urzadzenie do bezpiecznego ladowania akumulatora sam.pdf
(
131 KB
)
Pobierz
urzadzenie.qxd
28
r
OD i DO CZY
TELNIKÓW
URZ¥DZENIE DO BEZPIECZNEGO £ADOWANIA
AKUMULATORÓW SAMOCHODOWYCH
dy jedzimy z w³¹czonymi wia-
t³ami mijania, czêsto u¿ywamy
rozrusznika i pokonujemy krótkie
odcinki drogi, to zagra¿a nam
wyst¹pieniem niemi³ego zjawiska _ roz³ado-
wania siê akumulatora.
Zdarzy³o siê to i mnie, pod³¹czy³em go wiêc
do prostownika i... nieco siê zagapi³em. Trze-
ba by³o kupiæ nowy akumulator.
Aby historia z prze³adowaniem akumulatora
siê nie powtórzy³a, musia³em nauczyæ siê
czego wiêcej o akumulatorach, a do pilnowa-
nia ³adowania zatrudniæ elektronikê, która siê
nie zagapia. Jak informuj¹ publikacje, no-
woczesnych akumulatorów kwasowych nie
mo¿na ³adowaæ napiêciem wy¿szym ni¿ 2,4
V na ogniwo przy pracy cyklicznej (naprze-
mienne ³adowanie i roz³adowanie) lub 2,28
V na ogniwo przy pracy buforowej (sta³e do-
³adowywanie ród³a zasilania rezerwowego).
Nie jest zalecana du¿a pulsacja pr¹du ³ado-
wania oraz nadmierny jego wzrost w pocz¹t-
kowej fazie ³adowania, bo powoduj¹ znaczny
spadek trwa³oci akumulatora.
Przed zbudowaniem w³asnej ³adowarki próbo-
wa³em wykorzystaæ gotowe rozwi¹zania, pu-
blikowane w czasopismach, ale albo by³y
zbyt rozbudowane jak na funkcjê, któr¹ mia-
³y spe³niaæ, albo w razie zainstalowania ogra-
nicznika napiêcia nie mia³y stabilizacji pr¹du
(lub odwrotnie). Te na du¿y pr¹d ³adowania by-
³y zbudowane z tyrystorami, co siê wi¹¿e
z du¿¹ pulsacj¹ pr¹du i wysokim poziomem
zak³óceñ. Zrobi³em opracowanie w³asne.
Schemat urz¹dzenia do bezpiecznego ³ado-
wania akumulatorów samochodowych jest
przedstawiony na rys. 1. Jest to prosty uk³ad,
bez specjalizowanych uk³adów scalonych
i wykonany z dostêpnych podzespo³ów. Za-
wiera sprawdzone w praktyce uk³ady stoso-
wane w regulatorach napiêcia i uk³adach za-
p³onowych. Po w³¹czeniu zasilania sieciowe-
go i do³¹czeniu akumulatora p³ynie przezeñ
pr¹d ³adowania o sta³ej wartoci, ustawionej
rezystorem R8. Napiêcie ³adowania powoli
wzrasta do poziomu 14,4 V (Ua1, rys. 2).
Wtedy zaczyna przewodziæ dioda Zenera D3
wysterowuj¹c tranzystor T1. Przewodz¹cy
tranzystor T1 otwiera tranzystor T2, który
ogranicza wysterowanie uk³adu Darlingtona
z tranzystorami T4 i T5, nie dopuszczaj¹c do
dalszego wzrostu napiêcia przez zmniejsze-
nie pr¹du ³adowania. Do dok³adnego usta-
wienia koñcowego napiêcia akumulatora s³u-
¿y rezystor R6. Ogranicznik pr¹du jest typowy
i objanieñ nie wymaga.
Osi¹gniêcie napiêcia 14,4 V nie oznacza je-
szcze, ¿e akumulator jest w pe³ni na³adowa-
ny (faktycznie, jest on na³adowany do ok.
80% pojemnoci), pe³n¹ pojemnoæ osi¹ga
dopiero po kilkugodzinnym do³adowywaniu
coraz mniejszym pr¹dem bez silnego gazo-
wania i bez mo¿liwoci prze³adowania. Pr¹d
do³adowania pod koniec procesu zale¿y od
ustalonego napiêcia koñcowego akumulato-
ra, które _ jak podano wy¿ej zale¿y od rodza-
ju eksploatacji. Przyk³adowe przebiegi pr¹-
dów i napiêæ akumulatora 34 Ah przedsta-
wiono na rys. 2.
Kondensatory C2 i C3 s³u¿¹ do t³umienia
oscylacji, jakie mog¹ pojawiæ siê przy zasto-
sowaniu tranzystorów T1
¸
T3 o du¿ym wzmoc-
nieniu. Dioda D4 jest wykorzystywana w sytu-
acji, kiedy do ³adowarki do³¹czany jest najpierw
akumulator, a potem sieæ nie zalecane, ale
nie mo¿na wykluczyæ, ¿e siê zdarzy. Konden-
sator C1 ³aduje siê wtedy z akumulatora i
przy braku diody D4 mog³oby nast¹piæ
uszkodzenie tranzystorów T2 i T4.
Prostownik z diodami D1 i D2 i kondensatorem
C1 powinien dostarczyæ napiêcia ok. 17 V przy
obci¹¿eniu znamionowym. Oznacza to, ¿e
transformator Tr1 powinien mieæ uzwojenie
wtórne z odczepem w rodku 2 x 14 V /2 x 2 A
(uk³ad dwupo³ówkowy jak na rys. 1) lub
15 V/4 A przy prostowniku w uk³adzie mostko-
wym. Przy obci¹¿eniu 3,0
¸
3,5 A wystarczy
C1 = 10 000
m
F, ale przy 4,0
¸
4,5 A jego pojem-
noæ trzeba zwiêkszyæ do 15
¸
20 000
m
F. Nie
nale¿y stosowaæ zbyt d³ugich lub zbyt cienkich
przewodów, poniewa¿ miêdzy ³adowark¹
a akumulatorem wyst¹pi¹ zbyt du¿e spadki na-
piêcia. Optymalna d³ugoæ przewodu
1,0
¸
1,5 m, przekrój 1,5
¸
2,5 mm
2
. Aby zmniej-
szyæ mo¿liwoæ pomy³ki, przewód plus powi-
nien byæ w czerwonej izolacji.
Uk³ad elektroniczny jest zmontowany ze
sprawdzonych podzespo³ów na p³ytce dru-
kowanej (rys. 3). P³ytkê nale¿y zainstalowaæ
tak, aby rezystor R8 by³ umieszczony najwy-
¿ej i nie nagrzewa³ pozosta³ych elementów.
Wlutowaæ go trzeba bardzo solidnie, np. sk³a-
daj¹c koñcówki podwójnie lub zginaj¹c
koñcówki o d³ugoci 5 mm i k³ad¹c je przed
przylutowaniem na miedzianej folii. Tranzystor
mocy T5 nale¿y umieciæ bez podk³adki
izolacyjnej _ na u¿ebrowanym radiatorze
o masie ok. 200 g. Diody D1 i D2 wymagaj¹
radiatora kilkakrotnie l¿ejszego.
Rys. 2. Charakterystyki urz¹dzenia z ograniczni-
kiem pr¹du i napiêcia ³adowania. I³1 przebieg pr¹-
du ³adowania akumulatora 34 Ah przeznaczonego do
pracy cyklicznej (np. w samochodzie); I³2 przebieg pr¹-
du tego samego akumulatora przeznaczonego do pra-
cy buforowej; Ua1 napiêcie na zaciskach wyjcio-
wych przy typowym ³adowaniu akumulatora samocho-
dowego 34 Ah; Ua2 napiêcie akumulatora pracuj¹ce-
go buforowo (ci¹gle do³adowywane ród³o napiêcia
rezerwowego); Id1 minimalny pr¹d do³adowania po
d³ugim czasie przerwy; Id2 minimalny pr¹d do³adowa-
nia akumulatora pracuj¹cego buforowo. Podane na
rysunku pr¹dy dotycz¹ akumulatora kilkuletniego, dla
dwuletniego s¹ trzykrotnie mniejsze
Uruchomienie uk³adu sprowadza siê do dobra-
nia rezystora R6 w koñcowej fazie ³adowania.
Zwarcie zacisków wyjciowych nie powoduje
¿adnych uszkodzeñ, poniewa¿ pr¹d zostaje
ograniczony do wartoci takiej, jak przy ³ado-
waniu. Wprawdzie ca³a moc wydzieli siê
w tranzystorze T5, ale nadmierne jego
nagrzanie powsta³oby tylko wtedy, gdyby
zwarcie trwa³o bardzo d³ugo. Pr¹d znamiono-
wy pop³ynie równie¿ w razie pomylenia prze-
wodów (plus zamiast minusa i odwrotnie), ale
wtedy moc tracona w tranzystorze T2 bêdzie
ok. dwa razy wiêksza ni¿ przy zwarciu. I ten
tranzystor uszkodzi siê jako pierwszy (wraz
z rezystorem R8) po mniej wiêcej 30 minutach,
w tym te¿ czasie bêdzie siê roz³adowywa³
Rys. 1.
Schemat urz¹dzenia
w wersji podstawowej
do akumulatorów 12 V
Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2002
G
a)
Rys. 4 Uk³ad sygnalizacji niew³aciwego
do³¹czenia akumulatora
Rys. 3 P³ytka drukowana ³adowarki (skala 1:1)
a widok od strony druku, b rozmieszczenie elementów na p³ytce
Uwaga: Rezystor R8 powinien znajdowaæ siê ok. 3 mm od p³ytki
akumulator. Pomy³kowe od-
wrotne do³¹czenie akumu-
latora nie zmienia wartoci
pr¹du, co mog³oby zmyliæ
u¿ytkownika. St¹d wynika
potrzeba zainstalowania
uk³adu sygnalizacji
niew³aciwego do³¹czenia
akumulatora, który przedsta-
wiono na rys. 4. Zaleca siê tu
u¿ycie LED o du¿ej wiat³o-
ci. Przy normalnym ³ado-
waniu LED nie wieci, przy
zwarciu koñcówek wyjcio-
wych wieci doæ jasno,
a przy odwrotnym do³¹cze-
niu akumulatora bardzo ja-
sno. Dobrym rozwi¹zaniem
by³oby zastosowanie w tym
miejscu piezoelektrycznego brzêczyka, najle-
piej pe³nego uk³adu z wewnêtrznym genera-
torem.
Jeli urz¹dzenie ma s³u¿yæ do ³adowania ró¿-
nych akumulatorów, rezystor R8 mo¿e byæ
prze³¹czany (ale tu uwaga na rezystancjê prze-
wodów!). Instaluj¹c transformator sieciowy
o nieco wy¿szym napiêciu po stronie wtórnej,
nale¿y zmierzyæ napiêcie na kondensatorze
C1 i jeli w jakichkolwiek warunkach osi¹ga
25 V, zastosowaæ na jego miejsce kondensa-
tor o napiêciu pracy 0 V. Wzrosn¹ te¿ straty na
tranzystorze T5 potrzebny wiêc bêdzie wiêk-
szy radiator. Ze wzglêdu na te problemy, takich
sytuacji nale¿y raczej unikaæ. W ostatecznoci
mo¿na odwin¹æ parê zwojów z uzwojenia wtór-
nego (co jest na ogó³ bardzo k³o
potliwe) albo
zmniejszyæ C1 do 4700
m
F.
Wykaz elementów
Rezystory
R1 _ 8,2 k
W
/ 0,25 W
R2
¸
R4 _ 1,5 k
W
/ 0,25 W
R5 47
W
/ 0,5 W
R6 _ 2,7 k
W
dobierany
R7 _ 2,7 k
W
/0,25 W
R8 _ 0,2
W
/ 5
¸
10 W dla I = 3,4 A
Kondensatory
C1 _ 10
¸
20 000
m
F/25 V
C2
¸
C3 _ 100 nF/100
¸
250 V MKSE-020
Tranzystory
T1 _ BC307A lub podobny
T2 _ BC237A lub podobny
T3 _ BC237A, B lub podobny
T4 _ BD135 lub podobny
T5 _ KD202, 2N3055 lub
dowolny 15
¸
20 A/ ok. 150 W
Diody
D1, D2 dowolne 5
¸
10 A, 100 V lub wiêcej
D3 _ Zenera 6V2, 0,4 W
D4 _ BYP401 (1N4001
¸
6)
Inne
B1 _ Wta-T 630 mA (zw³oczny)
B2 _ WtaT 6,3 A (zw³oczny) lub bezpiecznik termi-
czny przyklejony do uzwojenia Tr1
Tr1 transformator dowolny 90
¸
120 VA z uzw. jak
w tekcie lub nawiniêty na rdzeniu EI 102/35, I 740
zw. DNE 0,50, II 2 x 56 zw. DNE 1,1
n
Stefan Roguski
L I T E R A T U R A
[1]. Biliñski J.: Zasilacz do ³adowania akumulatorów.
ReAV 5/93
[2]. Mazurkiewicz A.: Prostownik stabilizuj¹cy pr¹d ³ado-
wania akumulatora. ReAV 4/97
[3]. Warda J. : Zasilacz do prawid³owego ³adowania
akumulatorów. ReAV 4/99
[4]. Akumulatory. cz. 1 Elektronika dla wszystkich
10/96, cz. 2 _ 11/96
Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2002
Plik z chomika:
unipolarny
Inne pliki z tego folderu:
Mechanik silników spalinowych PL.rar
(53187 KB)
Mechanik silników spalinowych PL.rar
(53187 KB)
SONDY LAMBDA KATALOG.pdf
(2499 KB)
KODY KLIMATRONIKA.docx
(18 KB)
PROCEDURA ADAPTACJI KLUCZYKÓW DLA SAMOCHODU VW .doc
(14 KB)
Inne foldery tego chomika:
Diagnostyka
diagnostyka samochodowa
ETKA v7.2.0.3285 2009 PL Crack
ETOS 2007 v. 3.5.1 Multilang
FORD
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin