Aby samochód mógł się uruchomić, potrzebuje energii. Taka energia pobierana jest z akumulatora. Z reguły jest on ładowany z generatora podczas pracy silnika. Gdy samochód nie jest używany przez dłuższy czas lub akumulator jest uszkodzony, rozładowuje się do takiego stanu, że nie można go już uruchomić . W takim przypadku wymagane jest zewnętrzne ładowanie. Takie urządzenie można kupić lub zmontować niezależnie, ale do tego potrzebny jest obwód ładowarki.

Jak działa akumulator samochodowy

Akumulator samochodowy zasila różne urządzenia w samochodzie przy wyłączonym silniku i jest przeznaczony do uruchomienia. Według rodzaju wydajności stosuje się akumulator ołowiowo-kwasowy. Strukturalnie składa się z sześciu akumulatorów o nominalnej wartości napięcia 2, 2 wolta, połączonych szeregowo. Każdy element jest zestawem siatek ołowianych. Płytki są pokryte materiałem aktywnym i zanurzone w elektrolicie.

Roztwór elektrolitu zawiera wodę destylowaną i kwas siarkowy . Odporność akumulatora na mróz zależy od gęstości elektrolitu. Ostatnio pojawiły się technologie, które umożliwiają adsorpcję elektrolitu we włóknie szklanym lub zagęszczenie go za pomocą żelu krzemionkowego do stanu żelowego.

Każda płytka ma biegun ujemny i dodatni i są one izolowane między sobą za pomocą separatora z tworzywa sztucznego. Korpus produktu jest wykonany z propylenu, który nie zapada się pod działaniem kwasu i służy jako dielektryk. Biegun dodatni elektrody jest pokryty dwutlenkiem ołowiu, a biegun ujemny ołowiem gąbkowym. Ostatnio zaczęto produkować baterie z elektrodami ze stopu ołowiowo-wapniowego. Te akumulatory są całkowicie szczelne i nie wymagają konserwacji.

Kiedy ładunek jest podłączony do akumulatora, materiał aktywny na płytkach wchodzi w reakcję chemiczną z roztworem elektrolitu i pojawia się prąd elektryczny. Z upływem czasu elektrolit wyczerpuje się z powodu osadzania się siarczanu ołowiu na płytkach. Akumulator (akumulator) zaczyna tracić ładunek. Podczas ładowania zachodzi reakcja chemiczna w odwrotnej kolejności, następuje przekształcenie siarczanu ołowiu i wody, wzrost gęstości elektrolitu i przywrócenie wartości ładunku.

Baterie charakteryzują się wartością samorozładowania. Występuje w akumulatorze, gdy jest nieaktywny. Główną przyczyną jest zanieczyszczenie powierzchni akumulatora i destylator niskiej jakości. Szybkość samorozładowania jest przyspieszana przez niszczenie płyt ołowiowych.

Rodzaje ładowarek

Opracowano wiele schematów ładowarek samochodowych wykorzystujących różne podstawy elementarne i podstawowe podejście. Zgodnie z zasadą działania urządzenia ładujące są podzielone na dwie grupy:

  1. Wyrzutnie zaprojektowane do uruchamiania silnika, gdy akumulator nie działa. Krótko przykładając dużą ilość prądu do zacisków akumulatora, rozrusznik włącza się i silnik uruchamia się, a następnie akumulator jest ładowany z generatora pojazdu. Wydawane są tylko dla określonej wartości bieżącej lub z możliwością ustawienia jej wartości.
  2. Przed uruchomieniem ładowarki, zaciski urządzenia są podłączone do zacisków akumulatora, a prąd jest dostarczany przez długi czas. Jego wartość nie przekracza dziesięciu amperów, w tym czasie energia akumulatora jest przywracana. Z kolei są one podzielone na stopniowe (czas ładowania od 14 do 24 godzin), przyspieszone (do trzech godzin) i kondycjonowanie (około godziny).

Według ich obwodów rozróżnia się urządzenia impulsowe i transformatorowe. Pierwszy typ jest wykorzystywany w pracy konwertera sygnałów wysokiej częstotliwości, charakteryzującego się małymi rozmiarami i wagą. Drugi typ wykorzystuje transformator z jednostką prostowniczą jako podstawę, są łatwe w produkcji, ale mają dużą masę i niski współczynnik wydajności (COP).

Wykonana ładowarka do akumulatorów samochodowych własnymi rękami lub zakupiona w punkcie sprzedaży, wymagania dotyczące jej są takie same, a mianowicie:

  • stabilność napięcia wyjściowego;
  • wysoka wartość wydajności;
  • zabezpieczenie przeciwzwarciowe;
  • wskaźnik kontroli ładowania.

Jedną z głównych cech urządzenia ładującego jest ilość prądu, który ładuje akumulator. Prawidłowo naładuj akumulator i przedłuż jego działanie będzie działać tylko po wybraniu żądanej wartości. W tym przypadku ważna jest również prędkość ładowania. Im wyższy prąd, tym wyższa prędkość, ale wysoka wartość prędkości prowadzi do szybkiego zniszczenia baterii. Uważa się, że poprawna wartość prądu będzie równa dziesięciu procentom pojemności akumulatora. Pojemność jest definiowana jako ilość prądu podawana przez akumulator na jednostkę czasu, mierzona w amperogodzinach.

Domowa ładowarka

Każdy entuzjasta samochodów powinien mieć urządzenie do ładowania, więc jeśli nie będzie okazji ani chęci zakupu gotowego urządzenia, nie pozostanie nic innego jak samemu naładować akumulator. Łatwo jest zrobić własnymi rękami zarówno najprostsze, jak i wielofunkcyjne urządzenie. Aby to zrobić, potrzebujesz obwodu i zestawu elementów radiowych. Istnieje również możliwość przerobienia zasilacza awaryjnego (UPS) lub komputera (AT) w urządzenie do ładowania akumulatorów.

Ładowarka transformatorowa

Takie urządzenie jest najłatwiejsze w montażu i nie zawiera rzadkich części. Obwód składa się z trzech węzłów:

  • transformator
  • blok prostownika;
  • regulator.

Napięcie z sieci przemysłowej jest dostarczane do uzwojenia pierwotnego transformatora. Sam transformator może być używany dowolnego rodzaju. Składa się z dwóch części: rdzenia i uzwojenia. Rdzeń składa się ze stali lub ferrytu, uzwojenia z materiału przewodnika.

Zasada działania transformatora opiera się na pojawieniu się przemiennego pola magnetycznego podczas przepływu prądu przez uzwojenie pierwotne i jego przekazywania do wtórnego. Aby uzyskać wymagany poziom napięcia na wyjściu, liczba zwojów uzwojenia wtórnego jest mniejsza niż w uzwojeniu pierwotnym. Poziom napięcia na uzwojeniu wtórnym transformatora dobiera się na 19 woltów, a jego moc powinna zapewniać trzykrotny ładunek prądu zasilającego.

Z transformatora zmniejszone napięcie przechodzi przez mostek prostownika i wchodzi do reostatu, połączonego szeregowo z akumulatorem. Reostat jest zaprojektowany do kontrolowania wielkości napięcia i prądu poprzez zmianę rezystancji. Rezystancja reostatu nie przekracza 10 omów. Wartość prądu jest kontrolowana przez amperomierz podłączony szeregowo przed akumulatorem. Taki schemat nie zadziała, aby naładować akumulator o pojemności większej niż 50 Ah, ponieważ reostat zaczyna się przegrzewać.

Możesz uprościć obwód, usuwając reostat, a na wejściu przed transformatorem zainstaluj zestaw kondensatorów, które służą jako reaktancja do zmniejszenia napięcia sieciowego. Im mniejsza wartość nominalna pojemności, tym mniejsze napięcie jest dostarczane do uzwojenia pierwotnego w sieci.

Osobliwością takiego obwodu jest potrzeba zapewnienia poziomu sygnału na uzwojeniu wtórnym transformatora półtora razy większego niż napięcie robocze obciążenia. Taki obwód może być używany bez transformatora, ale jest bardzo niebezpieczny. Bez izolacji galwanicznej możesz doznać porażenia prądem.

Urządzenie do ładowania impulsowego

Zaletą urządzeń pulsacyjnych w wysokiej wydajności i kompaktowych rozmiarach. Urządzenie oparte jest na układzie z modulacją szerokości impulsu (PWM). Możesz samodzielnie złożyć potężną ładowarkę impulsową:

Sterownik IR2153 służy jako kontroler PWM. Za diodami prostownikowymi kondensator biegunowy C1 jest umieszczony równolegle z akumulatorem o pojemności w zakresie 47-470 μF i napięciu co najmniej 350 woltów. Kondensator usuwa udary napięcia sieciowego i zakłócenia sieciowe. Mostek diodowy stosuje się przy prądzie znamionowym powyżej czterech amperów i napięciu wstecznym co najmniej 400 woltów. Sterownik kontroluje potężne tranzystory polowe IRFI840GLC z kanałem N zamontowane na grzejnikach. Prąd takiego ładunku wyniesie do 50 amperów, a moc wyjściowa do 600 watów.

Możesz zrobić ładowarkę impulsową do samochodu własnymi rękami, korzystając z przekształconego źródła zasilania komputera w formacie AT. Jako kontroler PWM używają wspólnego układu TL494. Sama zmiana polega na zwiększeniu sygnału wyjściowego do 14 woltów. Aby to zrobić, musisz poprawnie zainstalować rezystor strojenia.

Rezystor, który łączy pierwszą nogę TL494 ze stabilizowaną magistralą + 5 V, jest usuwany, a zamiast drugiej, podłączony do magistrali 12 V, lutowany jest rezystor 68 kΩ. Rezystor ten ustawia wymagany poziom napięcia wyjściowego. Zasilacz włącza się za pomocą przełącznika mechanicznego, zgodnie z obwodem wskazanym na obudowie zasilacza.

Urządzenie na układzie LM317

Dość prosty, ale stabilnie działający obwód ładowania można łatwo wykonać na układzie scalonym LM317. Układ zapewnia poziom sygnału 13, 6 wolta przy maksymalnym prądzie 3 amperów. LM317 jest wyposażony w zintegrowane zabezpieczenie przeciwzwarciowe.

Napięcie do obwodu urządzenia jest dostarczane przez zaciski z niezależnego zasilacza prądu stałego o napięciu 13–20 woltów. Prąd przepływający przez wskaźnik LED HL1 i tranzystor VT1 wchodzi do stabilizatora LM317. Od wyjścia bezpośrednio do akumulatora poprzez X3, X4. Dzielnik zamontowany na R3 i R4 ustawia wymaganą wartość napięcia dla otwarcia VT1. Zmienny rezystor R4 ustawia ograniczenie prądu ładowania i poziom sygnału wyjściowego R5. Napięcie wyjściowe jest ustawione od 13, 6 do 14 woltów.

Schemat można maksymalnie uprościć, ale jego niezawodność spadnie.

W nim rezystor R2 wybiera prąd. Mocny element z nichromu służy jako rezystor. Gdy akumulator jest rozładowany, prąd ładowania jest maksymalny, dioda LED VD2 świeci jasno, gdy się ładuje, prąd zaczyna się zmniejszać, a dioda LED przygasa.

Zasilacz bezprzerwowy

Możesz zaprojektować ładowarkę ze zwykłego zasilacza awaryjnego, nawet przy wadliwym działaniu elektroniki. Aby to zrobić, cała elektronika oprócz transformatora jest usuwana z urządzenia. Obwód prostownika, stabilizacja prądu i ograniczenie napięcia są dodawane do uzwojenia wysokiego napięcia transformatora 220 V.

Prostownik jest montowany na dowolnych mocnych diodach, na przykład domowych D-242 i kondensatorze sieciowym 2200 μF przy 35-50 woltach. Wyjście jest sygnałem o napięciu 18–19 woltów. Jako stabilizator napięcia stosuje się układ LT1083 lub LM317 z obowiązkową instalacją na grzejniku.

Po podłączeniu akumulatora ustawia się napięcie 14, 2 woltów. Wygodnie jest kontrolować poziom sygnału za pomocą woltomierza i amperomierza. Woltomierz jest podłączony równolegle do zacisków akumulatora, a amperomierz szeregowo. W miarę ładowania akumulatora jego rezystancja wzrośnie, a prąd spadnie. Jeszcze prostsze jest wykonanie regulatora za pomocą triaka podłączonego do uzwojenia pierwotnego transformatora jak ściemniacz.

Wykonując urządzenie samodzielnie, należy pamiętać o bezpieczeństwie elektrycznym podczas pracy z prądem przemiennym 220 V. Z reguły prawidłowo wykonane urządzenie ładujące z części serwisowych zaczyna działać natychmiast, wystarczy ustawić prąd ładowania.

Kategoria: