множества патентованных стандартов механического и электрического взаимодействия для передачи данных между компьютерами и внешними устройствами. Он включал двухпроводное соединение для передачи данных, линию заземления и линию питания 5 В, обеспечиваемую главным устройством (компьютером), которая была доступна для питания внешних устройств.Непреднамеренное использование порта USB заключалось в обеспечении источника 5 В не только для непосредственного питания периферийных устройств, но и для зарядки любых батарей, установленных в этих внешних устройствах. В этом случае само периферийное устройство должно включать в себя необходимую схему управления зарядом для защиты аккумулятора. Исходный стандарт USB определял скорость передачи данных 1,5 Мбит / с и максимальный ток зарядки 500 мА.

Питание всегда течет от хоста к устройству, но данные могут передаваться в обоих направлениях.По этой причине разъем USB-хоста механически отличается от разъема устройства USB, и поэтому кабели USB имеют разные разъемы на каждом конце. Это предотвращает подключение любого 5-вольтового соединения от внешнего источника USB к главному компьютеру и, таким образом, возможное повреждение хост-машины.

Последующие обновления увеличили стандартную скорость передачи данных до 5 Гбит / с, а доступный ток — до 900 мА. Однако популярность подключения USB привела к появлению множества нестандартных вариантов, в частности, к использованию разъема USB для обеспечения чистого источника питания без соответствующего подключения для передачи данных.В таких случаях порт USB может просто включать в себя регулятор напряжения для подачи 5 В от автомобильной шины питания 12 В или выпрямитель и регулятор для подачи 5 В постоянного тока от сети переменного тока 110 или 240 В с выходными токами до 2100 мА. В обоих случаях устройство, принимающее питание, должно обеспечивать необходимый контроль заряда. Источники питания USB с питанием от сети, часто известные как «глупые» зарядные устройства USB, могут быть встроены в корпус сетевых вилок или в отдельные USB-розетки в настенных розетках переменного тока.

Подробнее о USB-соединениях см. В разделе, посвященном шинам передачи данных от батарей.

Индуктивная зарядка

Индуктивная зарядка не относится к процессу зарядки самой батареи. Имеется в виду конструкция зарядного устройства. По сути, входная сторона зарядного устройства, часть, подключенная к сети переменного тока, состоит из трансформатора, который разделен на две части. Первичная обмотка трансформатора размещена в блоке, подключенном к сети переменного тока, а вторичная обмотка трансформатора размещена в том же герметичном блоке, который содержит аккумулятор вместе с остальной частью обычной электроники зарядного устройства.Это позволяет заряжать аккумулятор без физического подключения к сети и без обнажения каких-либо контактов, которые могут вызвать поражение электрическим током пользователя.

Примером малой мощности является электрическая зубная щетка. Зубная щетка и зарядная база образуют трансформатор, состоящий из двух частей: первичная индукционная катушка находится в основании, а вторичная индукционная катушка и электроника содержатся в зубной щетке.Когда зубная щетка помещается в основание, создается полный трансформатор, и индуцированный ток во вторичной катушке заряжает аккумулятор. Во время использования прибор полностью отключен от электросети, а поскольку аккумуляторный блок находится в герметичном отсеке, зубную щетку можно безопасно погружать в воду.

Техника также используется для зарядки имплантатов медицинских батарей.

Примером высокой мощности является система зарядки, используемая для электромобилей.По концепции аналогична зубной щетке, но в большем масштабе, это также бесконтактная система. Индукционная катушка в электромобиле принимает ток от индукционной катушки в полу гаража и заряжает автомобиль в течение ночи. Чтобы оптимизировать эффективность системы, воздушный зазор между статической катушкой и съемной катушкой можно уменьшить, опуская приемную катушку во время зарядки, и транспортное средство должно быть точно размещено над зарядным устройством.

Аналогичная система использовалась для электрических автобусов, которые принимают ток от индукционных катушек, встроенных под каждой автобусной остановкой, что позволяет увеличить дальность действия автобуса или, наоборот, для одного и того же маршрута могут быть указаны батареи меньшего размера.Еще одно преимущество этой системы заключается в том, что если заряд батареи постоянно пополняется, глубина разряда может быть минимизирована, а это приводит к увеличению срока службы. Как показано в разделе «Срок службы батареи», время цикла увеличивается экспоненциально по мере уменьшения глубины разряда.

Более простая и менее дорогая альтернатива этой возможной зарядке состоит в том, что транспортное средство создает токопроводящую связь с электрическими контактами на подвесном портале на каждой автобусной остановке.

Также были сделаны предложения по установке сетки индуктивных зарядных катушек под поверхностью вдоль дорог общего пользования, чтобы позволить транспортным средствам собирать заряд во время движения, однако практических примеров еще не было установлено.

Зарядные станции для электромобилей

Подробнее о специализированных зарядных устройствах высокой мощности, используемых для электромобилей, см. В разделе «Инфраструктура для зарядки электромобилей».

Зарядное устройство Источники питания

При указании зарядного устройства также необходимо указать источник, от которого зарядное устройство получает свою мощность, его доступность, а также его напряжение и диапазон мощности. Следует также учитывать потери эффективности зарядного устройства, особенно для зарядных устройств большой мощности, где величина потерь может быть значительной. Ниже приведены некоторые примеры.

Управляемая зарядка

Простота установки и управления.

Сеть переменного тока

Многие портативные зарядные устройства малой мощности для небольших электроприборов, таких как компьютеры и мобильные телефоны, должны работать на международных рынках. Поэтому они имеют автоматическое определение напряжения сети и, в особых случаях, частоты сети с автоматическим переключением на соответствующую входную цепь.

Для приложений с более высокой мощностью могут потребоваться специальные меры. Мощность однофазной сети обычно ограничивается примерно 3 кВт. Трехфазное питание может потребоваться для зарядки аккумуляторов большой емкости (более 20 кВтч), например, используемых в электромобилях, которые могут потребовать скорости зарядки более 3 кВт для достижения разумного времени зарядки.

Регулируемый источник питания постоянного тока

Может поставляться установками специального назначения, такими как передвижное генерирующее оборудование для индивидуальных приложений.

Специальные зарядные устройства

Портативные источники, такие как солнечные батареи.

Возможность зарядки

Зарядка с возможностью подзарядки — это зарядка аккумулятора при наличии питания или между частичными разрядками, а не ожидание полной разрядки аккумулятора. Он используется с батареями в циклическом режиме и в приложениях, когда энергия доступна только с перерывами.

Доступность энергии и уровни мощности могут сильно отличаться. Для защиты аккумулятора от перенапряжения необходима специальная управляющая электроника. Избегая полной разрядки аккумулятора, можно увеличить срок службы.

Доступность влияет на спецификацию аккумулятора, а также на зарядное устройство.

Типичные области применения: —

Бортовые автомобильные зарядные устройства (Генераторы, рекуперативное торможение)
Зарядные устройства индукционные (на остановках автотранспорта)

Механическая зарядка

Это применимо только к определенному химическому составу клеток.Это не зарядное устройство в обычном понимании этого слова. Механическая зарядка используется в некоторых батареях большой мощности, таких как батареи Flow и воздушно-цинковые батареи. Цинково-воздушные батареи заряжаются заменой цинковых электродов. Аккумуляторы Flow можно перезарядить, заменив электролит.

Механическая зарядка выполняется за считанные минуты. Это намного быстрее, чем длительное время зарядки, связанное с традиционной электрохимией обратимых ячеек, которое может занять несколько часов.Поэтому воздушно-цинковые батареи использовались для питания электрических автобусов, чтобы решить проблему чрезмерного времени зарядки.

Производительность зарядного устройства

Тип аккумулятора и область применения, в которой он используется, устанавливают требования к характеристикам, которым должно соответствовать зарядное устройство.

Чистота выходного напряжения

Зарядное устройство должно обеспечивать чистое регулируемое выходное напряжение с жесткими ограничениями на выбросы, пульсации, шум и радиочастотные помехи (RFI), которые могут вызвать проблемы для аккумулятора или цепей, в которых оно используется.

Для приложений с большой мощностью производительность зарядки может быть ограничена конструкцией зарядного устройства.

КПД

При зарядке аккумуляторов большой мощности потеря энергии в зарядном устройстве может значительно увеличить время зарядки и эксплуатационные расходы приложения. Типичный КПД зарядного устройства составляет около 90%, отсюда и необходимость в эффективных конструкциях.

Пусковой ток

Когда зарядное устройство изначально подключается к разряженной батарее, пусковой ток может быть значительно выше, чем максимальный указанный зарядный ток. Поэтому зарядное устройство должно быть рассчитано либо на передачу, либо на ограничение этого импульса тока.

Коэффициент мощности

Это также может быть важным фактором для зарядных устройств большой мощности.

См. Также «Контрольный список зарядного устройства»

Импульсная зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов — возможное средство преодоления преждевременной потери емкости?

Abstract

Метод импульсного тока оценивается для быстрой зарядки свинцово-кислотных элементов, которые изготовлены с использованием сеток с низким содержанием сурьмы или свинца-кальция-олова.В целях сравнения эти элементы подвергаются повторяющимся циклическим переключениям резервной емкости при перезарядке импульсным или обычным постоянным током. Хотя последняя зарядка рекомендована производителями соответствующих сетей, она вызывает преждевременную потерю емкости в сочетании с высокоскоростной разрядкой теста резервной емкости. Метод импульсного тока дает два существенных преимущества, а именно сокращение времени перезарядки на порядок (т. Е., с ∼10 до ∼1 ч) и увеличение срока службы в три-четыре раза. Температурные эффекты играют лишь незначительную роль в продлении срока службы батареи в условиях импульсной зарядки. Этот метод также позволяет восстанавливать емкость клеток, подвергшихся циклическому воздействию. Как и ожидалось, преждевременная потеря емкости происходит как в ячейках PbSb, так и в PbCaSn элементах, циклически перезаряжаемых при зарядке инвариантным током. Это явление наиболее остро проявляется в клетках на основе PbCa. Снижение емкости клеток PbSb связано с прогрессивным изменением природы положительного активного материала, т.е.е. от низкой кристалличности в материале-предшественнике до более определенной кристалличности в циклической массе. Такое поведение снижает как доступную площадь поверхности, так и реакционную способность активного материала с аккумуляторной кислотой. Напротив, потеря емкости в ячейках PbCaSn связана как с постепенным увеличением кристаллизации активного материала во время циклирования (т. Е. С развитием мелких кристаллов), так и с ростом резистивного слоя PbO, непосредственно примыкающего к к элементу сетки. Последнее явление является более доминирующим.Обнаружено, что зарядка импульсным током является эффективным средством для задержки процесса кристаллизации в активном материале, а также для минимизации образования слоя «PbO» во время циклирования. Таким образом, импульсная зарядка предлагает многообещающий подход к увеличению срока службы элементов PbSb и, что более важно, PbCaSn, особенно в условиях быстрой зарядки.

Ключевые слова

Свинцово-кислотные батареи

Преждевременная потеря емкости

Импульсный ток зарядки

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

Ссылки на статьи

Зарядка вашего кольца и передовой опыт — Oura Help

Эта статья содержит информацию о том, как зарядить ваше кольцо, а также ответы на часто задаваемые вопросы.

Если вам необходимо приобрести новое зарядное устройство, сделайте это здесь. Имейте в виду, что мы продаем только полные комплекты зарядных устройств, а не отдельные кабели или зарядные станции.

Убедитесь, что размер зарядного устройства соответствует размеру вашего кольца.Чтобы проверить размер своего кольца, взгляните на внутреннюю часть своего кольца Oura Ring (указано рядом с QR-кодом) или коснитесь значка батареи в правом верхнем углу вкладки Oura Home и проведите пальцем влево.

Зарядка кольца

Зарядка Oura Ring может занять от 20 до 80 минут, в зависимости от уровня заряда батареи. Проверьте уровень заряда батареи, коснувшись кольца в правом верхнем углу вкладки «Главная».

Чтобы зарядить кольцо, подключите шнур USB к зарядному устройству и подключите USB к источнику питания (например,г., ноутбук или блок питания). Затем поместите кольцо на док-станцию для зарядки. Светодиодный индикатор на зарядном устройстве начнет мигать после того, как вы установите кольцо на док-станцию. Когда свет перестанет пульсировать, ваше кольцо полностью заряжено. Когда зарядка будет завершена, вы получите push-уведомление.

Если светодиодный индикатор не загорается, убедитесь, что кабель зарядного устройства подключен правильно. Еще раз проверьте правильность положения кольца и обеспечение хорошего контакта между кольцом и док-станцией.

Если проблема не исчезнет, обратитесь к этому руководству по устранению неполадок зарядного устройства.

Лучшие Лрактики

1. Лучшее время для зарядки вашего кольца

Как правило, мы рекомендуем держать зарядное устройство под рукой в сумочке, машине, рюкзаке или на рабочем месте. Поскольку USB-шнур зарядного устройства быстро подключается к ноутбукам и блокам питания, вы можете легко заряжать свое кольцо во время работы, просмотра телевизора, просмотра веб-страниц в Интернете или мытья посуды. Мы рекомендуем по возможности поддерживать уровень заряда батареи вашего кольца выше 40%.

2. Включить уведомления о низком заряде батареи

Чтобы получать напоминания перед сном о низком заряде аккумулятора Oura Ring, включите уведомления об уровне заряда в приложении Oura. Для этого выполните следующие действия.

Перейдите в меню в верхнем правом углу вкладки «Главная».
Нажмите «Настройки»> «Уведомления».
Включить уведомления об уровне заряда батареи.

3. Убедитесь, что ваше кольцо заряжено перед сном

Важно, чтобы ваше кольцо было заряжено не менее 25% перед сном, поэтому использование некоторых из перечисленных выше стратегий может быть полезным. Если уровень заряда батареи ниже 25% перед сном, вы потеряете статистику сна на ночь.

Имейте в виду: если это произойдет, вы все равно будете получать время отхода ко сну и время пробуждения, но без оценки сна или готовности, а также без дальнейшей разбивки стадий сна, вариабельности сердечного ритма, частоты дыхания или пульса в состоянии покоя.Постарайтесь выработать привычку заряжать свое кольцо понемногу каждый день, чтобы вам никогда не пропустить индивидуальные идеи от Oura, когда вы проснетесь.

О чем нужно помнить

Чего ожидать от батареи Oura Ring

Средняя продолжительность полностью заряженного кольца составляет 4-7 дней. Эта продолжительность зависит от различных факторов, таких как возраст вашего кольца, использование определенных функций кольца (например, момент, периоды отдыха) и других факторов, таких как один или несколько дневных периодов сна, которые могут привести к более высокому уровню заряда батареи. потребление.

Имейте в виду: батареи сложны, и многие факторы влияют на срок их службы и производительность. Все аккумуляторные батареи являются расходными материалами и имеют ограниченный срок службы, поэтому их емкость и производительность со временем будут постепенно снижаться.

Предотвратите повреждение аккумулятора

Определенные факторы могут привести к повреждению аккумулятора. Они перечислены ниже.

• Оставьте кольцо на зарядном устройстве на время более одной недели. Зарядка при максимальной емкости в течение продолжительных периодов времени может существенно сократить срок службы батареи.

• Длительное воздействие экстремальных температур (жара / заморозка).

• Если заряд батареи вашего кольца опустится до 0%, это может повлиять на его долговечность.

Если вы подозреваете, что произошло повреждение или вы заметили разряд батареи, отправьте запрос здесь. Наша команда свяжется с вами, как только позволит время.

Делаете перерыв в ношении кольца?

Если вы планируете сделать перерыв в ношении кольца, мы рекомендуем перевести кольцо в режим энергосбережения перед хранением, чтобы защитить емкость аккумулятора от разрушения.Для получения дополнительной информации о том, как правильно хранить кольцо, чтобы сохранить работоспособность аккумулятора, обратитесь к этой статье.

Roomba® серии: как узнать, что мой робот-пылесос заряжается?

Посетите раздел «Анатомия серии Roomba® s», чтобы узнать, что означают индикаторы робота серии Roomba® s.

Зарядка на Home Base®

Лучше всего хранить Roomba® на Home Base®, чтобы он всегда был заряжен и готов к уборке, когда вам это нужно. Время зарядки в нормальных условиях — не менее 2 часов.Для достижения наилучших результатов используйте только литий-ионную батарею iRobot®, которая поставляется с Roomba®. Посетите «Подтвердите подлинность продуктов iRobot» для получения дополнительных сведений.

Если батарея разряжается до завершения цикла уборки, Roomba® автоматически возвращается на Home Base® для подзарядки, при условии, что он был запущен с Home Base®. Если робот выполнил уборку и использует для зарядки Clean Base ™, робот автоматически очистит весь мусор перед зарядкой. После успешной стыковки индикатор питания Home Base® загорится ровным белым светом в течение примерно 4 секунд, а световой кольцевой индикатор вокруг крышки будет мигать красным цветом на роботе, сигнализируя о том, что он заряжается и не готов к очистке.Через минуту все светодиоды погаснут для экономии энергии. Когда аккумулятор полностью зарядится, световое кольцо станет белым. Чтобы проверить состояние зарядки, просто нажмите кнопку ОЧИСТКА, появится световое кольцо.

Мигающий красный: зарядка слишком мала для начала уборки.

Мигающий белый: идет зарядка.

Горит белым: полностью заряжен.

Белый кружок по часовой стрелке: запуск или обновление программного обеспечения (подождите).

Примечание: Иногда роботу может потребоваться до одной минуты, чтобы проснуться, если он был глубоко разряжен.Световое кольцо на роботе начнет вращаться, а затем раздастся звуковой сигнал, означающий, что Roomba® полностью проснулся.

Если Roomba® возвращается на зарядку после завершения цикла уборки, он издает серию звуковых сигналов, указывающих на успешное завершение цикла уборки.
- Через минуту после стыковки все индикаторы погаснут. Roomba® делает это для экономии энергии во время зарядки.
- Вы можете проверить состояние батареи, нажав CLEAN один раз.
  - Красный = аккумулятор не полностью заряжен
  - Белый = аккумулятор заряжен, готов к очистке
Если Roomba® возвращается на зарядку в середине цикла уборки, он не будет воспроизводить звуковой сигнал при стыковке, а световое кольцо вокруг кнопки CLEAN будет мигать. Кроме того, вы можете удобно проверить статус роботов с помощью приложения iRobot® HOME.

При желании вы также можете отправить Roomba® на его Home Base® вручную, нажав Dock на Roomba® или нажав CLEAN на главном экране приложения iRobot® HOME, завершив задание и выбрав «Возврат». на Home Base®.

Примечание:

Если вы возьмете Roomba® в руки и вручную переместите его в другое место, у него могут возникнуть проблемы с поиском Home Base®. Для достижения наилучших результатов позвольте Roomba® без перерывов завершить цикл уборки.
Если Roomba® не может стыковаться:
- Убедитесь, что вы начали миссию по очистке с Home Base®. Roomba® знает, что нужно вернуться к Home Base®, когда он запускается с Home Base®.
- Убедитесь, что Home Base® установлена в оптимальном месте — см. Размещение Home Base®.
Roomba® не покинет Home Base® для цикла уборки, если его корзина заполнена. В этом случае выньте и опорожните корзину, а затем снова вставьте ее перед запуском или возобновлением цикла очистки (инструкции см. В разделе «Процедура ухода за корзиной»).

Состояние батареи приложения iRobot® HOME

Вы можете легко проверить состояние батареи в приложении iRobot® HOME.

В правом верхнем углу отобразится значок аккумулятора, указывающий на текущий статус аккумулятора.
На экране ЧИСТКА отобразится «Готово к очистке. Зарядка », указывающий на то, что аккумулятор еще не полностью заряжен. Roomba® может работать меньше, чем ожидалось.
На экране ЧИСТКА отобразится «Готово к очистке. Полностью заряжен », что означает, что аккумулятор полностью заряжен. Roomba® готов к циклу уборки.

Хранение батареи

Если Roomba® не используется в течение длительного времени, храните Roomba® с установленным аккумулятором в прохладном сухом месте.

Режим ожидания с пониженным энергопотреблением

Roomba® потребляет небольшое количество энергии каждый раз, когда находится на Home Base®, чтобы быть готовым к следующей уборке, а также для поддержания соединения Wi-Fi. Когда Roomba не используется, можно перевести его в режим пониженного энергопотребления. Для получения инструкций и дополнительных сведений об этом режиме ожидания с пониженным энергопотреблением обратитесь к приложению iRobot® HOME и перейдите к Подробнее ➔ Настройки ➔ Режим ожидания с пониженным энергопотреблением или посетите обзор.

Если проблема не исчезнет, обратитесь в службу поддержки iRobot.

Для ускоренного обслуживания приготовьте следующее:

Ваш робот заряжен и с вами.
Серийный номер вашего робота.
Для гарантийных претензий: Подтверждение покупки (квитанция или счет на покупку у авторизованного продавца).

20 | Зарядное устройство и устройство восстановления Pulse Tech 12v 16 Amp World

Заменяет: WC2200

Зарядное устройство на 16 ампер восстанавливает батареи, которые считались мертвыми и бесполезными

И, наконец, есть способ восстановить вышедшие из строя свинцово-кислотные аккумуляторы, которые до сих пор считались безнадежными! Презентация Pulse Charger / World Version, самого эффективного зарядного устройства для аккумуляторов и обладателя награды за инновации в области технического обслуживания на IMTEC (Национальной морской торговой выставке и конференции).

Это революционное зарядное устройство необходимо для любого предприятия, обслуживающего проблемы с аккумулятором, включая сервисные мастерские, отделы технического обслуживания автопарка и гаражи. Фактически он объединяет четыре зарядных устройства в одном. Это современная система зарядки (до 16 ампер), которая работает как с обычными свинцово-кислотными батареями на 12 В, так и с герметичными необслуживаемыми батареями, в том числе с гелевыми элементами. Кроме того, он также работает от сети переменного тока напряжением 110 или 220 вольт, поэтому его можно использовать практически в любой точке мира.

Восстановить мертвые сульфатные батареи

Импульсное зарядное устройство также может восстанавливать разряженные батареи. В этом запатентованном устройстве используется наша революционная технология ReNew-IT Pulse Technology ™ для безопасного предотвращения основной причины проблем и отказов аккумуляторов: накопления сульфата на пластинах свинцово-кислотных аккумуляторов. Эта технология, протестированная и широко используемая военными США по всему миру в течение почти десяти лет, была научно доказана двумя крупными университетами, заставляя батареи работать интенсивнее и дольше, чем вы когда-либо думали.Удаляя отложения сульфата свинца на пластинах батареи, активный материал обнажается, что позволяет разряженной батарее снова принимать и выделять энергию.

В прошлом даже самые сложные зарядные устройства не имели успеха или не имели успеха при зарядке аккумуляторов с отложениями сульфатации. Но теперь Pulse Charger решает эту извечную проблему. Используя импульсную технологию, он излучает пульсирующий постоянный ток в батарею, который повторно заряжает и удаляет отложения сульфата свинца с пластин, а затем возвращает их кислоте батареи в качестве активного электролита.Путем очистки пластин батареи импульсное зарядное устройство позволяет разряженным батареям снова принимать заряд.

Повышение производительности аккумулятора

Это также помогает обеспечить производительность батареи, значительно увеличивая срок ее службы; и сократить время простоя, техническое обслуживание и расходы, связанные с аккумулятором. Это даже помогает защитить окружающую среду, поскольку батареи служат дольше, и будет меньше загрязнения от проводов и утечки серной кислоты из выброшенных батарей.

Импульсное зарядное устройство регулируется напряжением и управляется микропроцессором.Эта уникальная система обеспечит весь заряд, который может принять аккумулятор, независимо от номинальной емкости в ампер-часах или номинальной силы тока холодного пуска. Он будет заряжать каждую 12-вольтовую батарею до оптимального уровня, постоянно контролируя батарею и соответствующим образом регулируя ток зарядки. Затем он автоматически переключается в режим «Только импульс», когда аккумулятор полностью заряжен, поэтому он никогда не повредит аккумулятор.

Он также имеет две настройки: Pulse & Charge и Pulse Only. Поскольку все батареи (даже новые) имеют некоторый уровень сульфатирования, установка Pulse Only очистит пластины.Затем настройка Pulse & Charge будет заряжать аккумулятор, продолжая чистку пластин. Сделано в Мексике. # WC2200, XCR20.

ИС

GaNFast Power для мини-печенья OPPO мощностью 50 Вт — самого маленького и тонкого в мире быстрого зарядного устройства

В быстродействующем зарядном устройстве OPPO «Mini SuperVOOC на 50 Вт», анонсированном 15 июля ^{-го по} 2020 года, используются высокоскоростные ИС GaNFast от Navitas, позволяющие реализовать новую «импульсную» топологию преобразования мощности и достичь наименьшего и самого тонкого форм-фактора в мире. Измерение всего 82.2 x 39,0 x 10,5 мм (34 куб. См) и вес всего 60 г, 50W Mini заряжается в 3 раза быстрее, чем у конкурентов при половинном размере и весе.

Благодаря полной мощности 50 Вт, доступной либо через собственный протокол быстрой зарядки SuperVOOC OPPO, либо через спецификацию программируемого источника питания (PPS) USB-C, Mini представляет собой гибкое устройство, способное заряжать смартфоны, планшеты и многие ноутбуки. Оно того же размера, что и очень популярное рисовое печенье «Ван Ван» — отсюда и прозвище!

Давайте заглянем под капот этого Mini мощностью 50 Вт.Три основных технологических нововведения, обеспечивающих такой малый форм-фактор:

Силовой агрегат: ИС Navitas GaNFast power
Топология: Импульсный обратный ход с активным зажимом (импульсный ACF)
Трансформатор: высокочастотный, низкопрофильный планарный

Силовой агрегат: Navitas GaNFast power ICs

Gallium Ga, атомный номер 31) и азот (N, 7) объединяются в полупроводниковый материал — нитрид галлия (GaN) — подобный кремнию (Si, 14).GaN является материалом с «широкой запрещенной зоной», потому что он предлагает электронную запрещенную зону, которая в 3 раза больше, чем у кремния, что означает, что он может выдерживать большие электрические поля с значительно меньшими кристаллами. Благодаря транзисторам гораздо меньшего размера и более коротким путям прохождения тока достигается сверхнизкое сопротивление и емкость, при этом скорость переключения увеличивается в 100 раз. Низкое сопротивление и малая емкость приводят к более высокой эффективности зарядки, поэтому больше энергии передается на аккумулятор, заряжая его быстрее, вместо того, чтобы сжигать эту энергию в виде тепла, которое согревает зарядное устройство в руке.Более быстрое переключение означает, что зарядное устройство может подавать больше энергии на батарею при значительно меньшем размере и весе, поскольку пассивные компоненты, накапливающие энергию, могут значительно уменьшиться, поскольку они накапливают гораздо меньше энергии в каждом цикле переключения.

Эти преимущества скорости и экономии энергии имеют решающее значение для обеспечения удивительной выходной мощности, компактности и легкости OPPO 50W Mini.

Чтобы оптимизировать GaN для обеспечения высокой скорости, эффективности и надежности, Navitas создала ИС питания GaNFast.Здесь силовой полевой транзистор из GaN тщательно и монолитно интегрирован с логикой GaN и аналоговыми схемами на основе GaN на одном кристалле из GaN, чтобы сформировать истинную силовую ИС из GaN. Эти «цифровые» блоки питания — известные как ИС питания GaNFast ™ — обеспечивают надежную и высокоэффективную работу на частотах до 2 МГц. Для Mini используются две микросхемы питания NV6115 GaNFast в оптимизированных по скорости корпусах QFN для поверхностного монтажа.

Топология: импульсный обратный ход с активным зажимом (импульсный ACF)

В большинстве зарядных устройств топология обратного хода с одним переключателем используется на низкой частоте (~ 50 кГц) для преобразования мощности от выпрямленного входа переменного тока к изолированному, низковольтный выход.В традиционных обратноходовых системах «демпферная» система поглощает скачки напряжения, но это является точкой потери энергии в системе и выделяет тепло. OPPO 50W Mini использует в 10 раз более быструю и высокоэффективную обратную связь с «активным фиксатором» с использованием контроллера TI UCC28782 с парой микросхем питания GaNFast в полумостовой конфигурации. Высокоскоростная работа (~ 400 кГц) возможна благодаря топологии « мягкого переключения » и силовым ИС GaNFast с чрезвычайно низким сопротивлением (R _{DS (ON}) для минимизации потерь в открытом состоянии и минимальной выходной емкости (C _OSS) для наилучшего переключения.Теперь высокая скорость означает, что главный изолирующий трансформатор, фильтр электромагнитных помех, выходные сглаживающие конденсаторы и т. Д. Могут уменьшиться в размерах и стоимости.

Основные элементы OPPO 50W Mini показаны ниже:

Изображения изменены из Чонгдиантоу.

В традиционном зарядном устройстве большая часть общего размера связана с электролитическим «конденсатором большой емкости», используемым для сглаживания пульсаций на входе выпрямленного переменного тока перед обратным преобразованием с понижением частоты. «Объемный колпачок» может занимать 40% от общего размера зарядного устройства.В конструкции 50 Вт Mini запатентованная инновация создает первое в мире зарядное устройство, использующее «импульсное» преобразование мощности. Это устраняет необходимость в электролитическом конденсаторе большой емкости, а выпрямленный пульсирующий постоянный ток с частотой 100 Гц подается непосредственно в высокочастотную цепь ACF, которая может поддерживать плавный выходной сигнал для зарядки аккумулятора телефона даже при широком диапазоне входного напряжения. Этот запатентованный OPPO подход «прямой зарядки» означает, что во время каждого импульсного интервала устраняется эффект поляризации в батарее телефона, что сокращает износ механизмов и продлевает срок службы батареи.

Трансформатор: высокочастотный, низкопрофильный планарный

Традиционные трансформаторы работают на нескольких десятках кГц и построены с использованием тороидальных ферритовых сердечников с отдельными проволочными обмотками (первичной и вторичной) для изоляции и преобразования напряжения. По мере увеличения рабочих частот может быть создан новый плоский или «планарный» трансформатор, в котором первичная и вторичная обмотки встроены в материал печатной платы, что приводит к чрезвычайно эффективным, высокочастотным, низкопрофильным и малошумным (низким EMI) системам. , используя более автоматизированные методы производства для более стабильной работы.

В целом разницу в размерах можно увидеть, сравнив традиционную топологию с трансформатором с проволочной обмоткой (обычно более 20 мм) и большим электролитическим конденсатором большой емкости с OPPO 50W Mini с новым планарным трансформатором 400 кГц, 8 мм и без электролитического конденсатора. Высокоскоростной Mini на основе GaNFast менее чем вдвое меньше старой медленной версии на основе кремния.

Изображение: OPPO, Navitas

Изображение: iVankr

Трансформатор и заглушка — не единственные улучшения, связанные со скоростью.Высокочастотный режим также сжимает фильтры электромагнитных помех и снижает выходную емкость до 100 мкФ, что на 80% меньше по сравнению с традиционными топологиями.

Революция нового поколения:

Устройство

OPPO 50 Вт Mini — это настоящее быстрое зарядное устройство нового поколения на основе GaN, использующее новейшую высокоскоростную топологию и поддерживаемое интегральными схемами GaNFast Power. Он представляет собой идеальный адаптер для путешествий для широкого круга потребителей, позволяющий заряжать все, от смартфонов и планшетов до ноутбуков и т. Д.Как сказал Цзялян (Джефф) ЧЖАН, главный научный сотрудник OPPO VOOC Super-Charging во время запуска: «Использование устройств из нитрида галлия для приведения трансформаторов на очень высокие частоты было мечтой всех технических работников в течение многих лет», добавив, что «устройства с GaN будут запускаться.