Es gibt eine Vielzahl von Schaltungen und Designs, mit denen wir eine Autobatterie laden können. In diesem Artikel werden wir nur einige davon betrachten, aber die interessantesten und einfachsten

Als Grundlage für dieses Autoladegerät nehmen wir eine der einfachsten Schaltungen, die ich im Internet finden konnte; zunächst gefiel mir, dass der Transformator von einem alten Fernseher ausgeliehen werden kann

Wie oben schon erwähnt, habe ich den teuersten Teil des Ladegeräts aus dem Netzteil des Record-Fernsehers genommen; es stellte sich heraus, dass es sich um den TS-160-Netztransformator handelte, der besonders gut gefiel; auf ihm war ein Schild mit allen möglichen Spannungen und Strömen angebracht . Ich habe eine Kombination mit dem maximalen Strom gewählt, d.h. von der Sekundärwicklung habe ich 6,55 V bei 7,5 A genommen

Aber wie Sie wissen, benötigt das Laden einer Autobatterie 12 Volt, also schalten wir einfach zwei Wicklungen mit den gleichen Parametern in Reihe (9 und 9" und 10 und 10"). Und am Ausgang erhalten wir 6,55 + 6,55 = 13,1 V Wechselspannung. Um es zu begradigen, müssen Sie eine Diodenbrücke zusammenbauen. Aufgrund der hohen Stromstärke sollten die Dioden jedoch nicht schwach sein. (Sie können ihre Parameter in sehen). Ich habe die von der Schaltung empfohlenen heimischen D242A-Dioden genommen

Aus dem Elektrotechnikstudium wissen wir, dass eine entladene Batterie eine niedrige Spannung hat, die beim Laden ansteigt. Bezogen auf die Stromstärke zu Beginn des Ladevorgangs wird diese sehr hoch sein. Durch die Dioden fließt ein großer Strom, der zu einer Erwärmung der Dioden führt. Um sie nicht zu verbrennen, müssen Sie daher einen Heizkörper verwenden. Der einfachste Weg, einen Kühler zu verwenden, besteht darin, das Gehäuse eines nicht funktionierenden Netzteils von einem Computer zu verwenden. Um zu verstehen, in welchem ​​Stadium sich die Batterie auflädt, verwenden wir ein Amperemeter, das wir in Reihe schalten. Wenn der Ladestrom auf 1A sinkt, betrachten wir den Akku als vollständig geladen. Entfernen Sie die Sicherung nicht aus dem Stromkreis. Andernfalls wird Ihr Leistungstransformator abgeschaltet, wenn die Sekundärwicklung schließt (was manchmal passieren kann, wenn eine der Dioden kurzschließt).

Das im Folgenden besprochene einfache selbstgebaute Ladegerät hat große Grenzen für die Regulierung des Ladestroms bis zu 10 A und eignet sich hervorragend zum Laden verschiedener Starterbatterien von Batterien, die für eine Spannung von 12 V ausgelegt sind, d. h. es ist für die meisten modernen Autos geeignet.

Der Ladekreis besteht aus einem Triac-Regler mit einer zusätzlichen Diodenbrücke und den Widerständen R3 und R5.

Gerätebedienung Wenn bei einer positiven Halbwelle Strom angelegt wird, wird der Kondensator C2 über die Schaltung R3 – VD1 – R1 und R2 – SA1 geladen. Bei einer negativen Halbwelle wird der Kondensator C2 über die Diode VD2 geladen, lediglich die Ladepolarität ändert sich. Wenn der Schwellenladezustand erreicht ist, blinkt am Kondensator eine Neonlampe und der Kondensator wird über ihn und die Steuerelektrode des VS1-Smistors entladen. In diesem Fall bleibt dieser für die verbleibende Zeit bis zum Ende der Halbzeit geöffnet. Der beschriebene Vorgang ist zyklisch und wiederholt sich in jedem Halbzyklus des Netzwerks.

Der Widerstand R6 dient zur Erzeugung von Entladestromimpulsen, was die Batterielebensdauer erhöht. Der Transformator muss an der Sekundärwicklung eine Spannung von 20 V bei einem Strom von 10 A liefern. Der Triac und die Dioden müssen auf dem Strahler platziert werden. Es empfiehlt sich, auf der Frontplatte den Widerstand R1 zur Regelung des Ladestroms anzubringen.

Stellen Sie beim Aufbau der Schaltung zunächst mit dem Widerstand R2 die erforderliche Ladestrombegrenzung ein. Ein 10-A-Amperemeter wird in den offenen Stromkreis eingeführt, dann wird der Griff des variablen Widerstands R1 in die äußerste Position und der Widerstand R2 in die entgegengesetzte Position gebracht und das Gerät an das Netzwerk angeschlossen. Stellen Sie durch Drehen des Knopfes R2 den gewünschten Wert des maximalen Ladestroms ein. Schließlich wird die Skala des Widerstands R1 in Ampere kalibriert. Es ist zu beachten, dass beim Laden einer Batterie der durch sie fließende Strom bis zum Ende des Vorgangs um durchschnittlich 20 % abnimmt. Daher sollten Sie vor Beginn des Betriebs den Anfangsstrom etwas höher als den Nennwert einstellen. Das Ende des Ladevorgangs wird mit einem Voltmeter ermittelt – die Spannung der abgeklemmten Batterie sollte 13,8 – 14,2 V betragen.

Automatisches Autoladegerät- Der Schaltkreis schaltet den Akku zum Laden ein, wenn seine Spannung auf einen bestimmten Wert absinkt, und schaltet ihn aus, wenn er das Maximum erreicht. Die maximale Spannung für Säure-Autobatterien beträgt 14,2...14,5 V und die minimal zulässige Spannung während der Entladung beträgt 10,8 V

Automatische Spannungspolaritätsumschaltung für Ladegerät- zum Laden von Zwölf-Volt-Autobatterien konzipiert. Sein Hauptmerkmal ist, dass es den Anschluss einer Batterie mit beliebiger Polarität ermöglicht.

Automatisches Ladegerät- Die Schaltung besteht aus einem Stromstabilisator am Transistor VT1, einem Steuergerät am Komparator D1, einem Thyristor VS1 zur Zustandsfestlegung und einem Schlüsseltransistor VT2, der den Betrieb des Relais K1 steuert

Wiederherstellen und Laden einer Autobatterie- Wiederherstellungsmethode mit „asymmetrischem“ Strom. In diesem Fall wird das Verhältnis von Lade- und Entladestrom zu 10:1 gewählt (optimaler Modus). In diesem Modus können Sie nicht nur sulfatierte Batterien wiederherstellen, sondern auch vorbeugende Behandlungen wartungsfähiger Batterien durchführen.

Verfahren zur Wiederherstellung von Säurebatterien mit Wechselstrom- Die Technologie zur Wiederherstellung von Bleibatterien mit Wechselstrom ermöglicht eine schnelle Reduzierung des Innenwiderstands auf den Werkswert bei leichter Erwärmung des Elektrolyten. Die positive Halbwelle des Stroms wird beim Laden von Batterien mit leichter Betriebssulfatierung vollständig genutzt, wenn die Leistung des Ladestromimpulses ausreicht, um die Platten wiederherzustellen.

Wenn Sie eine Gel-Batterie in Ihrem Auto haben, stellt sich die Frage, wie Sie diese laden können. Daher schlage ich diese einfache Schaltung auf dem L200C-Chip vor, bei der es sich um einen herkömmlichen Spannungsstabilisator mit einem programmierbaren Ausgangsstrombegrenzer handelt. R2-R6 – Stromeinstellwiderstände. Es empfiehlt sich, die Mikroschaltung auf einem Heizkörper zu platzieren. Der Widerstand R7 regelt die Ausgangsspannung von 14 bis 15 Volt.

Wenn Sie Dioden in einem Metallgehäuse verwenden, müssen diese nicht am Kühler installiert werden. Wir wählen einen Transformator mit einer Ausgangsspannung an der Sekundärwicklung von 15 Volt.

Eine recht einfache Schaltung, die für einen Ladestrom von bis zu zehn Ampere ausgelegt ist, kommt mit Batterien aus einem Kamaz-Fahrzeug gut zurecht.

Blei-Säure-Batterien sind für die Betriebsbedingungen von entscheidender Bedeutung. Einer dieser Zustände ist das Laden und Entladen der Batterie. Übermäßige Ladung führt zum Sieden des Elektrolyten und zu zerstörerischen Prozessen in den positiven Platten. Bei hohem Ladestrom verstärken sich diese Prozesse

Es werden mehrere einfache Schaltungen zum Laden von Autobatterien betrachtet.

Die in diesem Artikel beschriebene Schaltung eines automatischen Ladegeräts für Autobatterien ermöglicht das Laden der Batterie in einem Auto im Automatikmodus, d. h. die Schaltung schaltet die Batterie am Ende des Ladevorgangs automatisch ab.

Manchmal ist es notwendig, die Batterie weit weg von einer ruhigen und gemütlichen Garage aufzuladen, aber es findet keine Aufladung statt. Es spielt keine Rolle, versuchen wir, es aus dem zu formen, was war. Für den einfachsten Ladevorgang benötigen wir beispielsweise eine Glühbirne und eine Diode.

Sie können jede Glühlampe nehmen, allerdings mit einer Spannung von 220 Volt, allerdings muss die Diode leistungsstark und für einen Strom von bis zu 10 Ampere ausgelegt sein, daher ist es am besten, sie auf einem Heizkörper zu installieren.

Um den Ladestrom zu erhöhen, kann die Lampe durch eine leistungsstärkere Last, beispielsweise eine Elektroheizung, ersetzt werden.

Unten sehen Sie ein Diagramm eines etwas komplexeren Ladekreises, dessen Last ein Heizkessel, ein Elektroherd oder dergleichen ist.

Die Diodenbrücke kann von einem alten Computer-Netzteil ausgeliehen werden. Verwenden Sie jedoch keine Schottky-Dioden, da diese zwar recht leistungsstark sind, ihre Sperrspannung jedoch etwa 50-60 Volt beträgt und sie daher sofort durchbrennen.

Das Foto zeigt ein selbstgebautes Automatikladegerät zum Laden von 12-V-Autobatterien mit einem Strom von bis zu 8 A, montiert in einem Gehäuse aus einem B3-38-Millivoltmeter.

Warum müssen Sie Ihre Autobatterie aufladen?
Ladegerät

Die Batterie im Auto wird über einen elektrischen Generator aufgeladen. Um elektrische Geräte und Geräte vor der erhöhten Spannung zu schützen, die ein Autogenerator erzeugt, ist dahinter ein Relaisregler eingebaut, der die Spannung im Bordnetz des Autos auf 14,1 ± 0,2 V begrenzt. Um die Batterie vollständig aufzuladen, ist eine Spannung erforderlich von mindestens 14,5 IN erforderlich.

Daher ist es unmöglich, die Batterie vollständig über einen Generator aufzuladen, und vor dem Einsetzen der Kälte muss die Batterie über ein Ladegerät aufgeladen werden.

Analyse von Ladekreisen

Das Schema, aus einem Computer-Netzteil ein Ladegerät herzustellen, sieht attraktiv aus. Die Strukturdiagramme von Computer-Netzteilen sind die gleichen, aber die elektrischen sind unterschiedlich, und für die Modifikation sind hohe Qualifikationen im Bereich Funktechnik erforderlich.

Mich interessierte die Kondensatorschaltung des Ladegeräts, der Wirkungsgrad ist hoch, es erzeugt keine Wärme, es liefert einen stabilen Ladestrom unabhängig vom Ladezustand der Batterie und Schwankungen im Versorgungsnetz und hat keine Angst vor der Leistung Kurzschlüsse. Aber es hat auch einen Nachteil. Wenn während des Ladevorgangs der Kontakt zur Batterie verloren geht, erhöht sich die Spannung an den Kondensatoren um ein Vielfaches (Kondensatoren und Transformator bilden einen Resonanzschwingkreis mit der Frequenz des Netzes) und sie brechen durch. Es musste nur dieser eine Nachteil beseitigt werden, was mir auch gelungen ist.

Das Ergebnis war eine Ladeschaltung ohne die oben genannten Nachteile. Seit mehr als 16 Jahren lade ich damit alle 12 V-Säure-Batterien. Das Gerät funktioniert einwandfrei.

Schematische Darstellung eines Autoladegeräts

Trotz seiner scheinbaren Komplexität ist der Schaltkreis eines selbstgebauten Ladegeräts einfach und besteht nur aus wenigen vollständigen Funktionseinheiten.

Wenn Ihnen die zu wiederholende Schaltung kompliziert erscheint, können Sie eine weitere zusammenbauen, die nach dem gleichen Prinzip funktioniert, jedoch ohne die automatische Abschaltfunktion, wenn der Akku vollständig aufgeladen ist.

Strombegrenzungsschaltung an Ballastkondensatoren

Bei einem Kondensator-Autoladegerät wird die Regulierung der Größe und Stabilisierung des Batterieladestroms durch die Reihenschaltung der Ballastkondensatoren C4-C9 mit der Primärwicklung des Leistungstransformators T1 sichergestellt. Je größer die Kapazität des Kondensators ist, desto größer ist der Ladestrom der Batterie.

In der Praxis handelt es sich hierbei um eine Vollversion des Ladegeräts; man kann einen Akku nach der Diodenbrücke anschließen und laden, allerdings ist die Zuverlässigkeit einer solchen Schaltung gering. Wenn der Kontakt zu den Batteriepolen unterbrochen wird, können die Kondensatoren ausfallen.

Die Kapazität der Kondensatoren, die von der Größe des Stroms und der Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators abhängt, kann durch die Formel näherungsweise bestimmt werden, einfacher ist es jedoch, anhand der Daten in der Tabelle zu navigieren.

Um den Strom zu regulieren und die Anzahl der Kondensatoren zu reduzieren, können diese in Gruppen parallel geschaltet werden. Meine Umschaltung erfolgt über einen Zwei-Stab-Schalter, man kann aber auch mehrere Kippschalter einbauen.

Schutzschaltung
durch falschen Anschluss der Batteriepole

Die Schutzschaltung gegen Verpolung des Ladegeräts bei falschem Anschluss der Batterie an die Klemmen erfolgt über das Relais P3. Wenn die Batterie falsch angeschlossen ist, lässt die Diode VD13 keinen Strom durch, das Relais ist stromlos, die Kontakte des Relais K3.1 sind geöffnet und es fließt kein Strom zu den Batterieklemmen. Bei korrektem Anschluss wird das Relais aktiviert, die Kontakte K3.1 geschlossen und die Batterie an den Ladekreis angeschlossen. Diese Verpolungsschutzschaltung kann mit jedem Ladegerät verwendet werden, sowohl mit Transistoren als auch mit Thyristoren. Es reicht aus, es an die Unterbrechung der Kabel anzuschließen, mit denen der Akku an das Ladegerät angeschlossen ist.

Schaltung zur Messung von Strom und Spannung beim Batterieladen

Dank des Schalters S3 im obigen Diagramm ist es beim Laden des Akkus möglich, nicht nur die Menge des Ladestroms, sondern auch die Spannung zu steuern. In der oberen Stellung von S3 wird der Strom gemessen, in der unteren Stellung wird die Spannung gemessen. Wenn das Ladegerät nicht an das Stromnetz angeschlossen ist, zeigt das Voltmeter die Batteriespannung und beim Laden der Batterie die Ladespannung an. Als Kopf wird ein M24-Mikroamperemeter mit elektromagnetischem System verwendet. R17 umgeht den Kopf im Strommessmodus und R18 dient als Teiler bei der Spannungsmessung.

Automatische Abschaltschaltung des Ladegeräts
wenn der Akku vollständig geladen ist

Um den Operationsverstärker mit Strom zu versorgen und eine Referenzspannung zu erzeugen, wird ein 9-V-Stabilisatorchip vom Typ DA1 142EN8G verwendet. Diese Mikroschaltung wurde nicht zufällig ausgewählt. Wenn sich die Temperatur des Mikroschaltungskörpers um 10 °C ändert, ändert sich die Ausgangsspannung um nicht mehr als Hundertstel Volt.

Das System zum automatischen Abschalten des Ladevorgangs, wenn die Spannung 15,6 V erreicht, ist auf der Hälfte des A1.1-Chips untergebracht. Pin 4 der Mikroschaltung ist mit einem Spannungsteiler R7, R8 verbunden, von dem ihm eine Referenzspannung von 4,5 V zugeführt wird. Pin 4 der Mikroschaltung ist über die Widerstände R4-R6 mit einem anderen Teiler verbunden, Widerstand R5 ist ein Abstimmwiderstand Stellen Sie die Betriebsschwelle der Maschine ein. Der Wert des Widerstands R9 legt die Einschaltschwelle des Ladegeräts auf 12,54 V fest. Durch den Einsatz der Diode VD7 und des Widerstands R9 wird die notwendige Hysterese zwischen Ein- und Ausschaltspannung der Batterieladung gewährleistet.

Das Schema funktioniert wie folgt. Beim Anschließen einer Autobatterie an ein Ladegerät, dessen Spannung an den Anschlüssen weniger als 16,5 V beträgt, wird an Pin 2 der Mikroschaltung A1.1 eine zum Öffnen des Transistors VT1 ausreichende Spannung aufgebaut, der Transistor öffnet und das Relais P1 wird aktiviert und verbindet Kontakte K1.1 über einen Kondensatorblock mit dem Netz verbunden, die Primärwicklung des Transformators und das Laden der Batterie beginnt.

Sobald die Ladespannung 16,5 V erreicht, sinkt die Spannung am Ausgang A1.1 auf einen Wert, der nicht ausreicht, um den Transistor VT1 im offenen Zustand zu halten. Das Relais schaltet ab und die Kontakte K1.1 verbinden den Transformator über den Standby-Kondensator C4, bei dem der Ladestrom 0,5 A beträgt. Der Ladestromkreis bleibt in diesem Zustand, bis die Spannung an der Batterie auf 12,54 V absinkt Sobald die Spannung auf 12,54 V eingestellt ist, schaltet das Relais wieder ein und der Ladevorgang wird mit dem angegebenen Strom fortgesetzt. Bei Bedarf kann die automatische Steuerung mit dem Schalter S2 deaktiviert werden.

Somit wird durch das System der automatischen Überwachung des Batterieladevorgangs die Möglichkeit einer Überladung der Batterie ausgeschlossen. Der Akku kann mindestens ein ganzes Jahr lang am mitgelieferten Ladegerät angeschlossen bleiben. Dieser Modus ist für Autofahrer relevant, die nur im Sommer fahren. Nach Ende der Rennsaison können Sie den Akku an das Ladegerät anschließen und erst im Frühjahr ausschalten. Selbst wenn es zu einem Stromausfall kommt, lädt das Ladegerät den Akku bei Wiederkehr wie gewohnt weiter auf.

Das Funktionsprinzip der Schaltung zum automatischen Abschalten des Ladegeräts bei Überspannung aufgrund fehlender Last, die in der zweiten Hälfte des Operationsverstärkers A1.2 gesammelt wird, ist das gleiche. Lediglich die Schwelle für die vollständige Trennung des Ladegeräts vom Versorgungsnetz ist auf 19 V eingestellt. Bei einer Ladespannung von weniger als 19 V reicht die Spannung am Ausgang 8 des A1.2-Chips aus, um den Transistor VT2 im geöffneten Zustand zu halten , bei dem Spannung an das Relais P2 angelegt wird. Sobald die Ladespannung 19 V überschreitet, schließt der Transistor, das Relais gibt die Kontakte K2.1 frei und die Spannungsversorgung des Ladegeräts wird vollständig unterbrochen. Sobald die Batterie angeschlossen ist, versorgt sie den Automatisierungskreis mit Strom und das Ladegerät kehrt sofort wieder in den Betriebszustand zurück.

Automatisches Ladegerätdesign

Alle Teile des Ladegeräts sind im Gehäuse des Milliamperemeters V3-38 untergebracht, aus dem bis auf das Zeigergerät der gesamte Inhalt entfernt wurde. Die Installation der Elemente, mit Ausnahme des Automatisierungskreises, erfolgt im Scharnierverfahren.

Das Gehäusedesign des Milliamperemeters besteht aus zwei rechteckigen Rahmen, die durch vier Ecken verbunden sind. In den Ecken sind im gleichen Abstand Löcher angebracht, an denen sich Teile bequem befestigen lassen.

Der Leistungstransformator TN61-220 wird mit vier M4-Schrauben auf einer 2 mm dicken Aluminiumplatte befestigt, die wiederum mit M3-Schrauben an den unteren Ecken des Gehäuses befestigt wird. Der Leistungstransformator TN61-220 wird mit vier M4-Schrauben auf einer 2 mm dicken Aluminiumplatte befestigt, die wiederum mit M3-Schrauben an den unteren Ecken des Gehäuses befestigt wird. Auf dieser Platte ist auch C1 verbaut. Das Foto zeigt eine Ansicht des Ladegeräts von unten.

An den oberen Ecken des Gehäuses ist außerdem eine 2 mm dicke Glasfaserplatte angebracht, an der die Kondensatoren C4-C9 und die Relais P1 und P2 verschraubt sind. An diesen Ecken ist außerdem eine Leiterplatte verschraubt, auf der eine automatische Batterieladekontrollschaltung aufgelötet ist. In Wirklichkeit beträgt die Anzahl der Kondensatoren nicht wie im Diagramm sechs, sondern 14, da sie parallel geschaltet werden mussten, um einen Kondensator mit dem erforderlichen Wert zu erhalten. Die Kondensatoren und Relais sind über einen Stecker (blau im Foto oben) mit dem Rest des Ladekreises verbunden, was den Zugang zu anderen Elementen während der Installation erleichtert.

Zur Kühlung der Leistungsdioden VD2-VD5 ist an der Außenseite der Rückwand ein gerippter Aluminiumkühler installiert. Außerdem gibt es eine 1-A-Pr1-Sicherung und einen Stecker (aus dem Netzteil des Computers entnommen) zur Stromversorgung.

Die Leistungsdioden des Ladegeräts werden mit zwei Klemmleisten am Kühler im Inneren des Gehäuses befestigt. Zu diesem Zweck wird in der Rückwand des Gehäuses ein rechteckiges Loch angebracht. Diese technische Lösung ermöglichte es uns, die im Inneren des Gehäuses erzeugte Wärmemenge zu minimieren und Platz zu sparen. Die Dioden- und Versorgungsdrähte sind auf einem losen Streifen aus Glasfaserfolie angelötet.

Das Foto zeigt auf der rechten Seite eine Ansicht eines selbstgebauten Ladegeräts. Die Installation des Stromkreises erfolgt mit farbigen Drähten, Wechselspannung – braun, positiv – rot, negativ – blau. Der Querschnitt der Drähte von der Sekundärwicklung des Transformators zu den Klemmen zum Anschluss der Batterie muss mindestens 1 mm 2 betragen.

Der Amperemeter-Shunt ist ein etwa einen Zentimeter langes Stück hochohmigen Konstantandrahts, dessen Enden in Kupferstreifen versiegelt sind. Die Länge des Nebenschlusskabels wird beim Kalibrieren des Amperemeters ausgewählt. Ich habe den Draht vom Shunt eines durchgebrannten Zeigertesters genommen. Ein Ende der Kupferstreifen ist direkt an den positiven Ausgangsanschluss angelötet; ein dicker Leiter, der von den Kontakten des Relais P3 kommt, ist an den zweiten Streifen angelötet. Die gelben und roten Drähte führen vom Shunt zum Zeigergerät.

Leiterplatte der Ladeautomatisierungseinheit

Die Schaltung zur automatischen Regelung und zum Schutz vor falschem Anschluss des Akkus an das Ladegerät ist auf einer Leiterplatte aus Folienfiberglas aufgelötet.

Das Foto zeigt das Aussehen der zusammengebauten Schaltung. Das Leiterplattendesign für die automatische Steuer- und Schutzschaltung ist einfach, die Löcher sind im Raster von 2,5 mm gefertigt.

Das Foto oben zeigt eine Ansicht der Leiterplatte von der Einbauseite mit rot markierten Teilen. Diese Zeichnung ist praktisch beim Zusammenbau einer Leiterplatte.

Die obige Leiterplattenzeichnung ist bei der Herstellung mithilfe der Laserdruckertechnologie hilfreich.

Und diese Zeichnung einer Leiterplatte wird nützlich sein, wenn Sie stromführende Leiterbahnen einer Leiterplatte manuell anbringen.

Die Skala des Zeigerinstruments des Millivoltmeters V3-38 passte nicht zu den erforderlichen Messungen, also musste ich meine eigene Version am Computer zeichnen, sie auf dickes weißes Papier drucken und den Moment mit Klebstoff oben auf die Standardskala kleben.

Dank des größeren Maßstabs und der Kalibrierung des Geräts im Messbereich betrug die Genauigkeit der Spannungsablesung 0,2 V.

Kabel zum Anschließen des Ladegeräts an die Batterie- und Netzwerkklemmen

Die Kabel zum Anschluss der Autobatterie an das Ladegerät sind auf der einen Seite mit Krokodilklemmen und auf der anderen Seite mit geteilten Enden ausgestattet. Das rote Kabel dient zum Anschluss des Pluspols der Batterie und das blaue Kabel zum Anschluss des Minuspols. Der Querschnitt der Leitungen zum Anschluss an das Batteriegerät muss mindestens 1 mm 2 betragen.

Der Anschluss des Ladegeräts an das Stromnetz erfolgt über ein Universalkabel mit Stecker und Steckdose, wie es zum Anschluss von Computern, Bürogeräten und anderen Elektrogeräten verwendet wird.

Über Ladegerätteile

Als Leistungstransformator T1 kommt der Typ TN61-220 zum Einsatz, dessen Sekundärwicklungen in Reihe geschaltet sind, wie im Diagramm dargestellt. Da der Wirkungsgrad des Ladegeräts mindestens 0,8 beträgt und der Ladestrom in der Regel 6 A nicht überschreitet, reicht jeder Transformator mit einer Leistung von 150 Watt. Die Sekundärwicklung des Transformators sollte bei einem Laststrom von bis zu 8 A eine Spannung von 18-20 V liefern. Wenn kein fertiger Transformator vorhanden ist, können Sie jede geeignete Leistung nehmen und die Sekundärwicklung umwickeln. Mit einem speziellen Rechner können Sie die Windungszahl der Sekundärwicklung eines Transformators berechnen.

Kondensatoren C4-C9 Typ MBGCh für eine Spannung von mindestens 350 V. Sie können Kondensatoren aller Art verwenden, die für den Betrieb in Wechselstromkreisen ausgelegt sind.

Die Dioden VD2-VD5 sind für jeden Typ geeignet und für einen Strom von 10 A ausgelegt. VD7, VD11 – alle gepulsten Siliziumdioden. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 und VD13 sind alle, die einem Strom von 1 A standhalten können. LED VD1 ist beliebig, VD9 habe ich vom Typ KIPD29 verwendet. Eine Besonderheit dieser LED ist, dass sie ihre Farbe ändert, wenn die Anschlusspolarität geändert wird. Zum Schalten werden die Kontakte K1.2 des Relais P1 verwendet. Beim Laden mit dem Hauptstrom leuchtet die LED gelb, beim Wechsel in den Batterielademodus leuchtet sie grün. Anstelle einer binären LED können Sie auch zwei beliebige einfarbige LEDs installieren, indem Sie diese gemäß der folgenden Abbildung verbinden.

Der gewählte Operationsverstärker ist KR1005UD1, ein Analogon des ausländischen AN6551. Solche Verstärker wurden in der Ton- und Videoeinheit des Videorecorders VM-12 verwendet. Das Gute an dem Verstärker ist, dass er keine bipolare Stromversorgung oder Korrekturschaltungen benötigt und bei einer Versorgungsspannung von 5 bis 12 V betriebsbereit bleibt. Er kann durch fast jeden ähnlichen Verstärker ersetzt werden. Beispielsweise eignen sich LM358, LM258 und LM158 gut zum Ersetzen von Mikroschaltungen, ihre Pin-Nummerierung ist jedoch unterschiedlich und Sie müssen Änderungen am Design der Leiterplatte vornehmen.

Die Relais P1 und P2 sind beliebig für eine Spannung von 9-12 V und Kontakte für einen Schaltstrom von 1 A ausgelegt. P3 für eine Spannung von 9-12 V und einen Schaltstrom von 10 A, zum Beispiel RP-21-003. Befinden sich im Relais mehrere Kontaktgruppen, empfiehlt es sich, diese parallel zu verlöten.

Schalter S1 jeglicher Art, der für den Betrieb mit einer Spannung von 250 V ausgelegt ist und über eine ausreichende Anzahl von Schaltkontakten verfügt. Wenn Sie keine Stromregulierungsstufe von 1 A benötigen, können Sie mehrere Kippschalter einbauen und den Ladestrom beispielsweise auf 5 A und 8 A einstellen. Wenn Sie nur Autobatterien laden, ist diese Lösung völlig gerechtfertigt. Mit Schalter S2 wird die Ladezustandskontrolle deaktiviert. Wenn die Batterie mit einem hohen Strom geladen wird, funktioniert das System möglicherweise, bevor die Batterie vollständig geladen ist. In diesem Fall können Sie das System ausschalten und den Ladevorgang manuell fortsetzen.

Geeignet ist jeder elektromagnetische Kopf für einen Strom- und Spannungsmesser mit einem Gesamtabweichungsstrom von 100 μA, beispielsweise Typ M24. Wenn keine Spannung, sondern nur Strom gemessen werden muss, können Sie ein vorgefertigtes Amperemeter installieren, das für einen maximalen konstanten Messstrom von 10 A ausgelegt ist, und die Spannung mit einem externen Zeigerprüfer oder Multimeter überwachen, indem Sie diese an die Batterie anschließen Kontakte.

Einrichten der automatischen Einstell- und Schutzeinheit der automatischen Steuereinheit

Wenn die Platine korrekt zusammengebaut ist und alle Funkelemente in gutem Zustand sind, funktioniert die Schaltung sofort. Es bleibt nur noch die Spannungsschwelle mit dem Widerstand R5 einzustellen, bei deren Erreichen die Batterieladung in den Niedrigstrom-Lademodus umgeschaltet wird.

Die Einstellung kann direkt beim Laden des Akkus vorgenommen werden. Dennoch ist es besser, auf Nummer sicher zu gehen und die automatische Steuer- und Schutzschaltung der automatischen Steuereinheit vor dem Einbau in das Gehäuse zu überprüfen und zu konfigurieren. Dazu benötigen Sie ein Gleichstromnetzteil, das die Ausgangsspannung im Bereich von 10 bis 20 V regeln kann und für einen Ausgangsstrom von 0,5 bis 1 A ausgelegt ist. Für Messgeräte benötigen Sie welche Voltmeter, Zeigerprüfer oder Multimeter zur Messung von Gleichspannung mit einer Messgrenze von 0 bis 20 V.

Überprüfung des Spannungsstabilisators

Nachdem Sie alle Teile auf der Leiterplatte installiert haben, müssen Sie eine Versorgungsspannung von 12-15 V vom Netzteil an den gemeinsamen Draht (Minus) und Pin 17 des DA1-Chips (Plus) anlegen. Indem Sie die Spannung am Ausgang des Netzteils von 12 auf 20 V ändern, müssen Sie mit einem Voltmeter sicherstellen, dass die Spannung am Ausgang 2 des DA1-Spannungsstabilisierungschips 9 V beträgt. Wenn die Spannung unterschiedlich ist oder sich ändert, dann ist DA1 defekt.

Mikroschaltungen der K142EN-Serie und Analoga sind am Ausgang gegen Kurzschlüsse geschützt. Wenn Sie den Ausgang mit dem gemeinsamen Kabel kurzschließen, wechselt die Mikroschaltung in den Schutzmodus und fällt nicht aus. Wenn der Test zeigt, dass die Spannung am Ausgang der Mikroschaltung 0 beträgt, bedeutet dies nicht immer, dass sie fehlerhaft ist. Es ist durchaus möglich, dass zwischen den Leiterbahnen der Leiterplatte ein Kurzschluss vorliegt oder eines der Funkelemente im restlichen Stromkreis defekt ist. Um die Mikroschaltung zu überprüfen, reicht es aus, Pin 2 von der Platine zu trennen. Wenn darauf 9 V angezeigt werden, bedeutet dies, dass die Mikroschaltung funktioniert und der Kurzschluss gefunden und beseitigt werden muss.

Überprüfung des Überspannungsschutzsystems

Ich habe beschlossen, das Funktionsprinzip der Schaltung mit einem einfacheren Teil der Schaltung zu beschreiben, der keinen strengen Betriebsspannungsstandards unterliegt.

Die Funktion, das Ladegerät im Falle einer Batterietrennung vom Netz zu trennen, übernimmt ein Teil der Schaltung, die auf einem Operationsdifferenzverstärker A1.2 (im Folgenden Operationsverstärker genannt) aufgebaut ist.

Funktionsprinzip eines Operationsdifferenzverstärkers

Ohne Kenntnis des Funktionsprinzips des Operationsverstärkers ist es schwierig, die Funktionsweise der Schaltung zu verstehen, daher werde ich eine kurze Beschreibung geben. Der Operationsverstärker verfügt über zwei Eingänge und einen Ausgang. Einer der Eingänge, der im Diagramm durch ein „+“-Zeichen gekennzeichnet ist, wird als nichtinvertierend bezeichnet, und der zweite Eingang, der durch ein „–“-Zeichen oder einen Kreis gekennzeichnet ist, wird als invertierend bezeichnet. Das Wort „Differenzial-Operationsverstärker“ bedeutet, dass die Spannung am Ausgang des Verstärkers von der Spannungsdifferenz an seinen Eingängen abhängt. In dieser Schaltung wird der Operationsverstärker im Komparatormodus rückkopplungsfrei eingeschaltet und vergleicht Eingangsspannungen.

Wenn also die Spannung an einem der Eingänge unverändert bleibt und sich am zweiten ändert, ändert sich die Spannung am Ausgang des Verstärkers im Moment des Durchlaufens des Spannungsgleichheitspunktes an den Eingängen schlagartig.

Testen der Überspannungsschutzschaltung

Kehren wir zum Diagramm zurück. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers A1.2 (Pin 6) ist mit einem Spannungsteiler aus den Widerständen R13 und R14 verbunden. Dieser Teiler ist an eine stabilisierte Spannung von 9 V angeschlossen und daher ändert sich die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände nie und beträgt 6,75 V. Der zweite Eingang des Operationsverstärkers (Pin 7) ist mit dem zweiten Spannungsteiler verbunden. auf den Widerständen R11 und R12 montiert. Dieser Spannungsteiler ist an den Bus angeschlossen, durch den der Ladestrom fließt, und die Spannung an ihm ändert sich abhängig von der Strommenge und dem Ladezustand der Batterie. Daher ändert sich auch der Spannungswert an Pin 7 entsprechend. Die Teilerwiderstände sind so gewählt, dass bei einer Änderung der Batterieladespannung von 9 auf 19 V die Spannung an Pin 7 kleiner als an Pin 6 und die Spannung am Operationsverstärkerausgang (Pin 8) höher ist als 0,8 V und nahe an der Versorgungsspannung des Operationsverstärkers. Der Transistor ist geöffnet, die Wicklung des Relais P2 wird mit Spannung versorgt und die Kontakte K2.1 werden geschlossen. Die Ausgangsspannung schließt auch die Diode VD11 und der Widerstand R15 nimmt nicht am Betrieb der Schaltung teil.

Sobald die Ladespannung 19 V überschreitet (dies kann nur passieren, wenn der Akku vom Ausgang des Ladegeräts getrennt ist), wird die Spannung an Pin 7 größer als an Pin 6. In diesem Fall wird die Spannung am Op- Die Verstärkerleistung sinkt abrupt auf Null. Der Transistor schließt, das Relais fällt ab und die Kontakte K2.1 öffnen sich. Die Versorgungsspannung des RAM wird unterbrochen. In dem Moment, in dem die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers Null wird, öffnet die Diode VD11 und somit wird R15 parallel zu R14 des Teilers geschaltet. Die Spannung an Pin 6 nimmt sofort ab, wodurch Fehlalarme vermieden werden, wenn die Spannungen an den Operationsverstärkereingängen aufgrund von Welligkeit und Interferenzen gleich sind. Durch Ändern des Werts von R15 können Sie die Hysterese des Komparators ändern, d. h. die Spannung, bei der die Schaltung in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehrt.

Wenn die Batterie an den RAM angeschlossen wird, wird die Spannung an Pin 6 wieder auf 6,75 V eingestellt, an Pin 7 wird sie niedriger sein und die Schaltung beginnt normal zu arbeiten.

Um den Betrieb des Stromkreises zu überprüfen, reicht es aus, die Spannung an der Stromversorgung von 12 auf 20 V zu ändern und anstelle des Relais P2 ein Voltmeter anzuschließen, um dessen Messwerte zu beobachten. Wenn die Spannung weniger als 19 V beträgt, sollte das Voltmeter eine Spannung von 17–18 V anzeigen (ein Teil der Spannung fällt am Transistor ab), und wenn sie höher ist, Null. Es ist dennoch ratsam, die Relaiswicklung an den Stromkreis anzuschließen, dann wird nicht nur die Funktion des Stromkreises, sondern auch seine Funktionalität überprüft, und durch die Klicks des Relais ist es möglich, den Betrieb der Automatisierung ohne einen zu steuern Voltmeter.

Wenn die Schaltung nicht funktioniert, müssen Sie die Spannungen an den Eingängen 6 und 7, dem Ausgang des Operationsverstärkers, überprüfen. Wenn die Spannungen von den oben angegebenen abweichen, müssen Sie die Widerstandswerte der entsprechenden Teiler überprüfen. Wenn die Teilerwiderstände und die Diode VD11 funktionieren, ist der Operationsverstärker defekt.

Um den Stromkreis R15, D11 zu überprüfen, reicht es aus, einen der Anschlüsse dieser Elemente zu trennen; der Stromkreis funktioniert nur ohne Hysterese, das heißt, er schaltet sich bei der gleichen vom Netzteil gelieferten Spannung ein und aus. Der Transistor VT12 kann einfach überprüft werden, indem man einen der R16-Pins abklemmt und die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers überwacht. Wenn sich die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers korrekt ändert und das Relais immer eingeschaltet ist, liegt ein Durchschlag zwischen Kollektor und Emitter des Transistors vor.

Überprüfen Sie den Batterie-Abschaltkreis, wenn er vollständig aufgeladen ist

Das Funktionsprinzip des Operationsverstärkers A1.1 unterscheidet sich nicht vom Betrieb von A1.2, mit Ausnahme der Möglichkeit, die Spannungsabschaltschwelle mithilfe des Trimmwiderstands R5 zu ändern.

Um den Betrieb von A1.1 zu überprüfen, steigt und sinkt die vom Netzteil gelieferte Versorgungsspannung gleichmäßig innerhalb von 12–18 V. Wenn die Spannung 15,6 V erreicht, sollte das Relais P1 ausschalten und die Kontakte K1.1 das Ladegerät auf niedrigen Strom schalten Lademodus über einen Kondensator C4. Wenn der Spannungspegel unter 12,54 V fällt, sollte das Relais einschalten und das Ladegerät mit einem Strom eines bestimmten Werts in den Lademodus schalten.

Die Schaltschwellenspannung von 12,54 V kann durch Ändern des Wertes des Widerstands R9 angepasst werden, dies ist jedoch nicht erforderlich.

Mit dem Schalter S2 ist es möglich, den automatischen Betriebsmodus durch direktes Einschalten des Relais P1 zu deaktivieren.

Kondensatorladeschaltung
ohne automatische Abschaltung

Für diejenigen, die nicht über ausreichende Erfahrung im Aufbau elektronischer Schaltungen verfügen oder das Ladegerät nach dem Laden der Batterie nicht automatisch ausschalten müssen, biete ich eine vereinfachte Version des Schaltplans zum Laden von Säure-Säure-Autobatterien an. Die Schaltung zeichnet sich durch einfache Wiederholbarkeit, Zuverlässigkeit, hohe Effizienz und stabilen Ladestrom, Schutz vor falschem Batterieanschluss und automatische Fortsetzung des Ladevorgangs bei Ausfall der Versorgungsspannung aus.

Das Prinzip der Ladestromstabilisierung bleibt unverändert und wird durch die Reihenschaltung eines Kondensatorblocks C1-C6 mit dem Netztransformator sichergestellt. Zum Schutz vor Überspannung an der Eingangswicklung und den Kondensatoren wird eines der Schließerkontaktpaare des Relais P1 verwendet.

Bei nicht angeschlossener Batterie sind die Kontakte der Relais P1 K1.1 und K1.2 geöffnet und auch wenn das Ladegerät an die Stromversorgung angeschlossen ist, fließt kein Strom zum Stromkreis. Das Gleiche passiert, wenn Sie die Batterie falsch gepolt anschließen. Wenn die Batterie richtig angeschlossen ist, fließt der Strom von ihr durch die VD8-Diode zur Wicklung von Relais P1, das Relais wird aktiviert und seine Kontakte K1.1 und K1.2 sind geschlossen. Über geschlossene Kontakte K1.1 wird die Netzspannung dem Ladegerät zugeführt und über K1.2 wird der Ladestrom der Batterie zugeführt.

Auf den ersten Blick scheint es, dass die Relaiskontakte K1.2 nicht benötigt werden, aber wenn sie nicht vorhanden sind, fließt bei falschem Anschluss der Batterie Strom vom Pluspol der Batterie durch den Minuspol des Ladegeräts über die Diodenbrücke und dann direkt zum Minuspol der Batterie und den Dioden wird die Ladebrücke ausfallen.

Die vorgeschlagene einfache Schaltung zum Laden von Batterien kann problemlos zum Laden von Batterien mit einer Spannung von 6 V oder 24 V angepasst werden. Es reicht aus, das Relais P1 durch die entsprechende Spannung zu ersetzen. Zum Laden von 24-Volt-Batterien ist eine Ausgangsspannung von mindestens 36 V an der Sekundärwicklung des Transformators T1 erforderlich.

Auf Wunsch kann der Stromkreis eines einfachen Ladegeräts durch ein Gerät zur Anzeige von Ladestrom und -spannung ergänzt und wie im Stromkreis eines automatischen Ladegeräts eingeschaltet werden.

So laden Sie eine Autobatterie auf
automatischer hausgemachter Speicher

Vor dem Laden muss die aus dem Auto ausgebaute Batterie von Schmutz befreit und ihre Oberflächen mit einer wässrigen Sodalösung abgewischt werden, um Säurerückstände zu entfernen. Befindet sich Säure auf der Oberfläche, schäumt die wässrige Sodalösung.

Verfügt die Batterie über Stopfen zum Einfüllen von Säure, müssen alle Stopfen abgeschraubt werden, damit die beim Laden in der Batterie entstehenden Gase ungehindert entweichen können. Es ist unbedingt erforderlich, den Elektrolytstand zu überprüfen. Wenn er unter dem erforderlichen Wert liegt, fügen Sie destilliertes Wasser hinzu.

Als nächstes müssen Sie den Ladestrom mit dem Schalter S1 am Ladegerät einstellen und die Batterie unter Beachtung der Polarität (der Pluspol der Batterie muss mit dem Pluspol des Ladegeräts verbunden sein) an ihre Pole anschließen. Befindet sich Schalter S3 in der unteren Position, zeigt der Pfeil am Ladegerät sofort die Spannung an, die die Batterie erzeugt. Sie müssen lediglich das Netzkabel in die Steckdose stecken und der Ladevorgang des Akkus beginnt. Das Voltmeter beginnt bereits, die Ladespannung anzuzeigen.

In dem Artikel erfahren Sie, wie Sie mit Ihren eigenen Händen ein selbstgemachtes herstellen. Sie können absolut alle Schaltkreise verwenden, aber die einfachste Herstellungsmöglichkeit besteht darin, ein Computer-Netzteil neu zu erstellen. Wenn Sie einen solchen Block haben, wird es ziemlich einfach sein, eine Verwendung dafür zu finden. Zur Stromversorgung von Motherboards werden Spannungen von 5, 3,3, 12 Volt verwendet. Wie Sie wissen, beträgt die für Sie interessante Spannung 12 Volt. Mit dem Ladegerät können Sie Akkus mit einer Kapazität von 55 bis 65 Amperestunden laden. Mit anderen Worten: Es reicht aus, um die Batterien der meisten Autos aufzuladen.

Gesamtansicht des Diagramms

Um die Änderung vorzunehmen, müssen Sie das im Artikel dargestellte Diagramm verwenden. Mit Ihren eigenen Händen aus der Stromversorgung eines Personalcomputers können Sie den Ladestrom und die Spannung am Ausgang steuern. Es ist darauf zu achten, dass ein Kurzschlussschutz vorhanden ist – eine 10-Ampere-Sicherung. Eine Installation ist jedoch nicht erforderlich, da die meisten Netzteile von Personalcomputern über einen Schutz verfügen, der das Gerät im Falle eines Kurzschlusses abschaltet. Daher sind Ladeschaltungen für Akkus von Computer-Netzteilen in der Lage, sich vor Kurzschlüssen zu schützen.

Der PSI-Controller (Bezeichnung DA1) wird in der Regel in der Stromversorgung von zwei Typen verwendet – KA7500 oder TL494. Nun eine kleine Theorie. Kann das Netzteil des Computers den Akku ordnungsgemäß laden? Die Antwort lautet „Ja“, da Bleibatterien in den meisten Autos eine Kapazität von 55–65 Amperestunden haben. Und für das normale Laden ist ein Strom von 10 % der Batteriekapazität erforderlich – nicht mehr als 6,5 Ampere. Wenn das Netzteil eine Leistung von über 150 W hat, ist sein „+12 V“-Stromkreis in der Lage, diesen Strom zu liefern.

Anfangsphase des Umbaus

Um ein einfaches selbstgebautes Batterieladegerät nachzubilden, müssen Sie die Stromversorgung leicht verbessern:

1. Entfernen Sie alle unnötigen Kabel. Entfernen Sie sie mit einem Lötkolben, damit sie nicht stören.
2. Suchen Sie anhand des im Artikel angegebenen Diagramms einen Konstantwiderstand R1, der abgelötet werden muss, und installieren Sie an seiner Stelle einen Trimmer mit einem Widerstand von 27 kOhm. An den oberen Kontakt dieses Widerstandes muss anschließend eine konstante Spannung von „+12 V“ angelegt werden. Ohne diese ist das Gerät nicht funktionsfähig.
3. Der 16. Pin der Mikroschaltung ist vom Minus getrennt.
4. Als nächstes müssen Sie den 15. und 14. Pin trennen.

Es stellt sich heraus, dass es ganz einfach und selbstgemacht ist. Sie können beliebige Schaltkreise verwenden, aber es ist einfacher, es aus einem Computer-Netzteil herzustellen – es ist leichter, einfacher zu verwenden und erschwinglicher. Im Vergleich zu Transformatorgeräten unterscheidet sich die Masse der Geräte deutlich (ebenso wie die Abmessungen).

Anpassungen des Ladegeräts

Die Rückwand wird nun die Vorderseite sein, es empfiehlt sich, sie aus einem Stück Stoff zu fertigen (ideal ist Textolit). An dieser Wand muss ein Ladestromregler installiert werden, siehe Diagramm R10. Am besten verwenden Sie einen möglichst leistungsstarken Strommesswiderstand – nehmen Sie zwei mit einer Leistung von 5 W und einem Widerstand von 0,2 Ohm. Aber es hängt alles von der Wahl der Batterieladeschaltung ab. Einige Designs erfordern keine Verwendung von Hochleistungswiderständen.

Bei Parallelschaltung verdoppelt sich die Leistung und der Widerstand beträgt 0,1 Ohm. An der Vorderwand befinden sich außerdem Anzeigen – ein Voltmeter und ein Amperemeter, mit denen Sie die relevanten Parameter des Ladegeräts überwachen können. Zur Feinabstimmung des Ladegeräts wird ein Trimmwiderstand verwendet, mit dem Spannung an den 1. Pin des PHI-Controllers angelegt wird.

Geräteanforderungen

Endmontage

Mehradrige dünne Drähte müssen an die Pins 1, 14, 15 und 16 angelötet werden. Ihre Isolierung muss zuverlässig sein, damit es unter Last nicht zu einer Erwärmung kommt, sonst versagt das selbstgebaute Autoladegerät. Nach dem Zusammenbau müssen Sie die Spannung über einen Trimmerwiderstand auf ca. 14 Volt (+/-0,2 V) einstellen. Dies ist die Spannung, die zum Laden von Batterien als normal gilt. Darüber hinaus sollte dieser Wert im Ruhezustand (ohne angeschlossene Last) liegen.

Sie müssen zwei Krokodilklemmen an den Kabeln anbringen, die mit der Batterie verbunden sind. Einer ist rot, der andere ist schwarz. Diese können in jedem Baumarkt oder Autoteilegeschäft gekauft werden. So erhalten Sie ein einfaches selbstgebautes Ladegerät für eine Autobatterie. Anschlusspläne: Schwarz wird an Minus und Rot an Plus angeschlossen. Der Ladevorgang erfolgt völlig automatisch, es ist kein menschliches Eingreifen erforderlich. Es lohnt sich jedoch, die Hauptphasen dieses Prozesses zu betrachten.

Ladevorgang der Batterie

Während des ersten Zyklus zeigt das Voltmeter eine Spannung von etwa 12,4–12,5 V an. Wenn die Batterie eine Kapazität von 55 Ah hat, müssen Sie den Regler drehen, bis das Amperemeter einen Wert von 5,5 Ampere anzeigt. Das bedeutet, dass der Ladestrom 5,5 A beträgt. Während der Akku geladen wird, nimmt der Strom ab und die Spannung tendiert zu einem Maximum. Dadurch beträgt der Strom ganz am Ende 0 und die Spannung 14 V.

Unabhängig von der Auswahl der Schaltungen und Bauformen der für die Herstellung verwendeten Ladegeräte ist das Funktionsprinzip weitgehend ähnlich. Wenn der Akku vollständig geladen ist, beginnt das Gerät, den Selbstentladestrom auszugleichen. Daher besteht keine Gefahr, dass der Akku überladen wird. Daher kann das Ladegerät einen Tag, eine Woche oder sogar einen Monat lang an die Batterie angeschlossen sein.

Wenn Sie keine Messgeräte haben, die Sie gerne in das Gerät einbauen würden, können Sie diese ablehnen. Dafür ist es aber notwendig, eine Skala für das Potentiometer anzufertigen – um die Position für die Ladestromwerte ​​von 5,5 A und 6,5 A anzuzeigen. Wesentlich praktischer ist natürlich das eingebaute Amperemeter – man kann das visuell beobachten Ladevorgang der Batterie. Aber ein Batterieladegerät, das Sie ohne den Einsatz von Geräten selbst herstellen können, kann problemlos verwendet werden.

Damit ein Auto starten kann, benötigt es Energie. Diese Energie wird der Batterie entnommen. In der Regel erfolgt die Nachladung über den Generator bei laufendem Motor. Wenn das Auto längere Zeit nicht benutzt wird oder die Batterie defekt ist, entlädt sie sich so stark, dass es zu einer Entladung kommt dass das Auto nicht mehr starten kann. In diesem Fall ist eine externe Aufladung erforderlich. Sie können ein solches Gerät kaufen oder selbst zusammenbauen, dafür benötigen Sie jedoch eine Ladeschaltung.

So funktioniert eine Autobatterie

Eine Autobatterie versorgt bei ausgeschaltetem Motor verschiedene Geräte im Auto mit Strom und dient zum Starten des Motors. Je nach Ausführung kommt eine Blei-Säure-Batterie zum Einsatz. Konstruktiv besteht es aus sechs in Reihe geschalteten Batterien mit einer Nennspannung von 2,2 Volt. Jedes Element ist ein Satz Gitterplatten aus Blei. Die Platten werden mit Aktivmaterial beschichtet und in einen Elektrolyten getaucht.

Die Elektrolytlösung enthält destilliertes Wasser und Schwefelsäure. Die Frostbeständigkeit der Batterie hängt von der Dichte des Elektrolyten ab. Kürzlich wurden Technologien entwickelt, die es ermöglichen, den Elektrolyten in Glasfasern zu adsorbieren oder mit Kieselgel zu einem gelartigen Zustand zu verdicken.

Jede Platte hat einen Minus- und einen Pluspol und ist durch einen Kunststoffseparator voneinander isoliert. Der Körper des Produkts besteht aus Propylen, das durch Säure nicht zerstört wird und als Dielektrikum dient. Der Pluspol der Elektrode ist mit Bleidioxid beschichtet, der Minuspol mit Bleischwamm. Seit kurzem werden wiederaufladbare Batterien mit Elektroden aus einer Blei-Kalzium-Legierung hergestellt. Diese Batterien sind vollständig versiegelt und erfordern keine Wartung.

Wenn eine Last an die Batterie angeschlossen wird, reagiert das aktive Material auf den Platten chemisch mit der Elektrolytlösung und erzeugt elektrischen Strom. Durch die Ablagerung von Bleisulfat auf den Platten erschöpft sich der Elektrolyt mit der Zeit. Der Akku beginnt an Ladung zu verlieren. Beim Ladevorgang kommt es zu einer chemischen Reaktion erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, Bleisulfat und Wasser werden umgewandelt, die Dichte des Elektrolyten nimmt zu und die Ladung wird wiederhergestellt.

Batterien zeichnen sich durch ihren Selbstentladungswert aus. Es tritt im Akku auf, wenn dieser inaktiv ist. Der Hauptgrund ist eine Verschmutzung der Batterieoberfläche und eine schlechte Qualität des Brenners. Die Selbstentladung beschleunigt sich, wenn die Bleiplatten zerstört werden.

Arten von Ladegeräten

Eine große Anzahl von Autoladeschaltungen wurde unter Verwendung unterschiedlicher Elementbasen und grundlegender Ansätze entwickelt. Nach dem Funktionsprinzip werden Ladegeräte in zwei Gruppen eingeteilt:

1. Startladegeräte zum Starten des Motors, wenn die Batterie nicht funktioniert. Durch kurzes Anlegen eines großen Stroms an die Batteriepole wird der Anlasser eingeschaltet und der Motor gestartet. Anschließend wird die Batterie über den Generator des Fahrzeugs aufgeladen. Sie werden nur für einen bestimmten aktuellen Wert oder mit der Möglichkeit hergestellt, diesen Wert festzulegen.
2. Bei Vorstartladegeräten werden die Leitungen vom Gerät an die Batteriepole angeschlossen und über einen längeren Zeitraum mit Strom versorgt. Sein Wert überschreitet zehn Ampere nicht, während dieser Zeit wird die Batterieenergie wiederhergestellt. Sie sind wiederum unterteilt in: schrittweise (Ladezeit von 14 bis 24 Stunden), beschleunigt (bis zu drei Stunden) und Konditionierung (ca. eine Stunde).

Aufgrund ihres Schaltungsaufbaus werden Impuls- und Transformatorgeräte unterschieden. Der erste Typ verwendet einen Hochfrequenz-Signalwandler und zeichnet sich durch geringe Größe und Gewicht aus. Der zweite Typ verwendet einen Transformator mit Gleichrichtereinheit als Basis; er ist einfach herzustellen, aber viel Gewicht haben und geringe Effizienz (Effizienz).

Unabhängig davon, ob Sie ein Ladegerät für Autobatterien selbst hergestellt oder im Einzelhandel gekauft haben, sind die Anforderungen dafür dieselben, nämlich:

• Ausgangsspannungsstabilität;
• hoher Effizienzwert;
• Kurzschlussschutz;
• Ladekontrollanzeige.

Eines der Hauptmerkmale des Ladegeräts ist die Strommenge, die den Akku lädt. Eine korrekte Ladung des Akkus und eine Erweiterung seiner Leistungseigenschaften können nur durch die Wahl des gewünschten Wertes erreicht werden. Auch die Ladegeschwindigkeit ist wichtig. Je höher der Strom, desto höher die Geschwindigkeit, ein hoher Geschwindigkeitswert führt jedoch zu einer schnellen Verschlechterung der Batterie. Es wird angenommen, dass der korrekte Stromwert ein Wert ist, der zehn Prozent der Batteriekapazität entspricht. Die Kapazität ist definiert als die Strommenge, die die Batterie pro Zeiteinheit liefert; sie wird in Amperestunden gemessen.

Selbstgemachtes Ladegerät

Jeder Autoliebhaber sollte über ein Ladegerät verfügen. Wenn also keine Möglichkeit oder Lust besteht, ein fertiges Gerät zu kaufen, bleibt nichts anderes übrig, als die Batterie selbst aufzuladen. Es ist einfach, sowohl die einfachsten als auch die multifunktionalen Geräte mit eigenen Händen herzustellen. Hierzu benötigen Sie ein Diagramm und eine Reihe von Radioelementen. Es ist auch möglich, eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) oder Computereinheit (AT) in ein Gerät zum Aufladen der Batterie umzuwandeln.

Transformator-Ladegerät

Dieses Gerät ist am einfachsten zu montieren und enthält keine knappen Teile. Die Schaltung besteht aus drei Knoten:

• Transformator;
• Gleichrichterblock;
• Regler

Die Primärwicklung des Transformators wird mit Spannung aus dem Industrienetz versorgt. Der Transformator selbst kann beliebig verwendet werden. Es besteht aus zwei Teilen: dem Kern und den Wicklungen. Der Kern besteht aus Stahl oder Ferrit, die Wicklungen bestehen aus Leitermaterial.

Das Funktionsprinzip des Transformators basiert auf dem Auftreten eines magnetischen Wechselfelds, wenn Strom durch die Primärwicklung fließt und ihn auf die Sekundärwicklung überträgt. Um den erforderlichen Spannungspegel am Ausgang zu erhalten, wird die Windungszahl der Sekundärwicklung im Vergleich zur Primärwicklung kleiner gemacht. Der Spannungspegel an der Sekundärwicklung des Transformators wird auf 19 Volt gewählt und seine Leistung soll eine dreifache Ladestromreserve bieten.

Vom Transformator gelangt die reduzierte Spannung durch die Gleichrichterbrücke zu einem Rheostat, der in Reihe mit der Batterie geschaltet ist. Der Rheostat dient zur Regelung der Spannung und des Stroms durch Änderung des Widerstands. Der Widerstand des Rheostats überschreitet nicht 10 Ohm. Die Stromstärke wird durch ein vor der Batterie in Reihe geschaltetes Amperemeter kontrolliert. Mit dieser Schaltung ist das Laden einer Batterie mit einer Kapazität von mehr als 50 Ah nicht möglich, da der Rheostat zu überhitzen beginnt.

Sie können die Schaltung vereinfachen, indem Sie den Rheostat entfernen und am Eingang vor dem Transformator einen Satz Kondensatoren installieren, die als Reaktanz zur Reduzierung der Netzwerkspannung dienen. Je niedriger der Nennwert der Kapazität ist, desto weniger Spannung wird der Primärwicklung im Netzwerk zugeführt.

Die Besonderheit einer solchen Schaltung besteht darin, dass an der Sekundärwicklung des Transformators ein Signalpegel gewährleistet werden muss, der eineinhalb Mal größer ist als die Betriebsspannung der Last. Diese Schaltung kann ohne Transformator verwendet werden, ist jedoch sehr gefährlich. Ohne galvanische Trennung kann es zu einem Stromschlag kommen.

Impulsladegerät

Der Vorteil gepulster Geräte ist ihr hoher Wirkungsgrad und ihre kompakte Größe. Das Gerät basiert auf einem Pulsweitenmodulationschip (PWM). Nach dem folgenden Schema können Sie mit Ihren eigenen Händen ein leistungsstarkes Impulsladegerät zusammenbauen.

Als PWM-Controller kommt der IR2153-Treiber zum Einsatz. Nach den Gleichrichterdioden wird parallel zur Batterie ein Polarkondensator C1 mit einer Kapazität im Bereich von 47–470 μF und einer Spannung von mindestens 350 Volt geschaltet. Der Kondensator entfernt Netzspannungsstöße und Leitungsrauschen. Die Diodenbrücke wird bei einem Nennstrom von mehr als vier Ampere und einer Sperrspannung von mindestens 400 Volt eingesetzt. Der Treiber steuert leistungsstarke N-Kanal-Feldeffekttransistoren IRFI840GLC, die auf Heizkörpern installiert sind. Der Ladestrom beträgt bis zu 50 Ampere und die Ausgangsleistung bis zu 600 Watt.

Mit einem umgebauten Computer-Netzteil im AT-Format können Sie mit Ihren eigenen Händen ein Impulsladegerät für ein Auto herstellen. Sie verwenden die gängige Mikroschaltung TL494 als PWM-Controller. Die Modifikation selbst besteht darin, das Ausgangssignal auf 14 Volt zu erhöhen. Dazu müssen Sie den Trimmerwiderstand korrekt installieren.

Der Widerstand, der den ersten Zweig des TL494 mit dem stabilisierten + 5-V-Bus verbindet, wird entfernt und anstelle des zweiten, mit dem 12-Volt-Bus verbundenen, wird ein variabler Widerstand mit einem Nennwert von 68 kOhm eingelötet. Dieser Widerstand stellt den erforderlichen Ausgangsspannungspegel ein. Das Einschalten der Stromversorgung erfolgt über einen mechanischen Schalter gemäß der auf dem Netzteilgehäuse angegebenen Abbildung.

Gerät auf LM317-Chip

Eine relativ einfache, aber stabile Ladeschaltung lässt sich problemlos auf der integrierten Schaltung LM317 implementieren. Die Mikroschaltung liefert einen Signalpegel von 13,6 Volt bei einem maximalen Strom von 3 Ampere. Der Stabilisator LM317 ist mit einem eingebauten Kurzschlussschutz ausgestattet.

Die Spannungsversorgung des Gerätestromkreises erfolgt über die Klemmen von einer unabhängigen Gleichstromquelle mit 13–20 Volt. Der Strom, der durch die Anzeige-LED HL1 und den Transistor VT1 fließt, wird dem Stabilisator LM317 zugeführt. Von seinem Ausgang direkt zur Batterie über X3, X4. Der an R3 und R4 montierte Teiler stellt den erforderlichen Spannungswert zum Öffnen von VT1 ein. Der variable Widerstand R4 legt die Ladestromgrenze fest und R5 legt den Ausgangssignalpegel fest. Die Ausgangsspannung ist von 13,6 bis 14 Volt einstellbar.

Die Schaltung kann so weit wie möglich vereinfacht werden, ihre Zuverlässigkeit nimmt jedoch ab.

Darin wählt der Widerstand R2 den Strom. Als Widerstand wird ein leistungsstarkes Nichrom-Drahtelement verwendet. Wenn der Akku entladen ist, ist der Ladestrom maximal, die VD2-LED leuchtet hell; während der Akku geladen wird, beginnt der Strom zu sinken und die LED wird dunkler.

Ladegerät von einer unterbrechungsfreien Stromversorgung

Sie können aus einer herkömmlichen unterbrechungsfreien Stromversorgung auch dann ein Ladegerät aufbauen, wenn die Elektronikeinheit defekt ist. Dazu wird die gesamte Elektronik bis auf den Transformator aus dem Gerät entfernt. Der Oberspannungswicklung des 220-V-Transformators sind eine Gleichrichterschaltung, eine Stromstabilisierung und eine Spannungsbegrenzung hinzugefügt.

Der Gleichrichter wird mit leistungsstarken Dioden, zum Beispiel der Haushaltsdiode D-242, und einem Netzwerkkondensator von 2200 uF für 35-50 Volt zusammengebaut. Am Ausgang wird ein Signal mit einer Spannung von 18-19 Volt ausgegeben. Als Spannungsstabilisator wird eine Mikroschaltung LT1083 oder LM317 verwendet, die auf einem Kühler installiert werden muss.

Durch Anschließen der Batterie wird die Spannung auf 14,2 Volt eingestellt. Es ist praktisch, den Signalpegel mit einem Voltmeter und einem Amperemeter zu kontrollieren. Das Voltmeter wird parallel zu den Batterieklemmen angeschlossen, das Amperemeter in Reihe. Wenn der Akku aufgeladen wird, erhöht sich sein Widerstand und der Strom nimmt ab. Noch einfacher ist es, den Regler über einen Triac herzustellen, der wie ein Dimmer an die Primärwicklung des Transformators angeschlossen ist.

Wenn Sie ein Gerät selbst herstellen, sollten Sie beim Arbeiten mit einem 220-V-Wechselstromnetz auf die elektrische Sicherheit achten. Ein korrekt hergestelltes Ladegerät aus gebrauchsfähigen Teilen funktioniert in der Regel sofort, Sie müssen lediglich den Ladestrom einstellen.

Die Einhaltung der Betriebsart von Akkus, insbesondere des Lademodus, gewährleistet deren störungsfreien Betrieb über die gesamte Lebensdauer. Batterien werden mit einem Strom geladen, dessen Wert durch die Formel ermittelt werden kann

Dabei ist I der durchschnittliche Ladestrom A. und Q die auf dem Typenschild angegebene elektrische Kapazität der Batterie Ah.

Ein klassisches Ladegerät für eine Autobatterie besteht aus einem Abwärtstransformator, einem Gleichrichter und einem Ladestromregler. Als Stromregler werden Drahtrheostaten (siehe Abb. 1) und Transistorstromstabilisatoren verwendet.

In beiden Fällen erzeugen diese Elemente erhebliche Wärmeleistung, was die Effizienz des Ladegeräts verringert und die Wahrscheinlichkeit seines Ausfalls erhöht.

Um den Ladestrom zu regulieren, können Sie einen Kondensatorspeicher verwenden, der in Reihe mit der Primärwicklung (Netzwicklung) des Transformators geschaltet ist und als Reaktanzen fungiert, die überschüssige Netzspannung dämpfen. Eine vereinfachte Version eines solchen Geräts ist in Abb. dargestellt. 2.

In dieser Schaltung wird thermische (Wirk-)Leistung nur an den Dioden VD1-VD4 der Gleichrichterbrücke und dem Transformator abgegeben, sodass die Erwärmung des Geräts unbedeutend ist.

Der Nachteil in Abb. 2 ist die Notwendigkeit, an der Sekundärwicklung des Transformators eine Spannung bereitzustellen, die eineinhalb Mal höher ist als die Nennlastspannung (~ 18 ÷ 20 V).

Die Ladeschaltung, die das Laden von 12-Volt-Batterien mit einem Strom von bis zu 15 A ermöglicht und der Ladestrom in 1-A-Schritten von 1 auf 15 A geändert werden kann, ist in Abb. dargestellt. 3.

Es besteht die Möglichkeit, das Gerät automatisch auszuschalten, wenn der Akku vollständig aufgeladen ist. Es hat keine Angst vor kurzzeitigen Kurzschlüssen im Lastkreis und Unterbrechungen darin.

Über die Schalter Q1 – Q4 können verschiedene Kombinationen von Kondensatoren angeschlossen und so der Ladestrom reguliert werden.

Der variable Widerstand R4 legt die Ansprechschwelle von K2 fest, die funktionieren soll, wenn die Spannung an den Batterieklemmen der Spannung einer vollständig geladenen Batterie entspricht.

In Abb. Abbildung 4 zeigt ein weiteres Ladegerät, bei dem der Ladestrom stufenlos von Null bis zum Maximalwert geregelt wird.

Die Stromänderung in der Last wird durch die Einstellung des Öffnungswinkels des Thyristors VS1 erreicht. Die Steuereinheit basiert auf einem Unijunction-Transistor VT1. Der Wert dieses Stroms wird durch die Position des variablen Widerstands R5 bestimmt. Der maximale Batterieladestrom beträgt 10 A und wird mit einem Amperemeter eingestellt. Das Gerät ist netz- und lastseitig mit den Sicherungen F1 und F2 ausgestattet.

Eine Version der Ladegerät-Leiterplatte (siehe Abb. 4) in der Größe 60x75 mm ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Im Diagramm in Abb. Gemäß 4 muss die Sekundärwicklung des Transformators für einen Strom ausgelegt sein, der dreimal so groß ist wie der Ladestrom, und dementsprechend muss die Leistung des Transformators auch dreimal so groß sein wie die von der Batterie aufgenommene Leistung.

Dieser Umstand ist ein wesentlicher Nachteil von Ladegeräten mit einem Stromregler-Thyristor (Thyristor).

Notiz:

Auf Heizkörpern müssen die Gleichrichterbrückendioden VD1-VD4 und der Thyristor VS1 installiert werden.

Durch die Verlagerung des Steuerelements vom Stromkreis der Sekundärwicklung des Transformators auf den Stromkreis der Primärwicklung ist es möglich, die Leistungsverluste im SCR deutlich zu reduzieren und damit den Wirkungsgrad des Ladegeräts zu steigern. Ein solches Gerät ist in Abb. dargestellt. 5.

Im Diagramm in Abb. Die Steuereinheit 5 ähnelt der in der Vorgängerversion des Geräts verwendeten. SCR VS1 ist in der Diagonale der Gleichrichterbrücke VD1 - VD4 enthalten. Da der Strom der Primärwicklung des Transformators etwa zehnmal geringer ist als der Ladestrom, wird an den Dioden VD1-VD4 und dem Thyristor VS1 relativ wenig Wärmeleistung abgegeben und sie erfordern keine Installation auf Heizkörpern. Darüber hinaus ermöglichte die Verwendung eines SCR im Primärwicklungskreis des Transformators eine geringfügige Verbesserung der Form der Ladestromkurve und eine Reduzierung des Werts des Stromkurvenformkoeffizienten (was auch zu einer Steigerung des Wirkungsgrades führt). Das Ladegerät). Der Nachteil dieses Ladegeräts ist die galvanische Verbindung mit dem Netzwerk der Elemente der Steuereinheit, die bei der Konstruktionsentwicklung berücksichtigt werden muss (z. B. einen variablen Widerstand mit Kunststoffachse verwenden).

Eine Version der Leiterplatte des Ladegeräts in Abbildung 5 mit den Maßen 60 x 75 mm ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Notiz:

Die Gleichrichterbrückendioden VD5-VD8 müssen an Heizkörpern installiert werden.

Im Ladegerät in Abbildung 5 befindet sich eine Diodenbrücke VD1-VD4 vom Typ KTs402 oder KTs405 mit den Buchstaben A, B, C. Zenerdiode VD3 vom Typ KS518, KS522, KS524 oder bestehend aus zwei identischen Zenerdioden mit einer Gesamtstabilisierungsspannung von 16–24 Volt (KS482, D808, KS510 usw.). Der Transistor VT1 ist ein Unijunction-Transistor vom Typ KT117A, B, V, G. Die Diodenbrücke VD5-VD8 besteht aus Dioden mit einer Arbeitsspannung Strom nicht weniger als 10 Ampere(D242÷D247 usw.). Die Dioden werden auf Heizkörpern mit einer Fläche von mindestens 200 cm² installiert und die Heizkörper werden sehr heiß; zur Belüftung kann ein Lüfter in das Ladegerätgehäuse eingebaut werden.