تعداد زیادی مدار و طرح وجود دارد که به ما امکان شارژ باتری خودرو را می دهد؛ در این مقاله تنها تعدادی از آنها را بررسی می کنیم، اما جالب ترین و ساده ترین آنها ممکن است.

به عنوان پایه این شارژر ماشین، بیایید یکی از ساده ترین مدارهایی را که می توانم در اینترنت پیدا کنم، در نظر بگیریم؛ اول از همه، من این واقعیت را دوست داشتم که ترانسفورماتور را می توان از یک تلویزیون قدیمی قرض گرفت.

همانطور که در بالا گفتم، گرانترین قسمت شارژر را از منبع تغذیه Record TV برداشتم؛ معلوم شد که ترانسفورماتور برق TS-160 است که بسیار خوشایند بود؛ علامتی داشت که تمام ولتاژها و جریان های ممکن را نشان می داد. . من ترکیبی را با حداکثر جریان انتخاب کردم، یعنی از سیم پیچ ثانویه 6.55 ولت در 7.5 آمپر گرفتم.

اما همانطور که می دانید شارژ باتری خودرو به 12 ولت نیاز دارد، بنابراین ما به سادگی دو سیم پیچ با پارامترهای یکسان را به صورت سری (9 و 9 اینچ و 10 و 10 اینچ) به هم وصل می کنیم. و در خروجی ولتاژ AC 6.55 + 6.55 = 13.1 ولت دریافت می کنیم. برای صاف کردن آن، باید یک پل دیود جمع کنید، اما با توجه به قدرت جریان بالا، دیودها نباید ضعیف باشند. (می توانید پارامترهای آنها را در آن مشاهده کنید). من دیودهای داخلی D242A را که مدار توصیه کرده بود گرفتم

از درس مهندسی برق می دانیم که باتری تخلیه شده دارای ولتاژ پایینی است که با شارژ شدن آن افزایش می یابد. بر اساس قدرت فعلی در ابتدای فرآیند شارژ، بسیار بالا خواهد بود. و جریان زیادی از دیودها عبور می کند که باعث گرم شدن دیودها می شود. بنابراین، برای اینکه آنها نسوزند، باید از رادیاتور استفاده کنید. ساده ترین راه برای استفاده از رادیاتور استفاده از کیس منبع تغذیه بدون کار از رایانه است. خوب، برای اینکه بفهمیم باتری در چه مرحله ای شارژ می شود، از آمپر متری استفاده می کنیم که به صورت سری وصل می کنیم. هنگامی که جریان شارژ به 1 آمپر کاهش می یابد، باتری را کاملاً شارژ می کنیم. فیوز را از مدار خارج نکنید، در غیر این صورت هنگامی که سیم پیچ ثانویه بسته می شود (که گاهی اوقات ممکن است با اتصال کوتاه یکی از دیودها اتفاق بیفتد)، ترانسفورماتور برق شما خاموش می شود.

شارژر خانگی ساده ای که در زیر مورد بحث قرار می گیرد محدودیت های زیادی برای تنظیم جریان شارژ تا 10 آمپر دارد و در شارژ باتری های مختلف باتری های استارت طراحی شده برای ولتاژ 12 ولت بسیار عالی عمل می کند، یعنی برای اکثر خودروهای مدرن مناسب است.

مدار شارژر روی یک رگولاتور تریاک، با پل دیودی اضافی و مقاومت های R3 و R5 ساخته شده است.

عملکرد دستگاههنگامی که برق در نیم سیکل مثبت اعمال می شود، خازن C2 از طریق مدار R3 - VD1 - R1 و R2 - SA1 شارژ می شود. با نیم چرخه منفی، خازن C2 از طریق دیود VD2 شارژ می شود؛ فقط قطبیت شارژ تغییر می کند. هنگامی که به سطح شارژ آستانه رسید، یک لامپ نئون روی خازن چشمک می زند و خازن از طریق آن و الکترود کنترل smistor VS1 تخلیه می شود. در این صورت دومی برای مدت باقی مانده تا پایان نیم فصل باز می شود. فرآیند توصیف شده چرخه ای است و در هر نیم چرخه شبکه تکرار می شود.

از مقاومت R6 برای تولید پالس های جریان تخلیه استفاده می شود که باعث افزایش عمر باتری می شود. ترانسفورماتور باید ولتاژ سیم پیچ ثانویه 20 ولت در جریان 10 آمپر را تامین کند. تریاک و دیودها باید روی رادیاتور قرار گیرند. توصیه می شود مقاومت R1 تنظیم کننده جریان شارژ را در پانل جلویی قرار دهید.

هنگام تنظیم مدار، ابتدا محدودیت جریان شارژ مورد نیاز را با مقاومت R2 تنظیم کنید. یک آمپر متر 10 آمپر در مدار باز قرار می گیرد، سپس دسته مقاومت متغیر R1 در موقعیت شدید و مقاومت R2 در موقعیت مخالف قرار می گیرد و دستگاه به شبکه متصل می شود. با حرکت دکمه R2، مقدار مورد نیاز حداکثر جریان شارژ را تنظیم کنید. در نهایت، مقیاس مقاومت R1 بر حسب آمپر کالیبره شده است. باید به خاطر داشت که هنگام شارژ باتری، جریان عبوری از آن تا پایان فرآیند به طور متوسط ​​20٪ کاهش می یابد. بنابراین، قبل از شروع عملیات، باید جریان اولیه را کمی بالاتر از مقدار نامی تنظیم کنید. پایان فرآیند شارژ با استفاده از یک ولت متر تعیین می شود - ولتاژ باتری قطع شده باید 13.8 - 14.2 ولت باشد.

شارژر اتوماتیک ماشین- مدار زمانی که ولتاژ آن تا حد معینی افت کرد، باتری را برای شارژ روشن می کند و با رسیدن به حداکثر آن را خاموش می کند. حداکثر ولتاژ باتری خودروهای اسیدی 14.2...14.5 ولت و حداقل ولتاژ مجاز در هنگام دشارژ 10.8 ولت است.

سوئیچ قطبی ولتاژ اتوماتیک برای شارژر- طراحی شده برای شارژ باتری های دوازده ولتی خودرو. ویژگی اصلی آن این است که امکان اتصال باتری با هر قطبی را فراهم می کند.

شارژر اتوماتیک- مدار شامل یک تثبیت کننده جریان در ترانزیستور VT1، یک دستگاه کنترل در مقایسه کننده D1، تریستور VS1 برای تثبیت وضعیت و ترانزیستور کلید VT2 است که عملکرد رله K1 را کنترل می کند.

تعمیر و شارژ باتری ماشین- روش ترمیم با جریان "نامتقارن". در این حالت نسبت جریان شارژ و دشارژ 10:1 (حالت بهینه) انتخاب می شود. این حالت به شما امکان می دهد نه تنها باتری های سولفاته را بازیابی کنید، بلکه می توانید عملیات پیشگیرانه باتری های قابل تعمیر را نیز انجام دهید.

روش بازیابی باتری های اسیدی با استفاده از جریان متناوب- فن آوری بازیابی باتری های سرب با جریان متناوب به شما امکان می دهد تا به سرعت مقاومت داخلی را به مقدار کارخانه کاهش دهید، با گرم شدن جزئی الکترولیت. نیم چرخه مثبت جریان به طور کامل در هنگام شارژ باتری ها با سولفاته کاری جزئی استفاده می شود، زمانی که قدرت پالس جریان شارژ برای بازیابی صفحات کافی باشد.

اگر یک باتری ژله ای در ماشین خود دارید، این سوال پیش می آید که چگونه آن را شارژ کنید. بنابراین، من این مدار ساده را روی تراشه L200C که یک تثبیت کننده ولتاژ معمولی با محدود کننده جریان خروجی قابل برنامه ریزی است، پیشنهاد می کنم. R2-R6 - مقاومت های تنظیم جریان. توصیه می شود ریز مدار را روی رادیاتور قرار دهید. مقاومت R7 ولتاژ خروجی را از 14 تا 15 ولت تنظیم می کند.

اگر از دیودها در جعبه فلزی استفاده می کنید، نیازی به نصب آنها روی رادیاتور نیست. ما یک ترانسفورماتور با ولتاژ خروجی روی سیم پیچ ثانویه 15 ولت انتخاب می کنیم.

یک مدار نسبتاً ساده که برای جریان شارژ ده آمپر طراحی شده است، به خوبی با باتری های یک وسیله نقلیه کاماز مقابله می کند.

باتری های سرب اسید برای شرایط کاری بسیار حیاتی هستند. یکی از این شرایط شارژ و دشارژ باتری است. بار بیش از حد منجر به جوشیدن الکترولیت و فرآیندهای مخرب در صفحات مثبت می شود. اگر جریان شارژ زیاد باشد، این فرآیندها تشدید می شوند

چندین مدار ساده برای شارژ باتری خودرو در نظر گرفته شده است.

مدار شارژر اتوماتیک باتری ماشین که در این مقاله توضیح داده شده است به شما امکان می دهد باتری را در یک ماشین در حالت اتوماتیک شارژ کنید، یعنی مدار به طور خودکار در پایان فرآیند شارژ باتری را خاموش می کند.

گاهی اوقات نیاز به شارژ باتری دور از یک گاراژ آرام و دنج وجود دارد، اما هیچ شارژی وجود ندارد. فرقی نمی کند، بیایید سعی کنیم آن را از آنچه بود شکل دهیم. به عنوان مثال، برای ساده ترین شارژ به یک لامپ رشته ای و یک دیود نیاز داریم.

شما می توانید هر لامپ رشته ای را بگیرید، اما با ولتاژ 220 ولت، اما دیود باید قدرتمند باشد و برای جریان حداکثر 10 آمپر طراحی شده باشد، بنابراین بهتر است آن را روی رادیاتور نصب کنید.

برای افزایش جریان شارژ، می توان لامپ را با بار قوی تری جایگزین کرد، به عنوان مثال یک بخاری برقی.

در زیر نموداری از یک مدار شارژر کمی پیچیده تر است که بار آن دیگ بخار، اجاق برقی یا موارد مشابه است.

پل دیود را می توان از یک منبع تغذیه کامپیوتر قدیمی قرض گرفت. اما از دیودهای شاتکی استفاده نکنید، اگرچه آنها کاملا قدرتمند هستند، ولتاژ معکوس آنها حدود 50-60 ولت است، بنابراین بلافاصله می سوزند.

این عکس یک شارژر اتوماتیک خانگی برای شارژ باتری های 12 ولتی ماشین با جریان حداکثر 8 آمپر را نشان می دهد که در محفظه ای از یک میلی ولت متر B3-38 مونتاژ شده است.

چرا باید باتری ماشین خود را شارژ کنید؟
شارژر

باتری خودرو با استفاده از ژنراتور الکتریکی شارژ می شود. برای محافظت از تجهیزات و دستگاه های الکتریکی در برابر افزایش ولتاژ تولید شده توسط ژنراتور خودرو، یک رله تنظیم کننده پس از آن نصب می شود که ولتاژ را در شبکه آنبورد خودرو به 0.2 ± 14.1 ولت محدود می کند. برای شارژ کامل باتری، یک ولتاژ حداقل 14.5 IN مورد نیاز است.

بنابراین، شارژ کامل باتری از ژنراتور غیرممکن است و قبل از شروع هوای سرد، لازم است باتری را از شارژر شارژ کنید.

تجزیه و تحلیل مدارهای شارژر

طرح ساخت شارژر از منبع تغذیه رایانه جذاب به نظر می رسد. نمودارهای ساختاری منابع تغذیه کامپیوتر یکسان است، اما برق ها متفاوت هستند و اصلاح نیاز به مدارک بالای مهندسی رادیو دارد.

من به مدار خازن شارژر علاقه داشتم، راندمان بالا است، گرما تولید نمی کند، بدون توجه به وضعیت شارژ باتری و نوسانات در شبکه تامین، جریان شارژ پایداری را ارائه می دهد و از خروجی نمی ترسد. اتصال کوتاه اما یک عیب هم دارد. اگر در حین شارژ، تماس با باتری از بین برود، ولتاژ خازن ها چندین بار افزایش می یابد (خازن ها و ترانسفورماتور یک مدار نوسانی تشدید کننده با فرکانس شبکه را تشکیل می دهند) و از بین می روند. لازم بود فقط این یک عیب را از بین ببرم که موفق شدم انجام دهم.

نتیجه یک مدار شارژر بدون معایب ذکر شده در بالا بود. بیش از 16 سال است که هر باتری اسیدی 12 ولتی را با آن شارژ می کنم. دستگاه بی عیب و نقص کار می کند.

نمودار شماتیک شارژر ماشین

با وجود پیچیدگی ظاهری، مدار یک شارژر خانگی ساده است و تنها از چند واحد عملکردی کامل تشکیل شده است.

اگر مدار تکرار برای شما پیچیده به نظر می رسد، می توانید مدار دیگری را مونتاژ کنید که بر اساس همان اصل کار می کند، اما بدون عملکرد خاموش شدن خودکار هنگامی که باتری کاملاً شارژ می شود.

مدار محدود کننده جریان در خازن های بالاست

در یک شارژر ماشین خازنی، تنظیم مقدار و تثبیت جریان شارژ باتری با اتصال خازن های بالاست C4-C9 به صورت سری با سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور قدرت T1 تضمین می شود. هرچه ظرفیت خازن بیشتر باشد، جریان شارژ باتری بیشتر است.

در عمل، این یک نسخه کامل از شارژر است؛ می توانید یک باتری را بعد از پل دیود وصل کرده و آن را شارژ کنید، اما قابلیت اطمینان چنین مداری کم است. اگر تماس با پایانه های باتری قطع شود، ممکن است خازن ها از کار بیفتند.

ظرفیت خازن ها، که به بزرگی جریان و ولتاژ روی سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور بستگی دارد، تقریباً با فرمول قابل تعیین است، اما با استفاده از داده های جدول، پیمایش آسان تر است.

برای تنظیم جریان به منظور کاهش تعداد خازن ها می توان آنها را به صورت موازی به صورت گروهی وصل کرد. سوئیچینگ من با استفاده از یک سوئیچ دو نوار انجام می شود، اما می توانید چندین سوئیچ ضامن نصب کنید.

مدار حفاظتی
از اتصال نادرست قطب های باتری

مدار حفاظت در برابر معکوس شدن قطبیت شارژر در صورت اتصال نادرست باتری به پایانه ها با استفاده از رله P3 ساخته می شود. اگر باتری به درستی وصل شده باشد، دیود VD13 جریان را عبور نمی دهد، رله خاموش می شود، کنتاکت های رله K3.1 باز هستند و جریانی به پایانه های باتری نمی رسد. با اتصال صحیح، رله فعال می شود، کنتاکت های K3.1 بسته می شوند و باتری به مدار شارژ متصل می شود. این مدار حفاظتی با قطبیت معکوس را می توان با هر شارژر اعم از ترانزیستور و تریستور استفاده کرد. کافی است آن را به شکاف سیم هایی که باتری با آن به شارژر متصل است وصل کنید.

مدار برای اندازه گیری جریان و ولتاژ شارژ باتری

به لطف وجود سوئیچ S3 در نمودار بالا، هنگام شارژ باتری، می توان نه تنها میزان جریان شارژ، بلکه ولتاژ را نیز کنترل کرد. در موقعیت بالای S3، جریان اندازه گیری می شود، در موقعیت پایین ولتاژ اندازه گیری می شود. اگر شارژر به برق وصل نباشد، ولت متر ولتاژ باتری را نشان می دهد و زمانی که باتری در حال شارژ است، ولتاژ شارژ را نشان می دهد. یک میکرو آمپرمتر M24 با سیستم الکترومغناطیسی به عنوان هد استفاده می شود. R17 در حالت اندازه گیری جریان، هد را دور می زند و R18 هنگام اندازه گیری ولتاژ به عنوان یک تقسیم کننده عمل می کند.

مدار خاموش شدن خودکار شارژر
زمانی که باتری به طور کامل شارژ شود

برای تغذیه تقویت کننده عملیاتی و ایجاد ولتاژ مرجع، از تراشه تثبیت کننده 9 ولت 142EN8G نوع DA1 استفاده می شود. این ریز مدار تصادفی انتخاب نشده است. هنگامی که دمای بدنه ریز مدار 10 درجه تغییر می کند، ولتاژ خروجی بیش از صدم ولت تغییر نمی کند.

سیستم خاموش کردن خودکار شارژ هنگامی که ولتاژ به 15.6 ولت می رسد بر روی نیمی از تراشه A1.1 ساخته شده است. پایه 4 ریز مدار به یک تقسیم کننده ولتاژ R7، R8 وصل می شود که ولتاژ مرجع 4.5 ولت از آن تامین می شود. پایه 4 ریز مدار با استفاده از مقاومت های R4-R6 به تقسیم کننده دیگری متصل می شود، مقاومت R5 یک مقاومت تنظیم کننده است. آستانه عملکرد دستگاه را تنظیم کنید. مقدار مقاومت R9 آستانه روشن کردن شارژر را روی 12.54 ولت تنظیم می کند. به لطف استفاده از دیود VD7 و مقاومت R9، هیسترزیس لازم بین ولتاژ روشن و خاموش شدن شارژ باتری ایجاد می شود.

این طرح به شرح زیر عمل می کند. هنگام اتصال باتری خودرو به یک شارژر، ولتاژ در پایانه های آن کمتر از 16.5 ولت است، ولتاژ کافی برای باز کردن ترانزیستور VT1 در پایه 2 ریز مدار A1.1 برقرار می شود، ترانزیستور باز می شود و رله P1 فعال می شود، وصل می شود. اتصال K1.1 به شبکه از طریق یک بلوک خازن، سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور و شارژ باتری شروع می شود.

به محض اینکه ولتاژ شارژ به 16.5 ولت برسد، ولتاژ در خروجی A1.1 به مقدار کافی برای حفظ ترانزیستور VT1 در حالت باز کاهش می یابد. رله خاموش می شود و کنتاکت های K1.1 ترانسفورماتور را از طریق خازن آماده به کار C4 متصل می کند که در آن جریان شارژ برابر با 0.5 A خواهد بود. مدار شارژر در این حالت خواهد بود تا زمانی که ولتاژ باتری به 12.54 ولت کاهش یابد. به محض اینکه ولتاژ برابر با 12.54 ولت تنظیم شود، رله دوباره روشن می شود و شارژ با جریان مشخص شده ادامه می یابد. در صورت لزوم می توان سیستم کنترل خودکار را با استفاده از سوئیچ S2 غیرفعال کرد.

بنابراین سیستم نظارت خودکار شارژ باتری، امکان شارژ بیش از حد باتری را از بین خواهد برد. باتری را می توان حداقل برای یک سال کامل به شارژر همراه متصل نگه داشت. این حالت برای رانندگانی که فقط در تابستان رانندگی می کنند مرتبط است. پس از پایان فصل مسابقه، می توانید باتری را به شارژر متصل کرده و فقط در بهار خاموش کنید. حتی اگر برق قطع شود، پس از بازگشت، شارژر به شارژ باتری به طور معمول ادامه می دهد.

اصل عملکرد مدار برای خاموش شدن خودکار شارژر در صورت ولتاژ اضافی به دلیل عدم بار جمع آوری شده در نیمه دوم تقویت کننده عملیاتی A1.2 یکسان است. فقط آستانه قطع کامل شارژر از شبکه تغذیه روی 19 ولت تنظیم شده است. اگر ولتاژ شارژ کمتر از 19 ولت باشد، ولتاژ در خروجی 8 تراشه A1.2 برای نگه داشتن ترانزیستور VT2 در حالت باز کافی است. ، که در آن ولتاژ به رله P2 اعمال می شود. به محض اینکه ولتاژ شارژ از 19 ولت بیشتر شود، ترانزیستور بسته می شود، رله کنتاکت های K2.1 را آزاد می کند و تغذیه ولتاژ به شارژر به طور کامل متوقف می شود. به محض اتصال باتری، مدار اتوماسیون را تغذیه می کند و شارژر بلافاصله به حالت کار باز می گردد.

طراحی شارژر اتوماتیک

تمام قطعات شارژر در محفظه V3-38 میلی‌متر قرار می‌گیرد که تمام محتویات آن به جز دستگاه اشاره‌گر از آن خارج شده است. نصب عناصر، به جز مدار اتوماسیون، با استفاده از روش لولایی انجام می شود.

طراحی محفظه میلی‌متر شامل دو قاب مستطیلی است که با چهار گوشه به هم متصل شده‌اند. سوراخ هایی با فاصله مساوی در گوشه ها ایجاد شده است که اتصال قطعات به آنها راحت است.

ترانسفورماتور قدرت TN61-220 با چهار پیچ M4 روی یک صفحه آلومینیومی به ضخامت 2 میلی متر محکم می شود، صفحه نیز به نوبه خود با پیچ های M3 به گوشه های پایینی کیس وصل می شود. ترانسفورماتور قدرت TN61-220 با چهار پیچ M4 روی یک صفحه آلومینیومی به ضخامت 2 میلی متر محکم می شود، صفحه نیز به نوبه خود با پیچ های M3 به گوشه های پایینی کیس وصل می شود. C1 نیز روی این صفحه نصب شده است. عکس نمایی از شارژر را از زیر نشان می دهد.

یک صفحه فایبرگلاس به ضخامت 2 میلی متر نیز به گوشه های بالایی کیس وصل شده و خازن های C4-C9 و رله های P1 و P2 به آن پیچ می شوند. یک برد مدار چاپی نیز به این گوشه ها پیچ می شود که مدار کنترل خودکار شارژ باتری روی آن لحیم شده است. در واقع، تعداد خازن ها مانند نمودار شش عدد نیست، بلکه 14 عدد است، زیرا برای به دست آوردن یک خازن با مقدار مورد نیاز، باید آنها را به صورت موازی وصل کنید. خازن ها و رله ها از طریق یک کانکتور (آبی در عکس بالا) به بقیه مدار شارژر متصل می شوند که دسترسی به سایر عناصر را در حین نصب آسان تر می کند.

یک رادیاتور آلومینیومی پره‌دار در قسمت بیرونی دیوار عقب برای خنک کردن دیودهای برق VD2-VD5 نصب شده است. همچنین یک فیوز 1 A Pr1 و یک دوشاخه (برگرفته از منبع تغذیه کامپیوتر) برای تامین برق وجود دارد.

دیودهای برق شارژر با استفاده از دو میله گیره به رادیاتور داخل کیس محکم می شوند. برای این منظور یک سوراخ مستطیلی در دیواره عقب کیس ایجاد می شود. این راه حل فنی به ما این امکان را می دهد که میزان گرمای تولید شده در داخل کیس را به حداقل برسانیم و در فضا صرفه جویی کنیم. سرنخ‌های دیود و سیم‌های منبع تغذیه بر روی یک نوار شل ساخته شده از فایبرگلاس فویل لحیم می‌شوند.

عکس نمایی از یک شارژر خانگی را در سمت راست نشان می دهد. نصب مدار الکتریکی با سیم های رنگی، ولتاژ متناوب - قهوه ای، مثبت - قرمز، منفی - آبی انجام می شود. سطح مقطع سیم هایی که از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور به پایانه های اتصال باتری می آیند باید حداقل 1 میلی متر مربع باشد.

شنت آمپرمتر قطعه ای از سیم ثابت با مقاومت بالا به طول حدود یک سانتی متر است که انتهای آن در نوارهای مسی مهر و موم شده است. طول سیم شنت هنگام کالیبره کردن آمپرمتر انتخاب می شود. سیم را از شنت تستر نشانگر سوخته برداشتم. یک سر نوارهای مسی مستقیماً به ترمینال خروجی مثبت لحیم می شود؛ یک هادی ضخیم که از تماس های رله P3 می آید به نوار دوم لحیم می شود. سیم های زرد و قرمز از شنت به دستگاه اشاره گر می روند.

برد مدار چاپی واحد اتوماسیون شارژر

مدار تنظیم خودکار و محافظت در برابر اتصال نادرست باتری به شارژر روی یک برد مدار چاپی ساخته شده از فویل فایبرگلاس لحیم شده است.

عکس ظاهر مدار مونتاژ شده را نشان می دهد. طراحی برد مدار چاپی برای مدار کنترل و حفاظت خودکار ساده است، سوراخ ها با گام 2.5 میلی متر ساخته شده اند.

عکس بالا نمایی از برد مدار چاپی را از سمت نصب نشان می دهد که قطعات آن با رنگ قرمز مشخص شده اند. این نقاشی هنگام مونتاژ یک برد مدار چاپی راحت است.

نقشه برد مدار چاپی بالا هنگام ساخت آن با استفاده از فناوری چاپگر لیزری مفید خواهد بود.

و این ترسیم یک برد مدار چاپی هنگام اعمال مسیرهای حامل جریان یک برد مدار چاپی به صورت دستی مفید خواهد بود.

مقیاس ابزار اشاره گر میلی ولت متر V3-38 با اندازه های مورد نیاز مطابقت نداشت، بنابراین مجبور شدم نسخه خودم را روی رایانه بکشم، آن را روی کاغذ سفید ضخیم چاپ کنم و لحظه را روی مقیاس استاندارد با چسب بچسبانم.

به لطف مقیاس بزرگتر و کالیبراسیون دستگاه در ناحیه اندازه گیری، دقت خواندن ولتاژ 0.2 ولت بود.

سیم برای اتصال شارژر به باتری و پایانه های شبکه

سیم های اتصال باتری خودرو به شارژر از یک طرف به گیره تمساح و از طرف دیگر به دو سر آن مجهز شده است. سیم قرمز برای اتصال ترمینال مثبت باتری و سیم آبی برای اتصال ترمینال منفی انتخاب می شود. سطح مقطع سیم ها برای اتصال به دستگاه باتری باید حداقل 1 میلی متر مربع باشد.

شارژر با استفاده از یک سیم یونیورسال با دوشاخه و پریز به شبکه برق متصل می شود، همانطور که برای اتصال رایانه ها، تجهیزات اداری و سایر لوازم الکتریکی استفاده می شود.

درباره قطعات شارژر

ترانسفورماتور قدرت T1 از نوع TN61-220 استفاده می شود که سیم پیچ های ثانویه آن به صورت سری متصل می شوند، همانطور که در نمودار نشان داده شده است. از آنجایی که راندمان شارژر حداقل 0.8 است و جریان شارژ معمولاً از 6 آمپر تجاوز نمی کند، هر ترانسفورماتور با توان 150 وات این کار را انجام می دهد. سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور باید ولتاژ 18-20 ولت را در جریان بار تا 8 آمپر فراهم کند. اگر ترانسفورماتور آماده وجود نداشته باشد، می توانید هر توان مناسب را بگیرید و سیم پیچ ثانویه را به عقب برگردانید. شما می توانید تعداد چرخش سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور را با استفاده از یک ماشین حساب مخصوص محاسبه کنید.

خازن های C4-C9 نوع MBGCh برای ولتاژ حداقل 350 ولت. می توانید از هر نوع خازن که برای کار در مدارهای جریان متناوب طراحی شده است استفاده کنید.

دیودهای VD2-VD5 برای هر نوع مناسبی هستند که برای جریان 10 A درجه بندی شده اند. VD7، VD11 - هر نوع سیلیکونی پالسی. VD6، VD8، VD10، VD5، VD12 و VD13 هر کدام هستند که می توانند جریان 1 A را تحمل کنند. LED VD1 هر باشد، VD9 من از نوع KIPD29 استفاده کردم. از ویژگی های بارز این LED تغییر رنگ آن با تغییر قطبیت اتصال است. برای تعویض آن، از کنتاکت های K1.2 رله P1 استفاده می شود. هنگام شارژ با جریان اصلی، LED به رنگ زرد روشن می شود و در هنگام تغییر به حالت شارژ باتری، سبز روشن می شود. به جای یک LED باینری، می توانید هر دو LED تک رنگ را با اتصال آنها مطابق نمودار زیر نصب کنید.

تقویت کننده عملیاتی انتخاب شده KR1005UD1، آنالوگ AN6551 خارجی است. چنین تقویت کننده هایی در واحد صدا و تصویر ضبط کننده ویدئو VM-12 استفاده شد. خوبی آمپلی فایر این است که نیازی به منبع تغذیه دوقطبی یا مدارهای اصلاحی ندارد و در ولتاژ تغذیه 5 تا 12 ولت کار می کند. تقریباً می توان آن را با هر مشابه دیگری جایگزین کرد. به عنوان مثال، LM358، LM258، LM158 برای جایگزینی ریز مدارها مناسب هستند، اما شماره پین ​​آنها متفاوت است و شما باید تغییراتی در طراحی برد مدار چاپی ایجاد کنید.

رله‌های P1 و P2 برای ولتاژ 9-12 ولت و کنتاکت‌هایی که برای جریان سوئیچینگ 1 آمپر طراحی شده‌اند. اگر چندین گروه تماس در رله وجود دارد، بهتر است آنها را به صورت موازی لحیم کنید.

سوئیچ S1 از هر نوع، طراحی شده برای کار در ولتاژ 250 ولت و داشتن تعداد کافی کنتاکت سوئیچینگ. اگر به مرحله تنظیم جریان 1 آمپر نیاز ندارید، می توانید چندین سوئیچ ضامن نصب کنید و جریان شارژ را مثلاً 5 آمپر و 8 آمپر تنظیم کنید. اگر فقط باتری های خودرو را شارژ می کنید، این راه حل کاملاً موجه است. سوئیچ S2 برای غیرفعال کردن سیستم کنترل سطح شارژ استفاده می شود. اگر باتری با جریان زیاد شارژ شود، ممکن است سیستم قبل از شارژ کامل باتری کار کند. در این صورت می توانید سیستم را خاموش کرده و به صورت دستی شارژ را ادامه دهید.

هر سر الکترومغناطیسی برای یک متر جریان و ولتاژ مناسب است، با جریان انحراف کل 100 μA، به عنوان مثال نوع M24. اگر نیازی به اندازه گیری ولتاژ نیست، بلکه فقط جریان دارد، می توانید یک آمپرمتر آماده را که برای حداکثر جریان اندازه گیری ثابت 10 آمپر طراحی شده است نصب کنید و با اتصال آن ها به باتری، ولتاژ را با یک تستر یا مولتی متر خارجی کنترل کنید. مخاطب.

راه اندازی واحد تنظیم و حفاظت خودکار واحد کنترل اتوماتیک

اگر برد به درستی مونتاژ شده باشد و تمام عناصر رادیویی در وضعیت مناسبی باشند، مدار بلافاصله کار می کند. تنها چیزی که باقی می ماند این است که آستانه ولتاژ را با مقاومت R5 تنظیم کنید، پس از رسیدن به آن، شارژ باتری به حالت شارژ جریان پایین تغییر می کند.

تنظیم را می توان به طور مستقیم هنگام شارژ باتری انجام داد. اما با این حال، بهتر است آن را ایمن بازی کنید و مدار کنترل و حفاظت خودکار واحد کنترل خودکار را قبل از نصب آن در محفظه بررسی و پیکربندی کنید. برای انجام این کار، به یک منبع تغذیه DC نیاز دارید که توانایی تنظیم ولتاژ خروجی را در محدوده 10 تا 20 ولت دارد، که برای جریان خروجی 0.5-1 A طراحی شده است. در مورد ابزار اندازه گیری، به هر وسیله ای نیاز دارید ولت متر، تستر اشاره گر یا مولتی متر طراحی شده برای اندازه گیری ولتاژ DC، با محدودیت اندازه گیری از 0 تا 20 ولت.

بررسی تثبیت کننده ولتاژ

پس از نصب تمام قطعات روی برد مدار چاپی، باید ولتاژ تغذیه 12-15 ولت را از منبع تغذیه به سیم مشترک (منهای) و پایه 17 تراشه DA1 (به اضافه) اعمال کنید. با تغییر ولتاژ در خروجی منبع تغذیه از 12 به 20 ولت، باید از یک ولت متر استفاده کنید تا مطمئن شوید که ولتاژ خروجی 2 چیپ تثبیت کننده ولتاژ DA1 9 ولت است. اگر ولتاژ متفاوت است یا تغییر می کند، پس DA1 معیوب است.

ریز مدارهای سری K142EN و آنالوگ ها دارای حفاظت در برابر اتصال کوتاه در خروجی هستند و اگر خروجی آن را به سیم مشترک اتصال کوتاه کنید، ریز مدار وارد حالت حفاظتی می شود و از کار نمی افتد. اگر آزمایش نشان دهد که ولتاژ در خروجی ریزمدار 0 است، این همیشه به این معنی نیست که معیوب است. این امکان وجود دارد که اتصال کوتاهی بین مسیرهای برد مدار چاپی وجود داشته باشد یا یکی از عناصر رادیویی در بقیه مدار معیوب باشد. برای بررسی ریز مدار کافی است پایه 2 آن را از برد جدا کنید و اگر 9 ولت روی آن ظاهر شد به این معنی است که ریز مدار کار می کند و باید اتصال کوتاه را پیدا و رفع کرد.

بررسی سیستم حفاظت از نوسانات

تصمیم گرفتم که اصل کار مدار را با بخش ساده تری از مدار که مشمول استانداردهای سختگیرانه ولتاژ کاری نیست، شروع کنم.

عملکرد جدا کردن شارژر از برق در صورت قطع باتری توسط بخشی از مدار که روی تقویت کننده دیفرانسیل عملیاتی A1.2 مونتاژ شده است (از این پس به عنوان op-amp نامیده می شود) انجام می شود.

اصل عملکرد تقویت کننده دیفرانسیل عملیاتی

بدون دانستن اصل عملکرد op-amp، درک عملکرد مدار دشوار است، بنابراین توضیح مختصری خواهم داد. آپ امپ دارای دو ورودی و یک خروجی است. یکی از ورودی ها که در نمودار با علامت + مشخص می شود غیر معکوس و ورودی دوم که با علامت «–» یا دایره مشخص می شود معکوس نامیده می شود. کلمه Op-amp دیفرانسیل به این معنی است که ولتاژ در خروجی تقویت کننده به اختلاف ولتاژ در ورودی های آن بستگی دارد. در این مدار، تقویت کننده عملیاتی بدون فیدبک، در حالت مقایسه کننده - مقایسه ولتاژهای ورودی روشن می شود.

بنابراین، اگر ولتاژ در یکی از ورودی ها بدون تغییر باقی بماند و در دوم تغییر کند، در لحظه عبور از نقطه برابری ولتاژ در ورودی ها، ولتاژ در خروجی تقویت کننده به طور ناگهانی تغییر می کند.

تست مدار حفاظت از نوسانات

بیایید به نمودار برگردیم. ورودی غیر معکوس تقویت کننده A1.2 (پایه 6) به یک تقسیم کننده ولتاژ مونتاژ شده در مقاومت های R13 و R14 متصل است. این تقسیم کننده به یک ولتاژ تثبیت شده 9 ولت وصل می شود و بنابراین ولتاژ در نقطه اتصال مقاومت ها هرگز تغییر نمی کند و 6.75 ولت است. ورودی دوم آپ امپ (پایه 7) به تقسیم کننده ولتاژ دوم وصل می شود. روی مقاومت های R11 و R12 مونتاژ شده است. این تقسیم کننده ولتاژ به شینی متصل است که جریان شارژ از آن عبور می کند و ولتاژ روی آن بسته به میزان جریان و وضعیت شارژ باتری تغییر می کند. بنابراین، مقدار ولتاژ در پایه 7 نیز بر این اساس تغییر خواهد کرد. مقاومت های تقسیم کننده به گونه ای انتخاب می شوند که وقتی ولتاژ شارژ باتری از 9 به 19 ولت تغییر می کند، ولتاژ در پایه 7 کمتر از پایه 6 و ولتاژ در خروجی op-amp (پایه 8) بیشتر خواهد بود. بیش از 0.8 ولت و نزدیک به ولتاژ منبع تغذیه. ترانزیستور باز می شود، ولتاژ به سیم پیچ رله P2 وارد می شود و کنتاکت های K2.1 را می بندد. ولتاژ خروجی نیز دیود VD11 را می بندد و مقاومت R15 در عملکرد مدار شرکت نمی کند.

به محض اینکه ولتاژ شارژ از 19 ولت تجاوز کرد (این فقط در صورتی اتفاق می افتد که باتری از خروجی شارژر جدا شده باشد)، ولتاژ در پایه 7 از پایه 6 بیشتر می شود. در این حالت، ولتاژ در محل کار خروجی آمپر به طور ناگهانی به صفر کاهش می یابد. ترانزیستور بسته می‌شود، رله قطع می‌شود و کنتاکت‌های K2.1 باز می‌شوند. ولتاژ تغذیه رم قطع می شود. در لحظه ای که ولتاژ در خروجی آپ امپ صفر می شود، دیود VD11 باز می شود و بنابراین، R15 به موازات R14 تقسیم کننده متصل می شود. ولتاژ در پایه 6 فوراً کاهش می یابد، که هنگامی که ولتاژ در ورودی های op-amp به دلیل ریپل و تداخل برابر باشد، مثبت کاذب را حذف می کند. با تغییر مقدار R15 می توانید هیسترزیس مقایسه کننده یعنی ولتاژی که مدار به حالت اولیه خود برمی گردد را تغییر دهید.

هنگامی که باتری به رم وصل می شود، ولتاژ پایه 6 دوباره روی 6.75 ولت تنظیم می شود و در پایه 7 ولتاژ کمتر می شود و مدار به طور معمول شروع به کار می کند.

برای بررسی عملکرد مدار کافی است ولتاژ منبع تغذیه را از 12 به 20 ولت تغییر دهید و به جای رله P2 یک ولت متر وصل کنید تا خوانش آن را مشاهده کنید. هنگامی که ولتاژ کمتر از 19 ولت است، ولت متر باید ولتاژ 17-18 ولت را نشان دهد (بخشی از ولتاژ در ترانزیستور کاهش می یابد) و اگر بیشتر باشد، صفر است. هنوز هم توصیه می شود سیم پیچ رله را به مدار وصل کنید، سپس نه تنها عملکرد مدار، بلکه عملکرد آن نیز بررسی می شود و با کلیک رله می توان عملکرد اتوماسیون را بدون ولت متر

اگر مدار کار نمی کند، باید ولتاژهای ورودی 6 و 7، خروجی op-amp را بررسی کنید. اگر ولتاژها با ولتاژهای ذکر شده در بالا متفاوت است، باید مقادیر مقاومت تقسیم کننده های مربوطه را بررسی کنید. اگر مقاومت های تقسیم کننده و دیود VD11 کار می کنند، بنابراین، op-amp معیوب است.

برای بررسی مدار R15، D11 کافی است یکی از پایانه های این عناصر را جدا کنید؛ مدار فقط بدون هیسترزیس کار می کند، یعنی با همان ولتاژی که از منبع تغذیه تامین می شود روشن و خاموش می شود. ترانزیستور VT12 را می توان به راحتی با جدا کردن یکی از پایه های R16 و نظارت بر ولتاژ در خروجی op-amp بررسی کرد. اگر ولتاژ خروجی آپ امپ به درستی تغییر کند و رله همیشه روشن باشد، به این معنی است که بین کلکتور و امیتر ترانزیستور خرابی وجود دارد.

بررسی مدار خاموش شدن باتری در صورت شارژ کامل

اصل عملکرد آپمپ A1.1 هیچ تفاوتی با عملکرد A1.2 ندارد، به استثنای توانایی تغییر آستانه قطع ولتاژ با استفاده از مقاومت برش R5.

برای بررسی عملکرد A1.1، ولتاژ تغذیه تامین‌شده از منبع تغذیه به آرامی در 12-18 ولت افزایش و کاهش می‌یابد. وقتی ولتاژ به 15.6 ولت می‌رسد، رله P1 باید خاموش شود و کنتاکت‌های K1.1 شارژر را به جریان کم تغییر دهند. حالت شارژ از طریق خازن C4. هنگامی که سطح ولتاژ به زیر 12.54 ولت کاهش می یابد، رله باید روشن شود و شارژر را با جریانی با مقدار معین به حالت شارژ تبدیل کند.

ولتاژ آستانه سوئیچینگ 12.54 ولت را می توان با تغییر مقدار مقاومت R9 تنظیم کرد، اما این ضروری نیست.

با استفاده از سوئیچ S2، می توان با روشن کردن مستقیم رله P1، حالت عملکرد خودکار را غیرفعال کرد.

مدار شارژر خازن
بدون خاموش شدن خودکار

برای کسانی که تجربه کافی در مونتاژ مدارهای الکترونیکی ندارند یا نیازی به خاموش کردن خودکار شارژر پس از شارژ باتری ندارند، من یک نسخه ساده شده از نمودار مدار شارژ باتری اسید-اسیدی خودرو را پیشنهاد می کنم. ویژگی متمایز مدار سهولت در تکرار، قابلیت اطمینان، راندمان بالا و جریان شارژ پایدار، محافظت در برابر اتصال نادرست باتری و ادامه شارژ خودکار در صورت از دست دادن ولتاژ تغذیه است.

اصل تثبیت جریان شارژ بدون تغییر باقی می ماند و با اتصال یک بلوک از خازن های C1-C6 به صورت سری با ترانسفورماتور شبکه تضمین می شود. برای محافظت در برابر اضافه ولتاژ روی سیم پیچ ورودی و خازن ها، از یکی از جفت کنتاکت های معمولی باز رله P1 استفاده می شود.

هنگامی که باتری وصل نیست، کنتاکت های رله های P1 K1.1 و K1.2 باز هستند و حتی اگر شارژر به برق وصل باشد، جریانی به مدار نمی رسد. اگر باتری را بر اساس قطبیت اشتباه وصل کنید، همین اتفاق می افتد. هنگامی که باتری به درستی وصل می شود، جریان حاصل از آن از طریق دیود VD8 به سیم پیچ رله P1 می گذرد، رله فعال می شود و کنتاکت های K1.1 و K1.2 آن بسته می شود. از طریق کنتاکت های بسته K1.1، ولتاژ اصلی به شارژر و از طریق K1.2 جریان شارژ به باتری می رسد.

در نگاه اول به نظر می رسد که به کنتاکت های رله K1.2 نیازی نیست، اما اگر آنها وجود نداشته باشند، اگر باتری به درستی وصل نشده باشد، جریان از ترمینال مثبت باتری از طریق ترمینال منفی شارژر عبور می کند، سپس از طریق پل دیود و سپس مستقیماً به ترمینال منفی باتری و دیودها، پل شارژر از کار می افتد.

مدار ساده پیشنهادی برای شارژ باتری ها را می توان به راحتی برای شارژ باتری ها در ولتاژ 6 ولت یا 24 ولت تطبیق داد. کافی است رله P1 را با ولتاژ مناسب جایگزین کنید. برای شارژ باتری های 24 ولتی، باید ولتاژ خروجی از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور T1 حداقل 36 ولت تأمین شود.

در صورت تمایل، مدار یک شارژر ساده را می توان با دستگاهی برای نشان دادن جریان و ولتاژ شارژ تکمیل کرد و آن را مانند مدار یک شارژر اتوماتیک روشن کرد.

چگونه باطری یک ماشین را شارژ کنیم
حافظه خانگی خودکار

قبل از شارژ، باتری خارج شده از ماشین باید از آلودگی تمیز شود و سطوح آن با محلول آبی نوشابه پاک شود تا بقایای اسید پاک شود. اگر روی سطح اسید وجود داشته باشد، محلول آبی سودا کف می کند.

اگر باتری دارای دوشاخه هایی برای پر کردن اسید است، باید تمام دوشاخه ها را باز کنید تا گازهای تشکیل شده در باتری در هنگام شارژ آزادانه خارج شوند. بررسی سطح الکترولیت ضروری است و اگر کمتر از حد نیاز است، آب مقطر اضافه کنید.

در مرحله بعد، باید جریان شارژ را با استفاده از کلید S1 روی شارژر تنظیم کنید و باتری را با رعایت قطبیت (ترمینال مثبت باتری باید به ترمینال مثبت شارژر متصل شود) به پایانه های آن وصل کنید. اگر سوئیچ S3 در موقعیت پایین باشد، فلش روی شارژر بلافاصله ولتاژی را که باتری تولید می کند نشان می دهد. تنها کاری که باید انجام دهید این است که سیم برق را به پریز وصل کنید و فرآیند شارژ باتری آغاز می شود. ولت متر از قبل شروع به نشان دادن ولتاژ شارژ می کند.

این مقاله به شما می گوید که چگونه با دستان خود یک دست ساز خانگی درست کنید. شما می توانید از هر مداری استفاده کنید، اما ساده ترین گزینه ساخت، بازسازی منبع تغذیه کامپیوتر است. اگر چنین بلوکی دارید، پیدا کردن یک کاربرد برای آن بسیار آسان خواهد بود. برای تغذیه مادربردها از ولتاژهای 5، 3.3، 12 ولت استفاده می شود. همانطور که متوجه شدید، ولتاژ مورد علاقه شما 12 ولت است. شارژر این امکان را به شما می دهد که باتری هایی را شارژ کنید که ظرفیت آنها بین 55 تا 65 آمپر ساعت است. به عبارت دیگر، شارژ مجدد باتری اکثر خودروها کافی است.

نمای کلی نمودار

برای ایجاد تغییر، باید از نمودار ارائه شده در مقاله استفاده کنید. ساخته شده با دستان خود از منبع تغذیه رایانه شخصی، به شما امکان می دهد جریان و ولتاژ شارژ را در خروجی کنترل کنید. توجه به این واقعیت ضروری است که محافظت در برابر اتصال کوتاه وجود دارد - فیوز 10 آمپر. اما نصب آن ضروری نیست، زیرا اکثر منابع تغذیه رایانه های شخصی دارای محافظی هستند که در صورت اتصال کوتاه دستگاه را خاموش می کند. بنابراین، مدارهای شارژر برای باتری ها از منابع تغذیه رایانه قادر به محافظت از خود در برابر اتصال کوتاه هستند.

کنترلر PSI (تعیین شده DA1)، به عنوان یک قاعده، در منبع تغذیه دو نوع - KA7500 یا TL494 استفاده می شود. حالا کمی تئوری آیا منبع تغذیه کامپیوتر می تواند باتری را به درستی شارژ کند؟ پاسخ مثبت است، زیرا باتری های سرب در اکثر خودروها ظرفیت 55-65 آمپر ساعت دارند. و برای شارژ معمولی به جریانی معادل 10٪ ظرفیت باتری نیاز دارد - بیش از 6.5 آمپر. اگر منبع تغذیه دارای توان بیش از 150 وات باشد، مدار "+12 V" آن قادر به ارائه چنین جریانی است.

مرحله اولیه بازسازی

برای تکرار یک شارژر باتری خانگی ساده، باید منبع تغذیه را کمی بهبود بخشید:

1. تمام سیم های غیر ضروری را از بین ببرید. از آهن لحیم کاری برای جدا کردن آنها استفاده کنید تا تداخلی ایجاد نشود.
2. با استفاده از نمودار ارائه شده در مقاله، یک مقاومت ثابت R1 را پیدا کنید که باید لحیم نشده باشد و در جای آن یک صاف کننده با مقاومت 27 کیلو اهم نصب کنید. یک ولتاژ ثابت "+12 V" باید متعاقباً به تماس بالایی این مقاومت اعمال شود. بدون این، دستگاه قادر به کار نخواهد بود.
3. پایه 16 ریز مدار از منفی جدا شده است.
4. در مرحله بعد، شما باید پایه های 15 و 14 را جدا کنید.

به نظر می رسد بسیار ساده و خانگی است. می توانید از هر مداری استفاده کنید، اما ساخت آن از منبع تغذیه رایانه آسان تر است - سبک تر، استفاده آسان تر و مقرون به صرفه تر است. در مقایسه با دستگاه های ترانسفورماتور، جرم دستگاه ها به طور قابل توجهی متفاوت است (همانطور که ابعاد).

تنظیمات شارژر

دیوار پشتی اکنون جلو خواهد بود؛ توصیه می شود آن را از یک قطعه مواد بسازید (تکسولیت ایده آل است). روی این دیوار لازم است یک تنظیم کننده جریان شارژ نصب شود که در نمودار R10 نشان داده شده است. بهتر است تا حد امکان از یک مقاومت سنسور جریان استفاده کنید - دو تا با قدرت 5 وات و مقاومت 0.2 اهم بگیرید. اما همه چیز به انتخاب مدار شارژر باتری بستگی دارد. برخی از طرح ها نیازی به استفاده از مقاومت های پرقدرت ندارند.

هنگام اتصال موازی آنها، قدرت دو برابر می شود و مقاومت برابر با 0.1 اهم می شود. در دیوار جلویی نیز نشانگرهایی وجود دارد - یک ولت متر و یک آمپر متر که به شما امکان می دهد پارامترهای مربوطه شارژر را نظارت کنید. برای تنظیم دقیق شارژر، از یک مقاومت برش استفاده می شود که با آن ولتاژ به پایه اول کنترلر PHI تامین می شود.

الزامات دستگاه

مونتاژ نهایی

سیم های نازک چند هسته ای باید به پایه های 1، 14، 15 و 16 لحیم شوند. عایق آنها باید قابل اعتماد باشد تا گرمایش تحت بار رخ ندهد، در غیر این صورت شارژر ماشین خانگی از کار می افتد. پس از مونتاژ، باید ولتاژ را با استفاده از یک مقاومت صاف کننده روی 14 ولت (+/-0.2 V) تنظیم کنید. این ولتاژی است که برای شارژ باتری ها عادی در نظر گرفته می شود. علاوه بر این، این مقدار باید در حالت بیکار (بدون بار متصل) باشد.

باید دو گیره تمساح روی سیم هایی که به باتری متصل می شوند نصب کنید. یکی قرمز، دیگری سیاه است. این را می توان در هر فروشگاه سخت افزار یا قطعات خودرو خریداری کرد. اینگونه می توانید یک شارژر خانگی ساده برای باتری ماشین تهیه کنید. نمودارهای اتصال: مشکی به منفی و قرمز به مثبت متصل است. فرآیند شارژ کاملاً خودکار است و نیازی به دخالت انسانی نیست. اما ارزش در نظر گرفتن مراحل اصلی این فرآیند را دارد.

فرآیند شارژ باتری

در طول چرخه اولیه، ولت متر ولتاژ تقریباً 12.4-12.5 ولت را نشان می دهد. اگر باتری ظرفیت 55 Ah دارد، باید رگولاتور را بچرخانید تا آمپرمتر مقدار 5.5 آمپر را نشان دهد. این بدان معنی است که جریان شارژ 5.5 A است. با شارژ شدن باتری، جریان کاهش می یابد و ولتاژ به حداکثر می رسد. در نتیجه، در انتها جریان 0 و ولتاژ 14 ولت خواهد بود.

صرف نظر از انتخاب مدارها و طرح شارژرهای مورد استفاده برای تولید، اصل کار تا حد زیادی مشابه است. هنگامی که باتری به طور کامل شارژ شد، دستگاه شروع به جبران جریان خود تخلیه می کند. بنابراین، شما خطر شارژ بیش از حد باتری را ندارید. بنابراین شارژر را می توان به مدت یک روز، یک هفته یا حتی یک ماه به باتری متصل کرد.

اگر ابزار اندازه گیری ندارید که از نصب آن در دستگاه بدتان نمی آید، می توانید آنها را رد کنید. اما برای این کار لازم است یک مقیاس برای پتانسیومتر درست کنید - برای نشان دادن موقعیت مقادیر جریان شارژ 5.5 A و 6.5 A. البته آمپرمتر نصب شده بسیار راحت تر است - می توانید به صورت بصری مشاهده کنید. فرآیند شارژ باتری اما یک شارژر باتری که با دستان خود و بدون استفاده از تجهیزات ساخته شده است، به راحتی قابل استفاده است.

برای اینکه ماشین روشن شود به انرژی نیاز دارد. این انرژی از باتری گرفته می شود. به عنوان یک قاعده، در حالی که موتور در حال کار است، از ژنراتور شارژ می شود. هنگامی که خودرو برای مدت طولانی استفاده نمی شود یا باتری آن معیوب است، به حالتی تخلیه می شود که که ماشین دیگر نمی تواند روشن شود. در این مورد، شارژ خارجی مورد نیاز است. شما می توانید چنین وسیله ای را بخرید یا خودتان آن را مونتاژ کنید، اما برای این کار به مدار شارژر نیاز دارید.

باتری ماشین چگونه کار می کند

باطری ماشین وقتی موتور خاموش است و برای روشن کردن آن طراحی شده است، نیرو را به دستگاه های مختلف در ماشین می رساند. بر اساس نوع اجرا، از باتری سرب اسیدی استفاده می شود. از نظر ساختاری، از شش باتری با ولتاژ اسمی 2.2 ولت که به صورت سری متصل شده اند، مونتاژ می شود. هر عنصر مجموعه ای از صفحات مشبک ساخته شده از سرب است. صفحات با مواد فعال پوشانده شده و در یک الکترولیت غوطه ور می شوند.

محلول الکترولیت حاوی آب مقطر و اسید سولفوریک. مقاومت در برابر سرما باتری به چگالی الکترولیت بستگی دارد. اخیراً فناوری‌هایی پدیدار شده‌اند که به الکترولیت اجازه می‌دهد در فیبر شیشه جذب شود یا با استفاده از ژل سیلیکا ضخیم شود و به حالت ژل مانند برسد.

هر صفحه دارای یک قطب منفی و مثبت است و با استفاده از جداکننده پلاستیکی از یکدیگر جدا می شوند. بدنه محصول از پروپیلن ساخته شده است که توسط اسید از بین نمی رود و به عنوان دی الکتریک عمل می کند. قطب مثبت الکترود با دی اکسید سرب و قطب منفی با سرب اسفنجی پوشیده شده است. اخیراً باتری های قابل شارژ با الکترودهای ساخته شده از آلیاژ سرب-کلسیم شروع به تولید کرده اند. این باتری ها کاملا آب بندی شده و نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند.

هنگامی که یک بار به باتری متصل می شود، ماده فعال روی صفحات با محلول الکترولیت واکنش شیمیایی می دهد و جریان الکتریکی تولید می کند. الکترولیت به مرور زمان به دلیل رسوب سولفات سرب روی صفحات تخلیه می شود. باتری شروع به از دست دادن شارژ می کند. در طول فرآیند شارژ، یک واکنش شیمیاییبه ترتیب معکوس رخ می دهد، سولفات سرب و آب تبدیل می شوند، چگالی الکترولیت افزایش می یابد و شارژ دوباره برقرار می شود.

باتری ها با مقدار خود تخلیه مشخص می شوند. هنگامی که باتری غیرفعال است در باتری رخ می دهد. دلیل اصلی آلودگی سطح باتری و کیفیت پایین دستگاه تقطیر است. سرعت خود تخلیه با از بین رفتن صفحات سربی تسریع می شود.

انواع شارژر

تعداد زیادی از مدارهای شارژر خودرو با استفاده از پایه های عناصر مختلف و رویکردهای اساسی توسعه یافته اند. با توجه به اصل عملکرد، دستگاه های شارژ به دو گروه تقسیم می شوند:

1. شارژرهای راه اندازی، طراحی شده برای روشن کردن موتور در زمانی که باتری کار نمی کند. با وارد کردن مختصر جریان زیاد به پایانه های باتری، استارت روشن شده و موتور روشن می شود و سپس باتری از ژنراتور خودرو شارژ می شود. آنها فقط برای یک مقدار فعلی خاص یا با قابلیت تنظیم مقدار آن تولید می شوند.
2. شارژرهای قبل از راه اندازی، سرنخ های دستگاه به پایانه های باتری متصل می شوند و جریان برای مدت طولانی تامین می شود. مقدار آن از ده آمپر تجاوز نمی کند و در این مدت انرژی باتری بازیابی می شود. آنها به نوبه خود به: تدریجی (زمان شارژ از 14 تا 24 ساعت)، شتاب (تا سه ساعت) و تهویه (حدود یک ساعت) تقسیم می شوند.

بر اساس طراحی مدار آنها، دستگاه های پالس و ترانسفورماتور متمایز می شوند. نوع اول از مبدل سیگنال فرکانس بالا استفاده می کند و با اندازه و وزن کوچک مشخص می شود. نوع دوم از ترانسفورماتور با واحد یکسو کننده به عنوان پایه استفاده می کند؛ ساخت آن آسان است. اما وزن زیادی دارندو راندمان پایین (بازده).

چه خودتان یک شارژر برای باتری خودرو درست کرده باشید و چه آن را از یک فروشگاه خرده فروشی خریداری کرده باشید، الزامات آن یکسان است، یعنی:

• پایداری ولتاژ خروجی؛
• ارزش کارایی بالا؛
• حفاظت از اتصال کوتاه؛
• نشانگر کنترل شارژ

یکی از ویژگی های اصلی شارژر میزان جریانی است که باتری را شارژ می کند. شارژ صحیح باتری و گسترش ویژگی های عملکرد آن تنها با انتخاب مقدار مورد نظر امکان پذیر است. سرعت شارژ نیز مهم است. هرچه جریان بیشتر باشد، سرعت بالاتر است، اما مقدار سرعت بالا منجر به تخریب سریع باتری می شود. اعتقاد بر این است که مقدار فعلی صحیح مقداری برابر با ده درصد ظرفیت باتری خواهد بود. ظرفیت به عنوان مقدار جریان تامین شده توسط باتری در واحد زمان تعریف می شود و بر حسب آمپر ساعت اندازه گیری می شود.

شارژر خانگی

هر علاقه‌مند به ماشین باید یک دستگاه شارژ داشته باشد، بنابراین اگر فرصت یا تمایلی برای خرید یک دستگاه آماده وجود ندارد، کاری باقی نمی‌ماند جز اینکه خودتان باتری را شارژ کنید. ساختن ساده ترین و چند منظوره ترین دستگاه ها با دستان خود آسان است. برای این کار به یک نمودار نیاز داریدو مجموعه ای از عناصر رادیویی همچنین امکان تبدیل منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) یا واحد کامپیوتر (AT) به دستگاهی برای شارژ مجدد باتری وجود دارد.

شارژر ترانسفورماتور

این دستگاه راحت ترین مونتاژ است و قطعات کمیاب ندارد. مدار از سه گره تشکیل شده است:

• تبدیل کننده؛
• بلوک یکسو کننده؛
• تنظیم کننده

ولتاژ از شبکه صنعتی به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور تامین می شود. خود ترانسفورماتور از هر نوع قابل استفاده است. از دو بخش تشکیل شده است: هسته و سیم پیچ. هسته از فولاد یا فریت مونتاژ شده است، سیم پیچ ها از مواد رسانا ساخته شده اند.

اصل کار ترانسفورماتور بر اساس ظاهر یک میدان مغناطیسی متناوب زمانی است که جریان از سیم پیچ اولیه عبور می کند و آن را به ثانویه منتقل می کند. برای به دست آوردن سطح ولتاژ مورد نیاز در خروجی، تعداد دور سیم پیچ ثانویه نسبت به سیم پیچ اولیه کوچکتر می شود. سطح ولتاژ سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور 19 ولت انتخاب شده است و توان آن باید ذخیره سه برابری جریان شارژ را فراهم کند.

از ترانسفورماتور، ولتاژ کاهش یافته از پل یکسو کننده عبور می کند و به یک رئوستات متصل به باتری می رود. رئوستات برای تنظیم ولتاژ و جریان با تغییر مقاومت طراحی شده است. مقاومت رئوستات از 10 اهم تجاوز نمی کند. مقدار جریان توسط یک آمپر متر متصل به صورت سری در جلوی باتری کنترل می شود. با این مدار، شارژ باتری با ظرفیت بیش از 50 Ah امکان پذیر نخواهد بود، زیرا رئوستات شروع به گرم شدن بیش از حد می کند.

می توانید مدار را با برداشتن رئوستات ساده کنید و مجموعه ای از خازن ها را در ورودی جلوی ترانسفورماتور نصب کنید که به عنوان راکتانس برای کاهش ولتاژ شبکه استفاده می شود. هرچه مقدار اسمی ظرفیت کمتر باشد، ولتاژ کمتری به سیم‌پیچ اولیه در شبکه وارد می‌شود.

ویژگی چنین مداری این است که باید از سطح سیگنال روی سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور اطمینان حاصل شود که یک و نیم برابر بیشتر از ولتاژ کاری بار است. این مدار بدون ترانسفورماتور قابل استفاده است اما بسیار خطرناک است. بدون عایق گالوانیکی، می توانید شوک الکتریکی دریافت کنید.

شارژر پالس

مزیت دستگاه های پالسی راندمان بالا و اندازه فشرده آنهاست. این دستگاه بر اساس یک تراشه مدولاسیون عرض پالس (PWM) است. طبق طرح زیر می توانید یک شارژر پالس قدرتمند را با دستان خود مونتاژ کنید.

درایور IR2153 به عنوان یک کنترلر PWM استفاده می شود. پس از دیودهای یکسو کننده، یک خازن قطبی C1 با ظرفیت در محدوده 47-470 μF و ولتاژ حداقل 350 ولت به موازات باتری قرار می گیرد. خازن نویزهای ولتاژ شبکه و نویز خط را حذف می کند. پل دیودی با جریان نامی بیش از چهار آمپر و با ولتاژ معکوس حداقل 400 ولت استفاده می شود. درایور ترانزیستورهای موثر میدان N-channel IRFI840GLC نصب شده روی رادیاتورها را کنترل می کند. جریان چنین شارژی تا 50 آمپر و توان خروجی تا 600 وات خواهد بود.

با استفاده از منبع تغذیه کامپیوتر با فرمت AT تبدیل شده می توانید با دستان خود یک شارژر پالس برای ماشین بسازید. آنها از ریزمدار معمولی TL494 به عنوان کنترل کننده PWM استفاده می کنند. خود اصلاح شامل افزایش سیگنال خروجی به 14 ولت است. برای انجام این کار، باید مقاومت صاف کننده را به درستی نصب کنید.

مقاومتی که پایه اول TL494 را به گذرگاه تثبیت شده + 5 ولت وصل می کند حذف می شود و به جای دومی که به شین 12 ولت متصل است، یک مقاومت متغیر با مقدار اسمی 68 کیلو اهم لحیم می شود. این مقاومت سطح ولتاژ خروجی مورد نیاز را تنظیم می کند. منبع تغذیه طبق نمودار نشان داده شده روی محفظه منبع تغذیه از طریق یک کلید مکانیکی روشن می شود.

دستگاه روی تراشه LM317

یک مدار شارژ نسبتا ساده اما پایدار به راحتی روی مدار مجتمع LM317 پیاده سازی می شود. ریز مدار یک سطح سیگنال 13.6 ولت با حداکثر جریان 3 آمپر را ارائه می دهد. تثبیت کننده LM317 مجهز به محافظ اتصال کوتاه داخلی است.

ولتاژ از طریق پایانه ها از منبع تغذیه مستقل DC 13-20 ولت به مدار دستگاه تامین می شود. جریان عبوری از نشانگر LED HL1 و ترانزیستور VT1 به تثبیت کننده LM317 می رسد. از خروجی آن به طور مستقیم به باتری از طریق X3، X4. تقسیم کننده مونتاژ شده روی R3 و R4 مقدار ولتاژ مورد نیاز را برای باز کردن VT1 تنظیم می کند. مقاومت متغیر R4 حد جریان شارژ را تعیین می کند و R5 سطح سیگنال خروجی را تنظیم می کند. ولتاژ خروجی از 13.6 تا 14 ولت قابل تنظیم است.

مدار را می توان تا حد امکان ساده کرد، اما قابلیت اطمینان آن کاهش می یابد.

در آن، مقاومت R2 جریان را انتخاب می کند. یک عنصر سیم نیکروم قدرتمند به عنوان یک مقاومت استفاده می شود. هنگامی که باتری تخلیه می شود، جریان شارژ حداکثر است، LED VD2 به شدت روشن می شود؛ با شارژ شدن باتری، جریان شروع به کاهش می کند و LED کم نور می شود.

شارژر از منبع تغذیه بدون وقفه

حتی اگر واحد الکترونیکی معیوب باشد، می توانید یک شارژر از یک منبع تغذیه اضطراری معمولی بسازید. برای انجام این کار، تمام قطعات الکترونیکی به جز ترانسفورماتور از دستگاه خارج می شود. یک مدار یکسو کننده، تثبیت جریان و محدود کننده ولتاژ به سیم پیچ ولتاژ بالا ترانسفورماتور 220 ولت اضافه شده است.

یکسو کننده با استفاده از هر دیود قدرتمند، به عنوان مثال، D-242 داخلی و یک خازن شبکه 2200 uF برای 35-50 ولت مونتاژ می شود. خروجی یک سیگنال با ولتاژ 18-19 ولت خواهد بود. یک ریز مدار LT1083 یا LM317 به عنوان تثبیت کننده ولتاژ استفاده می شود و باید روی رادیاتور نصب شود.

با اتصال باتری، ولتاژ 14.2 ولت تنظیم می شود. کنترل سطح سیگنال با استفاده از ولت متر و آمپرمتر راحت است. ولت متر به صورت موازی به پایانه های باتری و آمپرمتر به صورت سری متصل می شود. با شارژ شدن باتری، مقاومت آن افزایش یافته و جریان کاهش می یابد. ساختن رگولاتور با استفاده از یک تریاک متصل به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور مانند یک دیمر آسان تر است.

هنگام ساخت دستگاه خود، هنگام کار با شبکه 220 ولت AC باید ایمنی الکتریکی را به خاطر بسپارید. به عنوان یک قاعده، یک دستگاه شارژ درست ساخته شده از قطعات قابل تعمیر بلافاصله شروع به کار می کند، فقط باید جریان شارژ را تنظیم کنید.

انطباق با حالت عملکرد باتری های قابل شارژ، و به ویژه حالت شارژ، عملکرد بدون مشکل آنها را در تمام طول عمر آنها تضمین می کند. باتری ها با جریانی شارژ می شوند که مقدار آن را می توان با فرمول تعیین کرد

که در آن I میانگین جریان شارژ، A.، و Q ظرفیت الکتریکی پلاک باتری، Ah است.

یک شارژر کلاسیک برای باتری خودرو از یک ترانسفورماتور کاهنده، یکسو کننده و تنظیم کننده جریان شارژ تشکیل شده است. رئوستات های سیمی (نگاه کنید به شکل 1) و تثبیت کننده های جریان ترانزیستور به عنوان تنظیم کننده جریان استفاده می شوند.

در هر دو حالت، این عناصر قدرت حرارتی قابل توجهی تولید می کنند که باعث کاهش راندمان شارژر و افزایش احتمال خرابی آن می شود.

برای تنظیم جریان شارژ، می‌توانید از ذخیره‌ای از خازن‌هایی استفاده کنید که به صورت سری با سیم‌پیچ اصلی (شبکه) ترانسفورماتور متصل شده و به عنوان راکتانس‌هایی عمل می‌کنند که ولتاژ اضافی شبکه را کاهش می‌دهند. یک نسخه ساده از چنین دستگاهی در شکل نشان داده شده است. 2.

در این مدار، توان حرارتی (فعال) فقط روی دیودهای VD1-VD4 پل یکسو کننده و ترانسفورماتور آزاد می شود، بنابراین گرمایش دستگاه ناچیز است.

نقطه ضعف در شکل. 2 نیاز به ارائه ولتاژ در سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور یک و نیم برابر بیشتر از ولتاژ بار نامی (~ 18÷20V) است.

مدار شارژر که شارژ باتری های 12 ولتی را با جریان حداکثر 15 آمپر فراهم می کند و جریان شارژ را می توان در مراحل 1 آمپر از 1 به 15 آمپر تغییر داد، در شکل نشان داده شده است. 3.

این امکان وجود دارد که با شارژ کامل باتری دستگاه به طور خودکار خاموش شود. از اتصال کوتاه کوتاه مدت در مدار بار نمی ترسد و در آن خراب می شود.

سوئیچ های Q1 - Q4 را می توان برای اتصال ترکیبات مختلف خازن ها و در نتیجه تنظیم جریان شارژ استفاده کرد.

مقاومت متغیر R4 آستانه پاسخ K2 را تعیین می کند، که باید زمانی عمل کند که ولتاژ در پایانه های باتری برابر با ولتاژ یک باتری کاملاً شارژ شده باشد.

در شکل شکل 4 شارژر دیگری را نشان می دهد که در آن جریان شارژ به آرامی از صفر تا حداکثر مقدار تنظیم می شود.

تغییر جریان در بار با تنظیم زاویه باز شدن تریستور VS1 حاصل می شود. واحد کنترل بر روی یک ترانزیستور unjunction VT1 ساخته شده است. مقدار این جریان با موقعیت مقاومت متغیر R5 تعیین می شود. حداکثر جریان شارژ باتری 10 آمپر است که با آمپرمتر تنظیم شده است. دستگاه در قسمت برق و بار با فیوزهای F1 و F2 ارائه می شود.

نسخه ای از برد مدار چاپی شارژر (به شکل 4 مراجعه کنید)، در اندازه 60x75 میلی متر، در شکل زیر نشان داده شده است:

در نمودار در شکل. 4، سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور باید برای جریانی سه برابر بیشتر از جریان شارژ طراحی شود و بر این اساس، قدرت ترانسفورماتور نیز باید سه برابر بیشتر از توان مصرفی باتری باشد.

این شرایط یک اشکال قابل توجه شارژرهای دارای تریستور تنظیم کننده جریان (تریستور) است.

توجه داشته باشید:

دیودهای پل یکسو کننده VD1-VD4 و تریستور VS1 باید روی رادیاتورها نصب شوند.

می توان با انتقال عنصر کنترل از مدار سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور به مدار سیم پیچ اولیه، تلفات برق در SCR را به میزان قابل توجهی کاهش داد و در نتیجه راندمان شارژر را افزایش داد. چنین وسیله ای در شکل نشان داده شده است. 5.

در نمودار در شکل. 5 واحد کنترل مشابه آنچه در نسخه قبلی دستگاه استفاده شده است. SCR VS1 در مورب پل یکسو کننده VD1 - VD4 گنجانده شده است. از آنجایی که جریان سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور تقریباً 10 برابر کمتر از جریان شارژ است، قدرت حرارتی نسبتا کمی روی دیودهای VD1-VD4 و تریستور VS1 آزاد می شود و نیازی به نصب روی رادیاتورها ندارند. علاوه بر این، استفاده از SCR در مدار سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور باعث شد تا شکل منحنی جریان شارژ کمی بهبود یابد و مقدار ضریب شکل منحنی جریان کاهش یابد (که همچنین منجر به افزایش راندمان می شود. شارژر). نقطه ضعف این شارژر اتصال گالوانیکی با شبکه عناصر واحد کنترل است که باید هنگام توسعه یک طرح مورد توجه قرار گیرد (مثلاً از یک مقاومت متغیر با محور پلاستیکی استفاده کنید).

نسخه ای از برد مدار چاپی شارژر در شکل 5 با ابعاد 60x75 میلی متر در شکل زیر نشان داده شده است:

توجه داشته باشید:

دیودهای پل یکسو کننده VD5-VD8 باید روی رادیاتورها نصب شوند.

در شارژر در شکل 5 یک پل دیودی VD1-VD4 نوع KTs402 یا KTs405 با حروف A، B، C وجود دارد. دیود زنر VD3 نوع KS518، KS522، KS524، یا از دو دیود زنر یکسان با ولتاژ تثبیت کلی تشکیل شده است. 16÷24 ولت (KS482، D808، KS510، و غیره). ترانزیستور VT1 از نوع KT117A, B, V, G است. جریان کمتر از 10 آمپر نباشد(D242÷D247 و غیره). دیودها روی رادیاتورهایی با مساحت حداقل 200 سانتی‌متر مربع نصب می‌شوند و رادیاتورها بسیار داغ می‌شوند و می‌توان یک فن در جعبه شارژر برای تهویه نصب کرد.