Зарядное устройство для автомобильных и мотоциклетных батарей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

 Комментарии к статье

Известно, что эксплуатация к хранение полузаряженных аккумуляторов - одна из главных причин сокращения их срока службы. Находящийся на хранении заряженный аккумулятор через некоторое время в результате саморазрядки переходит в полузаряженное состояние. У новых свинцовых и миниатюрных никель-кадмиевых аккумуляторов саморазрядка равна 0,5...2% их емкости в сутки, а у бывших в эксплуатации - существенно выше. Для увеличения срока службы аккумуляторов следует их постоянно поддерживать в полностью заряженном состоянии, компенсируя саморазрядку сравнительно небольшим током от маломощного зарядного устройства.

Оптимальным принято считать такой режим зарядки, когда, зарядный ток численно равен 0,1 от номинальной емкости аккумулятора. Тем не менее, сейчас некоторые заводы-изготовители аккумуляторов с целью увеличения срока их службы рекомендуют двадцатичасовой режим зарядки током, численно равным 5% номинальной емкости. Иначе говоря, зарядка аккумулятора током, существенно меньшим оптимального, благоприятно сказывается на сроке его службы, но требует соответственно большего времени.

Таким образом, в ряде практических случаев сложные и тяжелые зарядные устройства, часто снабженные автоматическим управлением, могут быть заменены простыми, малогабаритными и экономичными. Одно из таких устройств описано ниже.

Его можно использовать для дозарядки автомобильных аккумуляторных батарей емкостью до 100 Ач, для зарядки в режиме, близком к оптимальному, мотоциклетных батарей, а также (при несложной доработке) в качестве лабораторного блока питания.

Зарядное устройство выполнено на основе транзисторного двутактного преобразователя напряжения с автотрансформаторной связью и может работать в двух режимах - источника тока и источника напряжения. При выходном токе, меньшем некоторого предельного значения, оно работает как обычно - в режиме источника, напряжения. Если попытаться увеличить ток нагрузки сверх этого значения, выходное напряжение будет резко уменьшаться - устройство перейдет в режим источника тока. Режим источника тока (обладающего большим внутренним сопротивлением) обеспечен включением балластного конденсатора в первичную цепь преобразователя.

Принципиальная схема зарядного устройства представлена на рис.1.

Рис. 1

Сетевое напряжение через балластный конденсатор С1 поступает на выпрямительный мост VD1. Конденсатор С2 сглаживает пульсации, а стабилитрон VD2 стабилизирует выпрямленное напряжение. Преобразователь напряжения собран на транзисторах VT1, VT2 и трансформаторе Т1. Диодный мост VD3 выпрямляет напряжение, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора. Конденсатор С3 - сглаживающий.

Преобразователь работает на частоте 5...10 кГц. Стабилитрон VD2 одновременно защищает от перегрузки по напряжению транзисторы преобразователя на холостом ходе, а также при замыкании выхода устройства, когда напряжение на выходе моста VD1 повышается. Последнее связано с тем, что при замыкании выходной цепи генерация преобразователя может срываться, при этом ток нагрузки выпрямителя уменьшается, а его выходное напряжение увеличивается. В таких случаях стабилитрон VD2 ограничивает напряжение на выходе моста VD1.

Экспериментально снятая нагрузочная характеристика зарядного устройства изображена на рис.2. При увеличении тока нагрузки до 0,35...0,4 А выходное напряжение изменяется незначительно, а при дальнейшем увеличении тока резко уменьшается. Если к выходу устройства подключить недозаряженную батарею аккумуляторов, напряжение на выходе моста VD1 уменьшается, стабилитрон VD2 выходит из режима стабилизации и, поскольку во входной цепи включен конденсатор С1 с большим реактивным сопротивлением, устройство работает в режиме источника тока.

Если зарядный ток уменьшился, то устройство плавно переходит в режим источника напряжения. Это дает возможность использовать зарядное устройство в качестве маломощного лабораторного блока питания. При токе нагрузки менее 0,3 А уровень пульсации на рабочей частоте преобразователя не превышает 16 мВ, а выходное сопротивление источника уменьшается до нескольких Ом. Зависимость выходного сопротивления от тока нагрузки показана на рис.2.

Зарядное устройство легко размещается в коробку размерами 155х80х70 мм. Коробку следует изготовлять из изоляционного материала.

Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе типоразмера К40х25х11 из феррита 1500НМ1. Первичная обмотка содержит 2х160 витков провода ПЭВ-2 0,49, вторичная - 72 витка провода ПЭВ-2 0,8. Обмотки изолированы между собой двумя слоями лакоткани.

Стабилитрон VD2 установлен на теплоотводе с полезной площадью 25 см2. Транзисторы преобразователя в дополнительных теплоотводах не нуждаются, так как работают в ключевом режиме. Конденсатор С1 - бумажный, рассчитанный на номинальное напряжение не менее 400 В.

При необходимости использования устройства для зарядки малогабаритных аккумуляторов емкостью до единиц ампер-часов и регенерации гальванических элементов целесообразно обеспечить регулировку тока зарядки. Для этого вместо одного конденсатора С1 следует предусмотреть набор конденсаторов меньшей емкости, коммутируемых переключателем. С достаточной для практики точностью максимальный ток зарядки - ток замыкания выходной цели - пропорционален емкости балластного конденсатора (при 4 мкФ ток равен 0,46 А).

Если нужно уменьшить выходное напряжение лабораторного источника питания, достаточно стабилитрон VD2 заменить другим, с меньшим напряжением стабилизации.

Налаживание начинают с проверки правильности монтажа. Затем убеждаются в работоспособности устройства при замыкании выходной цепи. Ток замыкания должен быть не менее 0,45...0,46 А. В противном случае следует подобрать резисторы R1, R2 с целью обеспечения надежного насыщения транзисторов VT1, VT2. Больший ток замыкания соответствует меньшему сопротивлению резисторов.

Автор: Н.Хухтиков, г. Сергиев Посад. Московской обл.

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Случайная новость из Архива 125-ваттное зарядное устройство Thinkplus Lipstick 11.11.2022 Компания Lenovo представила новое фирменное зарядное устройство Thinkplus Lipstick. Оно получил компактные габариты 73 х 30 х 35 мм, мощность в 100 Вт и форму, напоминающую губную помаду. По словам производителя, размеры зарядки на 50% меньше, чем у обычных блоков питания с такой же мощностью. Внутри зарядки были установлены три чипа GaN и архитектура AHB, которая уменьшает потерю энергии. Thinkplus Lipstick совместима с разными протоколами зарядки: PD 3.0, QC 3.0 и PPS. С помощью устройства можно заряжать ноутбуки, смартфоны, планшеты, игровые приставки и прочие гаджеты. Lenovo Thinkplus Lipstick уже начали продавать в Китае за 48 долларов. Новинка поставляется с 1,8-метровым кабелем USB-C. Зарядка Motorola имеет порт USB-C и выходную мощность 125 Вт. Блок питания способен заряжать актуальный флагман Moto X30 Pro с 0 до 50% всего за 7 минут. Устройство также поддерживает Power Delivery 3.0, Quick Charge 3.0, Quick Charge 5.0 и различные протоколы защиты. Например, от скачков напряжения, перегрева и т.д. Корпус зарядки изготовлен из огнестойкого материала матового цвета. Поставляется новинка с метровым кабелем USB-C. Зарядное устройство уже поступило в продаж в Китае. Новинка стоит $34.

Другие интересные новости:

▪ С точки зрения собаки

▪ Туннель под Янцзы

▪ Кратер в пустыне

▪ Дебют робота-дирижера

▪ Борьба с обрастателями кораблей - по примеру китов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Блоки питания. Подборка статей

▪ статья Оцеживать комара. Крылатое выражение

▪ статья Чем питаются моллюски? Подробный ответ

▪ статья Резчик на пилах, ножовках и станках. Должностная инструкция

▪ статья Как зажечь люминесцентную лампу. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Страшилка из зеркала. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025