Зарядное устройство с автоматическим отключением

Схема простого зарядного для АКБ с автовыключением

Привет всем, в этой статье хочу предложить вашему вниманию простую схему зарядного устройства с автоматическим выключением по завершению заряда АКБ. То есть просто поставил зарядное на ночь или на время и не надо следить за ним, зарядка сама отключиться, когда достигнет порог напряжения заряженного АКБ.

Схема не сложная, в ней всего используется один не мощный транзистор для определения напряжения на аккумуляторе, R1 обычный резистор на 4.7 Ком, P1 подстроечный резистор на 10 Ком. В качестве транзистора Т1 можно использовать КТ815 или аналоги.

Реле на 12 вольт 400 ом, можно взять простое автомобильное реле.

Трансформатор TR1 имеет напряжение вторичной обмотки 13.5 -14.5 вольт. Ток надо брать 110 от ёмкости АКБ, например если аккумулятор на 60 ампер, то ток соответственно 6 ампер.

Диодный мост D1-D4 надо на ток равный номинальному току трансформатора, то есть в данном случаи не менее 6 ампер, это например такие как Д242, КД213, их нужно устанавливать на радиаторе. Диод обозначенный D1, который стоит параллельно реле и диоды D5 и D6 можно брать наши КД105 или буржуйский аналог 1N4007.

Конденсатор С1 на 100 мкф. 25 вольт, резисторы R2, R3 по 3 кОм. HL1 и HL2 это индикаторы зарядки и ограничения зарядового тока, в качестве них можно взять например красный и зелёный светодиоды. Ну и амперметр для контроля тока.

Ток равный 110 от ёмкости АКБ подбирается количеством витков на вторичной обмотке трансформатора. При намотке вторички, необходимо сделать несколько отводков или отводов))) для подбора оптимального варианта зарядного тока.

Заряд автомобильного АКБ считается законченным, когда напряжение на его контактах достигнет 14.4 вольта. Порог отключения подстраивается подстроечным резистором P1 при подключенном и полностью заряженном аккумуляторе.

При зарядке разряженного аккумулятора напряжение на нём будет 12-13 вольт, в процессе зарядки ток будет падать, а напряжение расти. Когда напряжение достигнет 14.

4 вольта транзистор Т1 отключит реле и цепь заряда будет разорвана.

При снижении напряжения до 11.4 вольт, зарядка снова возобновляется, такой принцип обеспечивают диоды  D5, D6 в эмиттере транзистора.

Такое простое, автоматическое, зарядное устройство поможет вам проконтролировать процесс зарядки, без вашего участия, поставил на зарядку и будьте уверены ваш АКБ не перезарядиться, а зарядиться до нужного значения.

Кстати, если кто хочет приобрести сразу готовую зарядку на АЛИ за 1500р, пока там скидки, вот ссылка http://ali.pub/1m8q9j

Тест зарядных устройств для автомобильного аккумулятора – рейтинг устройств для подзарядки АКБ – журнал За рулем

О существовании подобных устройств многие даже не догадываются. Про зарядные устройства знают все, а вот какие-то подзарядные — что это? И в каких случаях они могут потребоваться?

Материалы по теме

К терминологии мы еще вернемся, а нужны эти «подзарядки» вот зачем. Представьте, что автомобиль неделями стоит в гараже без движения. Когда же он вдруг срочно понадобился, выясняется, что батарея подсела настолько, что крутить стартер не может. А если это случается постоянно?

В подобную ситуацию часто попадают автомобили, которые стоят на выставочных стендах. У них играет аудиосистема, горит свет, но мотор не работает. Вот и тянутся под капот тоненькие проводки, подпитывающие штатную батарею машины от внешнего источника.

Большие токи не нужны: достаточно компенсировать потребление штатных микроконтроллеров, а также охранной системы и телематики. У современных гаджетов аппетит скромный — десятки миллиамперов, при том что их аналоги прошлых лет выпуска потребляли порой на порядок больше.

Казалось бы, подключи зарядное устройство — и нет проблем! Но далеко не всякая «зарядка» рассчитана на постоянную работу в течение недель, а то и месяцев. Другое дело, если производитель указывает на подобную возможность использования своего продукта. Вот такие устройства мы и решили погонять в реальных условиях — в течение нескольких месяцев.

Из восьми приобретенных изделий только два являются чистой воды «подзарядками» — Торнадо и Moratti. Остальные — «зарядки», обещающие не только оживить севшие аккумуляторы, но и поддерживать их заряд на должном уровне. Именно эту функцию мы и оценивали в ходе испытаний.

Что и где испытывали

Испытания проводили в лаборатории ФГКУ 3 ЦНИИ МО РФ в течение трех месяцев. Длительную проверку способности устройств компенсировать падение заряда вели на батареях энергоемкостью 55, 75 и 90 А·ч при температурах —20; 0; +25 ºС.

Склонность к перегреву оценивали при работе с батареями от 75 до 190 А·ч, задавая максимально возможную нагрузку для каждого устройства. Для каждого изделия проверили «дуракоустойчивость» — использовали переполюсовку и т. п.

 При расстановке по местам учитывали заявленные параметры, качество изготовления, грамотность инструкции и удобство пользования.

Устройство Торнадо в «чужом» корпусе решили вскрыть. Собрано неплохо, но это уровень прошлого тысячелетия. Даты на радиоэлементах выдают себя сами.

Устройство Торнадо в «чужом» корпусе решили вскрыть. Собрано неплохо, но это уровень прошлого тысячелетия. Даты на радиоэлементах выдают себя сами.

Устройство Торнадо в «чужом» корпусе решили вскрыть. Собрано неплохо, но это уровень прошлого тысячелетия. Даты на радиоэлементах выдают себя сами.

Многомесячный марафон закончился удачно: ни одно из устройств не попросило пощады, ни одна батарея не пожаловалась на плохое обслуживание. «Защита от дурака» тоже на высоте: переполюсовок и прочих провокаций изделия не боятся.

В то же время понравились далеко не все — на эту тему мы подробно высказались в подписях фотогалереи.

Отметим также, что все устройства обеспечивают подзарядку в 20‑градусный мороз — даже те, которые, судя по инструкции, совсем не морозоустойчивые.

Но с проводами при этом нужно быть повежливее — они на глазах теряют гибкость.

Стоит ли искать в магазинах простенькие подзарядники, или лучше приобрести многофункциональное зарядное устройство? Мы считаем, что второй вариант предпочтительнее: разница в цене не космическая, а полноценный зарядник в хозяйстве не помешает. К тому же они практически всегда есть в продаже, а экзотических «братьев меньших» нужно выискивать через Интернет.

8. ЗАВОДИЛА АЗУ‑108 8 7 6

Автоматическое импульсное зарядное устройство, Санкт-Петербург

Ориентировочная цена, руб. 1280 

Температурный диапазон, ºС 0…+40 

Энергоемкость заряжаемых батарей, А·ч 3–110 

Симпатичное устройство неприятно резануло по глазам безграмотными надписями «А/ч» на лицевой панели, в инструкции и на упаковке. Такой единицы измерения нет в природе — есть А·ч.

Требования изготовителя к температурным условиям работы устройства — от 0 до 40 ºС — не порадовали: а как же поддерживать заряд батареи, если на улице мороз? Исполнение неряшливое: приклеенные переключатели болтаются.

В целом устройство работоспособно, но рекомендовать его не хочется.

7. Торнадо 3 А.02

Зарядный автомат-хранитель для аккумуляторных батарей, Тольятти

Ориентировочная цена, руб. 860 

Температурный диапазон, ºС —20…+40 

Энергоемкость заряжаемых батарей, А·ч до 75 

Прибор обещает поддерживать рабочее со- стояние батареи «как угодно долго», не являясь полноценным зарядным устройством (разве что для батарей энергоемкостью ниже 10 А·ч).

Внешне напоминает радиолюбительскую конструкцию в корпусе от реле времени для фотопечати. Элементная база — четвертьвековой давности.

Все электрические проверки (испытания на перегрев проводили с батареей 75 А·ч) изделие успешно выдержало. Однако общее впечатление скорее негативное.

6. Moratti 01.80.005

Устройство для подзарядки аккумуляторных батарей, КНР

Ориентировочная цена, руб. 600 

Температурный диапазон, ºС не ниже —10 

Энергоемкость заряжаемых батарей, А·ч 10–250 

Устройство предназначено не для зарядки батарей, а для поддержания работоспособности АКБ при длительном хранении и редком использовании. Длительный режим работы выдерживает спокойно; проверку на перегрев вели на батарее энергоемкостью 190 А·ч. Замечаний в адрес техники нет, а вот описание не понравилось: что такое «гелиевые» батареи? Может быть, имелись в виду гелевые?

5. СОНАР У3 207.03 3

Зарядное устройство, Санкт-Петербург

Ориентировочная цена, руб. 1500 

Температурный диапазон, ºС —5…+35 

Энергоемкость заряжаемых батарей, А·ч 10–180 

Зарядное устройство обеспечивает режим хранения с компенсацией тока саморазряда. К сожалению, нижний температурный предел — всего лишь —5 ºС. Иными словами, на зимнюю работу в неотапливаемом гараже прибор не рассчитан. Корпус при работе не перегревается (проверку проводили с батареей энергоемкостью 170 А·ч). К технике претензий нет, однако цена показалась завышенной.

4. AIRLINE АСН‑5 А‑06

Зарядное устройство, Россия — КНР

Ориентировочная цена, руб. 1050 

Температурный диапазон, ºС нет данных

Энергоемкость заряжаемых батарей, А·ч до 65 

Предусматривает режим зарядки батареи, установленной на автомобиле. Проверку на перегрев проводили на батарее энергоемкостью 65 А·ч, поводов для замечаний не нашли. С подзарядом справляется успешно. К сожалению, мифическая единица измерения А/ч встречается в описании и этого прибора…

3. HEYNER, AkkuEnergy Арт. 927130

Зарядное устройство, Германия

Ориентировочная цена, руб. 6000 

Температурный диапазон, ºС нет данных

Энергоемкость заряжаемых батарей, А·ч 30–190 

Зарядное устройство, рассчитанное на длительное подключение к батарее независимо от сезона. Со всеми задачами справилось без проблем. Проверку на перегрев проводили с батареей 190 А·ч. Среди недостатков — заумное описание с неважным переводом и неаппетитная цена.

1–2. SMART POWER SP‑2N BERKUT

Компактное универсальное зарядное устройство, Россия — КНР

Ориентировочная цена, руб. 1150 

Температурный диапазон, ºС —20…+50 

Энергоемкость заряжаемых батарей, А·ч 4–80 

Может быть использовано и для сезонного хранения АКБ, оставаясь подключенным к сети в течение нескольких месяцев. Режим длительной работы переносит спокойно; проверку на перегрев проводили с батареей 90 А·ч. «Дуракоустойчивость» нормальная, замечаний к работе нет.

1–2. СОРОКИН® 12.98

Универсальное зарядное устройство для аккумулятора, Россия

Ориентировочная цена, руб. 3000 

Температурный диапазон, ºС —20…+50 

Энергоемкость заряжаемых батарей, А·ч 6–160 

Полноценное зарядное устройство. Может быть подключено к АКБ автомобиля на длительное время — для зимнего хранения и круглогодичного использования. При работе не перегревается (проверку проводили с батареей 170 А·ч). Замечаний нет. Разве что дороговато.

Немного о безопасности

Материалы по теме

Надолго оставляя в гараже зарядное устройство, подключенное к сети, убедитесь в том, что вы не схалтурили.

Иными словами, вы должны быть уверены, что подключенные к клеммам подкапотного аккумулятора «крокодилы» ни при каких обстоятельствах не устроят вам короткое замыкание (например, при касании закрываемого капота!), а соответствующие провода не будут пережаты крышкой капота или иным способом.

Да, проверенные нами устройства имеют встроенную защиту, но не стесняйтесь перепроверить себя лишний раз. Само собой разумеется, что зарядное устройство должно быть гарантированно защищено от прямого попадания влаги, снега и прочих погодных неприятностей.

Следует также помнить, что при низких температурах изоляция проводов имеет привычку твердеть и даже ломаться. Это особенно важно учитывать в тех случаях, когда машиной время от времени пользуются, а зарядное устройство в спешке то отключают, то вновь подключают, не обращая внимания на подобные «мелочи».

К чему может привести повреждение изоляции плюсового провода, если тот случайно коснется «массы», всем понятно.

И последнее. Прежде чем трогаться с места, не забудьте отключить зарядное устройство от сети и от аккумулятора.

Устройства для подзарядки аккумуляторов: компенсация разрядки

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Зарядное устройство с автоматическим выключением

Зарядное устройство с автоматическим выключением, простейшие зарядные устройства обладают существенным недостатком: процесс заряда аккумулятора во избежание перезаряда требует наблюдения.

В противном случае неизбежный перезаряд приводит к сульфатации пластин, что сокращает емкость батареи.

Предлагаемое устройство свободно от этого изъяна благодаря тому, что при достижении определенного напряжения на аккумуляторе заряд автоматически прекращается и схема отключается от электросети. Принципиальная схема зарядное устройство с автоматическим выключением представлена на рис.

Схема питается от электросети напряжением 220 В, частотой 50 Гц.

Питание включается кнопкой SB1, напряжение с обмотки III сетевого трансформатора выпрямляется диодным мостом VD1, сглаживается конденсатором С2 и фильтром R5, СЗ, после чего используется для питания порогового устройства, собранного на транзисторах VT1 и VT2.

При этом транзистор VT1 заперт, a VT2 открыт, вследствие чего срабатывает электромагнитное реле К1. Контактами К1.1 блокируется кнопка SB1, а контактами К1.2 подается напряжение на аккумулятор с выпрямителя VD1, Rl, С1, питаемого обмоткой II сетевого трансформатора.

Запертое состояние транзистора VT1 сохраняется до тех пор, пока потенциал его эмиттера, равный падению напряжения на резисторе R5 за счет эмиттерного тока VT2, превышает потенциал движка переменного резистора R2, который стабилизирован терморезистором R4.

По мере заряда напряжение аккумуляторной батареи увеличивается, и поднимается потенциал базы VT1. Когда он превысит потенциал эмиттера VT1, этот транзистор откроется, благодаря чему запрется транзистор VT2.

Этот переброс происходит скачком благодаря положительной обратной связи через резистор R7. Запирание VT2 приводит к отпусканию реле. В результате контакты К1.2 отключают аккумулятор, а контактами К1.1 устройство отключается от электросети.

Таким образом, аккумулятор отключается, когда напряжение на нем достигнет величины, которая определяется положением движка потенциометра R2.

Сетевой трансформатор должен обеспечивать переменное напряжение на обмотке II 14 В, а на обмотке III — 12 В.

Диоды OY5061 и S32 можно заменить на Д7А. Селеновый выпрямитель В30 — на КД906А. Транзисторы BSY51 — на КТ503А. В схеме можно использовать электромагнитное реле РЭС9, паспорт РС4.524.202 (или РС4.529.029-02 согласно ГОСТ 16121-86).

Намоточных данных трансформатора и величины зарядного тока в статье не указаны. Судя по данным элементов схемы, устройство рассчитано на зарядку аккумуляторов током не более 200 мА.

При необходимости значительно большего зарядного тока следует наматывать обмотку II проводом соответствующего диаметра, уменьшить сопротивление резистора R1, а также использовать мощный диод VD1. Кроме того, контакты К1.

2 реле должны допускать работу при таком токе зарядки.

Закладка Постоянная ссылка.

Устройство разработано для зарядки 6 вольтовой герметичной свинцовой батареи  детского электромотоцикла, однако с минимальными изменениями его можно применить для зарядки других типов аккумуляторных батарей (АКБ), с любым напряжением, для которых условием  окончания заряда является достижение определённого уровня напряжения.

В данном устройстве заряд батареи прекращается при достижении напряжения на клеммах 7.3В. Заряд ведётся не стабилизированным током, ограниченным на уровне 0,1С резистором R6. Уровень напряжения, при котором устройство прекратит заряд, задаётся стабилитроном VD1 с точностью до десятых долей вольта.

«Сердцем» схемы является операционный усилителе (ОУ), включённый как компаратор, и подключённый инвертирующим входом к источнику образцового напряжения (цепочка R1-VD1), а не инвертирующим к АКБ.

Как только напряжение на АКБ превысит образцовое напряжение, компаратор переключится в единичное состояние, транзистор Т1 откроется и реле REL1 отключит АКБ от источника напряжения, одновременно подаст положительное напряжение на базу транзистора T1.

Таким образом Т1 окажется открытым и его состояние уже не будет зависеть от уровня напряжения на выходе компаратора. Сам компаратор охвачен положительной обратной связью (R7), что создаёт гистерезис и приводит к резкому, скачкообразному переключению выхода и открыванию транзистора.

Благодаря этому схема избавлена от недостатка подобных устройств с механическим реле, при котором реле издаёт неприятный дребезжащий звук из-за того, что контакты балансируют на границе переключения, но включение ещё не происходит. В случае отключения сетевого напряжения устройство возобновит работу, как только оно появится и не допустит перезаряда АКБ.

Устройство собрано из доступных деталей, начинает работать сразу, и не нуждается в настройке. Напряжение отключения зависит только от параметров стабилитрона. ОУ, указанный на схеме, может работать в диапазоне питающих напряжений от 3-х до 30 вольт и при подключении АКБ с другим напряжением, например 12V, необходимо подобрать стабилитрон на напряжение заряженной АКБ (14.4В).

Перечень элементов

Обозначение на схеме
Номинал / маркировка
Кол-во (шт.)

Tr1
Трансформатор 230/12V
1

VDS1
КЦ402А-E, КЦ405A-E
1

C1
1000 µF/25V
1

C2
0.1 µF/25V SMD 1206
1

R1
2,2 kΩ  SMD 1206
1

R2-R5
1 kΩ    SMD 1206
4

R6
24Ω 2W
1

R7
30  kΩ  SMD 1206
1

VD1
Д808*
1

VD2
КД521
1

VD3
IN5819
1

LED1
АЛ307
1

T1
2SC2366
1

Rel1
943-1C-12D
1

DA1
LM358 SMD
1

*Подобрать по напряжению стабилизации

Устройство собрано согласно схемы и рисунка печатной платы, проверено в работе.

Скачать печатную плату в формате LAY

Зарядное устройство

Устройство обеспечивает стабильный ток заряда, автоматически отключается  при достижении заданного напряжения на аккумуляторе. Схема работает так:

В течение нескольких секунд на аккумулятор подаётся зарядный ток, затем он автоматически отключается, примерно на 1 сек и производится замер ЭДС на аккумуляторе. 

Как правило ЭДС полностью заряженного никель – кадмиевого аккумулятора составляет 1,35V –  если  на аккумуляторе достигнута эта величина,  переключается компаратор и срабатывает RS триггер, отключающий зарядный  ток и включающий светодиод “Аккумулятор заряжен”.  

Зарядное устройство позволяет заряжать аккумуляторные батареи  с максимальным напряжением  до 18V.  Ток зарядки регулируется переменным резистором в пределах 10 – 200 мА, а  требуемое значение ЭДС аккумуляторной батареи, при которой зарядка прекращается  также устанавливается переменным резистором.

Во время протекания зарядного тока периодически мигает светодиод “Заряд”.  

Выходной транзистор необходимо установить на небольшой радиатор, площадь которого зависит от величины требуемого тока заряда и напряжения аккумуляторной батареи. 

На ось переменных резисторов желательно насадить ручки с указателями, и с помощью мультиметра произвести калибровку с нанесением рисок на лицевой панели устройства. 

Простое автоматическое зарядное устройство

Малогабаритное автоматическое зарядное устройство (АЗУ), предназначено для зарядки аккумуляторных батарей напряжением 12 вольт.
Устройство рассчитано на непрерывную круглосуточную работу с питанием от сети напряжением 220V, зарядка осуществляется малым импульсным током (0.1-0.15 А).

При правильном подключении аккумулятора должен загореться зеленый индикатор устройства. Отсутствие свечения зеленого светодиода говорит о полном заряде аккумуляторной батареи или об обрыве линии. При этом загорается красный индикатор устройства (светодиод).

 
В устройстве предусмотрена защита от:
•    Короткого замыкания в линии;
•    Короткого замыкания в самом аккумуляторе.
•    Неправильного подключения полярности аккумулятора;

Наладка заключается в подборе сопротивлений R2(1.8к) и R4(1.2к) при напряжении на аккумуляторе 14,4V до исчезновения свечения зеленого светодиода.

*Источник: http://cxema.my1.ru/ 

Устройство для заряда аккумуляторов сотовых телефонов

На рисунке представлена схема устройства для заряда сотовых телефонов на никель-металлогидридных (Ni-MH) и литиевых (Li-ion) аккумуляторах номинальным напряжением 3,6—3,8V с индикацией состояния и автоматической регулировкой выходного тока.

Для изменения значений выходного тока и напряжения, необходимо изменить номиналы элементов VD4, R5, R6. Первоначальный ток зарядного устройства 100 мА, это значение определяет­ся выходным напряжением вторичной обмотки трансформатора Тр1 и величиной сопротивления резистора R2.

Оба эти параметра можно корректировать, подбирая понижающий трансформатор или сопротивление ограничивающего резистора.Напряжение сети 220V понижается трансформатором Тр1 до 10V на вторичной обмотке, затем выпрямляется диодным мостом VD1 и сглаживается конденсатором С1.

Выпрямленное напряжение через токоограничивающий резистор R2 и усилитель тока на транзисторах VT2, VT3 поступает через разъем XI на аккумулятор сотового телефона и заряжает его минимальным током. При этом свечение светодиода HL1 свидетельствует о наличии зарядного тока в цепи.

Если данный светодиод не светится, то это значит, что аккумулятор заряжен полностью, или в цепи зарядки нет контакта с нагрузкой (аккумулятором).Свечение второго индикаторного светодиода HL2 в самом начале процесса зарядки не заметно, т. к.

напряжения на выходе зарядного устройства недостаточно для открывания транзисторного ключа VT1. В это же самое время составной транзистор VT2, VT3 находится в режиме насыщения, и зарядный ток присутствует в цепи (протекает через аккумулятор).

Когда напряжение на контактах аккумулятора достигнет значения 3,8V, что говорит о полностью заряженном аккумуляторе, стабилитрон VD2 открывается, транзистор VT1 также открывается и светодиод HL2 загорается, а транзисторы VT2, VT3 соответственно закрываются и зарядной ток в цепи питания аккумулятора (XI) уменьшается почти до нуля.

Налаживание. Налаживание сводится к установке максимального зарядного тока и напряжения на выходе устройства, при котором светится светодиод HL2.Для этого потребуются два однотипных аккумулятора для сотового телефона с номинальным напряже­нием 3,6—3,8V.

Один аккумулятор полностью разряженный, а другой соответственно полностью заряженный штатным зарядным устройством.

Максимальный ток устанавливается опытным путем:К выходу зарядного устройства (точки А и Б, разъема XI) через включенный последовательно миллиамперметр постоянного тока подключают заведомо разряженный сотовый телефон который после длительной эксплуатации выключился сам из-за разряженной аккумуляторной батареи, и подбором сопротивления резистора R2 выставляют ток 100 мА.Для этой цели удобно использовать стрелочный миллиамерметр с током полного отклонения 100 мА, применять цифровой тестер нежелательно из-за инерции считывания и индикации показаний.После этого (предварительно отключив зарядное устройство от сети переменного тока) эмиттер транзистора VT3 отпаивают от других элементов схе­мы и вместо “севшего” аккумулятора к точкам А и Б на схеме подключают нормально заряженный аккумулятор (для этого переставляют аккумуляторы в одном и том же телефоне). Теперь подбором сопротивления резисторов R5 и R6 добиваются зажигания светодиода HL2.

После этого эмиттер транзистора VT3 подключают обратно к другим элементам схемы.

О деталях Трансформатор Тр1 любой, рассчитанный на питание от сети 220V 50 Гц и вторичной обмоткой, выдающей напряжение 10 – 12V.Транзисторы VT1, VT2 типа КТ315Б – КТ315Е, КТ3102А – КТ3102Б, КТ503А – КТ503В, КТ3117А или аналогичные по электрическим характеристикам.Транзистор VT3 — из серий КТ801, КТ815, КТ817, КТ819 с любым буквенным индексом.

Необходимости в установке этого транзистора на теплоотвод нет.Все постоянные резисторы (кроме R2) типа МЛТ-0,25, MF-25 или аналогичные, R2 — мощностью 1 Вт.Оксидный конденсатор С1 типа К50-24, К50-29 или аналогичный на рабочее напряжение не ниже 25V.Светодиоды HL1, HL2 типа АЛ307БМ или другие (для индикации состояния различными цветами), рассчитанные на ток 5—12 мА.

Диодный мост VD1 — любой из серии КЦ402, КЦ405, КЦ407.

Стабилитрон VD2 определяет напряжение, при котором зарядной ток устройства уменьшится почти до нуля. В данном варианте необходим стабилитрон с напряжением стабилизации (открывания) 4,5—4,8V.

Указанный на схеме стабилитрон можно заменить на КС447А или составить из двух стабилитронов на меньшее напряжение, включив их последовательно.

Кроме того, порог автоматического отключения режима зарядки устройства можно корректировать изменением сопротивления делителя напряжения, состоящего из резисторов R5 и R6.

Кашкаров А. П. «Электронные самоделки» — Спб.: БХВ-Петербург, 2007, стр.32.

http://istochnikpitania.ru/index.files/Electronic_sxem.files/Electronic_sxem45.htm

Простые схемы зарядных устройств. 

Сейчас на рынке имеется множество сложных устройств, для зарядки аккумуляторов токами различной формы и амплитуды с системами контроля зарядного процесса, однако на практике эксперименты с различными схемами зарядных устройств подводят нас к простому выводу, что всё гораздо проще.

Зарядный ток 10% от ёмкости АКБ подходит как для NiCd, так и для Li-Ion аккумуляторов. И чтобы полностью зарядить аккумулятор, ему надо дать время зарядки около 10 – 12 часов.

Например, когда нам нужно зарядить пальчиковый аккумулятор на 2500 мА, нужно выбрать ток 2500/10 = 250 мА и заряжать им его в течении 12 часов. 

Схемы нескольких таких зарядных устройств показаны ниже:

Устройство, не содержащее трансформатора изображенное на рис. 2, позволяет заряжать, как один аккумулятор, так и батарею из нескольких аккумуляторных элементов, зарядный ток при этом изменяется незначительно.

В качестве диодов D1 – D7 используются диоды КД105 или аналогичные. Светодиод D8 – АЛ307 или подобный, желаемого цвета свечения. Диоды D1 – D4 могут быть заменены на диодную сборку. Резистором R3 подбирают необходимую яркость свечения светодиода.

Емкость конденсатора С1, задающего необходимый зарядный ток рассчитывается по формуле:

C1= 3128/А,
А = V – R2,
V = (220 – Uедс) / J:  Где: C1 в мкФ; Uедс – напряжение на аккумуляторной батарее в V; J – необходимый зарядный ток в А.

Например, рассчитаем емкость конденсатора для зарядки батареи из 8 аккумуляторов емкостью 700mAh.

Зарядный ток (J) будет составлять 0.1 емкости аккумулятора – 0.07А,  Uедс 1.2 х 8 =9.6V.

Следовательно, V = (220 – 9.6) / 0.07 = 3005.7, далее А = 3005.7 – 200 = 2805.7.

Емкость конденсатора составит С1 = 3128 / 2805.7 = 1.115 мкФ, ближайший номинал – 1мкФ.

Рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 400V. Рассеиваемая мощность резистора R2 определяется величиной зарядного тока. Для зарядного тока 0.07А она будет 0.98 Вт (P= JxJxR). Выбираем резистор с рассеиваемой мощностью 2 Вт.

Зарядное устройство не боится коротких замыканий. После сборки зарядного устройства можно проверить зарядный ток, подключив вместо аккумуляторной батареи амперметр.

Если аккумуляторная батарея подключена с нарушением полярности, то еще до включения зарядного устройства в электрическую сеть светодиод D8 будет светиться.

После подключения устройства к электрической сети светодиод сигнализирует о прохождении зарядного тока через аккумуляторную батарею.

Показанное на рис. 3 устройство позволяет заряжать одновременно четыре аккумулятора Д-0,26 током 26 мА в течение 12…14 часов.

Рис.3

Избыточное напряжение сети 220V гасится за счет реактивного сопротивления конденсаторов (Хс).

Используя эту электрическую схему и зная рекомендуемый для конкретного типа аккумуляторов ток заряда (Iз), по приводимым ниже формулам можно определить емкость конденсаторов С1, С2 (суммарно С=С1+С2) и выбрать тип стабилитрона VD2 так, чтобы напряжение его стабилизации превышало напряжение заряженных аккумуляторов примерно на 0,7V.

Тип стабилитрона зависит только от количества одновременно заряжаемых аккумуляторов, так, например, для заряда трех элементов Д-0,26 или НКГЦ-0,45 необходимо применять стабилитрон VD2 типа КС456А. Пример расчета приведен для аккумуляторов Д-0,26 с зарядным током 26мА.

В зарядном устройстве применяются резисторы типа МЛТ или С2-23, конденсаторы С1 и С2 типа К73-17В на рабочее напряжение 400V. Резистор R1 может иметь номинал 330…620 кОм, он обеспечивает разряд конденсаторов после отключения устройства.

Светодиод HL1 можно использовать любой, при этом подобрав резистор R3 так, чтобы он светился достаточно ярко. Диодная матрица VD1 заменяется четырьмя диодами КД102А.

Индикация наличия напряжения в цепи заряда осуществляется светодиодом HL1, диод VD3 позволяет предотвратить разряд аккумулятора через цепи зарядного устройства при отключении его от сети 220V.

При заряде аккумуляторов НКГЦ-0,45 током 45мА резистор R3 необходимо уменьшить до величины, при которой светодиод светится полной яркостью.

Схема зарядного устройства (рис. 4) предназначена для заряда аккумуляторов типа НКГЦ-0,45 (НКГЦ-0,5). Заряд производится током 40…45 мА в течение одной полуволны сетевого напряжения, в течение второй полуволны, диод закрыт и на элемент G1 зарядный ток не поступает.

Рис. 4

Для индикации наличия сетевого напряжения используется миниатюрная лампа HL1 типа СМН6.3-20 или аналогичная.

При правильной сборке устройств настройка не требуется. Емкость конденсатора считаем по формуле: С1 (в мкФ)= 14.8* ток зарядки (в А)

Если нужен ток 2А, то 14.8*2=29.6 мкФ. Берем конденсатор эмкостью 30мкФ и получаем ток заряда 2 Ампера. Резистор, для разряда конденсатора.

Схема зарядного устройства, приведенная на следующем рисунке, представляет собой простейший стабилизатор тока. Зарядный ток регулируется с помощью переменного резистора в пределах от 10 до 500 мА.

В устройстве можно применить любые диоды способные выдержать зарядный ток.

Напряжение питания должно быть на 30% больше максимального напряжения заряжаемой батареи.

Приставка для автоматического отключения зарядного устройства

В статье описана приставка, предназначенная для совместной работы с зарядным устройством, не имеющим функции отключения от сети по окончании зарядки аккумуляторной батареи.

Эта приставка должна заинтересовать, в первую очередь, тех автолюбителей, которые, имея простейшее зарядное устройство заводского изготовления или самодельное, хотели бы с минимальными затратами времени и средств обеспечить автоматизацию зарядного процесса.

Известно, что напряжение на выводах заряжаемой стабильным током кислотнo-свинцовой аккумуляторной батареи почти перестает увеличиваться, как только она получит полный заряд.

С этого момента практически вся поступающая на батарею энергия расходуется только на электролиз и нагревание электролита. Таким образом, в момент прекращения увеличения зарядного напряжения можно было бы отключать зарядное устройство от сети.

Инструкция по эксплуатации автомобильных аккумуляторных батарей [1] рекомендует, правда, продолжать зарядку в таком режиме еще два часа. Именно так работает автоматическое зарядное устройство, описанное мною ранее [2].

Однако практика показывает, что эта дозарядка действительно необходима только при ежегодном проведении контрольно-профилактического зарядноразрядного цикла с целью определения технического состояния батареи.

В повседневной эксплуатации вполне достаточно выдержать батарею под неизменным напряжением в течение 15…30 мин. Такой подход позволяет значительно упростить автоматическое зарядное устройство без заметного влияния на полноту зарядки батареи.

Если же заряжать батарею нестабилизированным током, то вместе с плавным увеличением зарядного напряжения (выраженным слабее, чем в первом случае) происходит уменьшение тока зарядки.

Свидетельством полной заряженности батареи служит прекращение изменения и напряжения, и тока.

Этот принцип и положен в основу работы предлагаемой приставки.

Она содержит компаратор, на один из входов которого подано напряжение, пропорционально увеличивающееся при увеличении зарядного напряжения на батарее (и уменьшающееся при уменьшении) и одновременно пропорционально уменьшающееся при увеличении (увеличивающееся при уменьшении) зарядного тока.

На второй вход подано то же самое напряжение, что и на первый, но со значительной задержкой во времени.

Иначе говоря, пока будет увеличиваться напряжение на батарее и (или) уменьшаться ток зарядки, значение напряжения на втором входе компаратора будет меньше значения напряжения на первом, и эта разность пропорциональна скорости изменения зарядного напряжения и тока. Когда напряжение на батарее и ток зарядки стабилизируются (что будет свидетельствовать о полной заряженности батареи), значения напряжения на входах компаратора сравняются, он переключится и даст сигнал на отключение зарядного устройства. Эта идея заимст­вована из [3].

Приставка выполнена на широко распространенных элементах. Максимальный рабочий ток равен 6 А, однако при не­обходимости его можно легко увеличить.

Принципиальная схема приставки изображена на рис. 1.

Устройство состоит из входного ОУ da1, двух компараторов напряжения на ОУ da2.1, da2.

2, двувходового электронного реле vt1 – vt3, К1 и блока питания, состоящего из сетевого трансформатора Т1, диодов vd1-vd4, сглаживающего конденсатора С6 и параметрического стабилизатора напряжения vd5r19.

Выход зарядного устройства подключают к зажимам Х1, Х3, а заряжаемую батарею – к зажимам Х2, Х3. Сетевую вилку зарядного устройства включают в розетку Х5 приставки.

При нажатии на кнопку sb1 напряжение сети поступает к зарядному устройству и на сетевую обмотку i трансформатора Т1 приставки. Нестабилизированным напряжением с диодного моста vd1-vd4 питается электронное реле, а выходным напряжением параметрического стабилизатора – микросхема da2 (da1 питается от зарядного устройства). Начинается зарядка аккумуляторной батареи.

Падение напряжения, создаваемое током зарядки на резисторе r1, поступает на вход ОУ da1, включенного по схеме инвертирующего усилителя. Напряжение на его выходе при уменьшении тока зарядки будет увеличиваться. С другой стороны, выходное напряжение ОУ пропорционально его напряжению питания.

А поскольку усилитель питается непосредственно с заряжаемой батареи, то выходное напряжение ОУ будет функцией как напряжения на зажимах заряжаемой батареи, так и тока зарядки.

Такое построение приставки дало возможность использовать ее совместно с самыми разными зарядными устройствами, в том числе и простейшими.

К выходу ОУ подключен ФНЧ r4c2, с которого напряжение через интегрирующие цепи r7c3 и r5r6r8c4 поступает на входы компаратора, выполненного на ОУ da2.2. Цепь r8c4 имеет постоянную времени, во много раз большую, чем цепь r7c3, поэтому напряжение на неинвертирующем входе этого компаратора будет меньше, чем на инвертирующем, и на выходе установится низкий уровень.

Компаратор на ОУ da2.

1 представляет собой обычное пороговое устройство, на инвертирующий вход которого подано образцовое напряжение с резистивного делителя r15r16, а на неинвертирующий – с делителя r11r12r13, подключенного к заряжаемой аккумуляторной батарее.

Компаратор переключается при достижении на батарее напряжения 14,4 В и служит для исключения возможности преждевременного отключения зарядного устройства в условиях незначительной динамики изменения напряжения на батарее.

В результате, пока напряжение на заряжаемой батарее не достигнет указанного значения, приставка не отключит зарядное устройство, даже если переключился компаратор da2.2.

Такая ситуация возможна при установке заниженного значения зарядного тока и, как следствие, при очень медленном изменении зарядных напряжения и тока. Первоначально на выходе компаратора da2.

1 также действует напряжение низкого уровня.

Выходы обоих компараторов через резистивные делители r17r18 и r20r21 соединены с базами транзисторов vt2 и vt1. Таким образом, при нажатии на кнопку sb1 эти транзисторы остаются закрытыми, a vt3 открывается. Срабатывает реле К1 и контактами К1.1 блокирует контакты кнопки. Приставка остается включенной после отпускания кнопки.

Поскольку транзисторы vt1 и vt2 включены по логической схеме И, они открываются только при высоком уровне напряжения одновременно на выходе компараторов da2.1, da2.2. Это может произойти только тогда, когда батарея будет полностью заряжена. При этом транзистор vt3 закрывается и реле К1 отпускает якорь, размыкая цепь питания приставки и зарядного устройства.

На рис. 2 показаны графики изменения напряжения на входах компаратора da2.2, а также зарядного тока в процессе дозарядки аккумуляторной батареи 6СТ-60 с помощью простейшего зарядного устройства с нестабилизированным током зарядки. Первоначальная степень заряженности батареи – около 75 %.

В случае, когда приставка будет работать в условиях сильных помех, цепь питания ОУ da2 следует шунтировать керамическим конденсатором емкостью 0,1 мкФ.

Приставка отличается пониженной чувствительностью к колебаниям напряжения сети. Если оно, например, увеличивается, то увеличивается и напряжение на заряжаемой батарее, но одновременно увеличится и ток зарядки. В результате напряжение на выходе ОУ da1 изменится незначительно.

Приставка смонтирована в металлической коробке размерами 140x100x70 мм. На ее лицевой панели размещены зажимы Х1-Х3, предохранитель fu1 и розетка Х5.

Большая часть деталей приставки размещена на печатной плате размерами 76×60 мм, выполненной из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы изображен на рис. 3.

Трансформатор Т1 и реле К1 смонтированы отдельно рядом с платой. Резистор r1 припаян непосредственно к зажимам Х1, Х2.

Резистор r1 составлен из двух параллельно соединенных резисторов С5-16В сопротивлением по 0,1 Ом и номинальной мощностью рассеяния 1 Вт; остальные постоянные – МЛТ. Подстроечные резисторы r9, r12 – СПЗ-16в.

Конденсатор С1 – КМ5, остальные – К50-35. Конденсатор С4 желательно перед установкой на плату подвергнуть тренировке, подключив его на несколько часов к источнику постоянного напряжения 10…12 В.

Вместо КД105Б можно использовать диоды КД106А, а вместо КД522Б – любой из серии КД521. Стабилитрон vd5 – любой маломощный с напряжением стабилизации 11… 13 В.

Транзисторы КТ3102Б заменимы любыми маломощными соответствующей структуры со статическим коэффициентом передачи тока базы не менее 50, а при замене транзистора vt3 следует ориентироваться на ток срабатывания имеющегося реле К1. При выборе замены ОУ К553УД2 необходимо учитывать, что не все операционные усилители допускают работу с входным напряжением, равным питающему.

В приставке использован готовый маломощный сетевой трансформатор с переменным напряжением вторичной обмотки 14 В при токе нагрузки до 120 мА. Реле К1 – РМУ, паспорт РС4.523.303, но подойдет любое с напряжением срабатывания 12…14 В, контакты которого рассчитаны на коммутацию переменного напряжения 220 В при токе 0,3…0,5 А.

Для налаживания приставки потребуются стабилизированный источник напряжения, регулируемого в пределах 10… 15 В, и цифровой вольтметр с пределом измерения 20 В. Сначала движок резистора r12 устанавливают в нижнее, a r9 – в левое по схеме положение. К зажимам Х1 и Х3 подключают источник, устанавливают на его выходе напряжение 14,4 В и включают приставку в сеть.

Нажимают на кнопку sb1, при этом должно сработать реле К1. Убеждаются в том, что на выходах ОУ da2.1 и da2.2 (выводы 10 и 12) присутствует низкий уровень напряжения (1,3… 1,5 В). Затем измеряют напряжение на выходе ОУ da1 (вывод 10). Оно должно быть примерно равным напряжению подключенного источника питания.