Ограничитель тока заряда аккумулятора: Схема ограничителя тока к любому зарядному устройству

Как зарядным не угробить аккумулятор. — Радиомастер инфо

08.12.202008.12.2020 от admin

Рассказано о простой приставке, отключающей заряженный аккумулятор.

Решение рассмотрено на примере автомобильного зарядного устройства, хотя для зарядных других аккумуляторов все аналогично с учетом допустимых зарядных токов и напряжений в соответствии с их техническими условиями.

Для зарядки автомобильных аккумуляторов часто применяются простые покупные или самодельные зарядные устройства у которых выставляется и контролируется ток заряда.

Наиболее распространенные схемы автомобильных зарядных устройств с ограничением тока в первичной обмотке трансформатора с помощью конденсаторов или диммера:

Возможно ограничение тока во вторичной низковольтной цепи с помощью низкоомного резистора, переключения обмоток трансформатора или подключения последовательно автомобильных ламп накаливания разной мощности:

Все перечисленные схемы и им подобные ограничивают зарядный ток, но не контролируют напряжение на заряжаемом аккумуляторе.

Как известно, в таких схемах по мере зарядки напряжение на аккумуляторе будет расти и может достигать значения 15…18В и выше. Это разрушает пластины аккумулятора и приводит его к преждевременному выходу из строя.

Для устранения указанного недостатка предлагается изготовить простую приставку, которая позволит без вмешательства в схему уже готового зарядного устройства отключать заряжаемый аккумулятор при достижении на нем предельного напряжения.

Для изготовления приставки понадобится любое реле-регулятор от автомобиля и еще несколько деталей в соответствии с ниже приведенной схемой.

Обмотка автомобильного реле К1 (обмотка на 12В, ток контактов не менее 10А) подключается к реле-регулятору вместо обмотки возбуждения генератора. Диод D1 (1N4007), резистор R3 и конденсатор С1 являются элементами фильтра, который устраняет дребезг контактов реле К1 и позволяет изменять напряжение отключения аккумулятора. Если нет подстроечного резистора R3 на низкое сопротивление, можно подобрать постоянный, около 10 Ом, под необходимое напряжение отключения. Разные аккумуляторы имеют разное максимальное напряжение заряда. В интернете приводится таблица, например, здесь, с указанием максимальных значений напряжения заряда в зависимости от типа аккумулятора. Выглядит она так:

В рассмотренной выше схеме приставки применено реле-регулятор от генератора, у которого обе щетки изолированы от корпуса (Я112, 13.3702-01 и т.д.). Если будет использовано реле-регулятор от генератора, у которого одна щетка соединена с корпусом, например, 121.3702, то схема немного изменится. Обмотка реле К1 одним концом пойдет на корпус. Цепочка «резистор и красный светодиод» должна подключаться параллельно обмотке реле К1.

Главное достоинство такой приставки – простота и отсутствие необходимости открывать автомобильное зарядное устройство и вносить изменения в его схему. Теперь при зарядке аккумулятора нужно выставить необходимый ток заряда (если есть такой регулятор) и все. Когда аккумулятор полностью зарядится напряжение на нем достигнет максимального значения, и он будет отключен приставкой от зарядного устройства. Аккумулятор не будет подвергаться перезаряду и прослужит дольше.

Кому лень делать самому можно приобрести готовые современные автоматические зарядные устройства, например, здесь.

Или приставки, выполняющие функции аналогичные рассмотренным в этой статье, например, здесь.

Материал статьи продублирован на видео:

Зарядка автомобильных аккумуляторов через гнездо прикуривателя.: igor_dodosyan — LiveJournal

December 10 2019, 16:38

Categories:

• Авто
• Техника
• catIsShown({ humanName: ‘лытдыбр’ })» data-human-name=»лытдыбр»> Лытдыбр
• Cancel

Полудохлый аккумулятор. Зима. Утром не хватает мощи аккумулятора завести двигатель. Чуть-чуть не хватает… Картина для многих автовладельцев знакомая. 

Автомобиль простаивает без дела. Батарея «садится». Снять аккумулятор и поставить на зарядку — немного хлопотно, авось… Так и посадил, блин…

Чтобы до утра в холодное время года аккумулятор оставался залитым энергией «под завязку», хорошо было бы держать его под непрерывной подпиткой, не снимая с автомобиля и не откидывая его клемм от бортовой сети. Для этого я использую зарядное устройство, о котором, собственно, и пойдёт речь в этой статье. Питается оно от сети 220 вольт, а к аккумулятору присоединяется через штатное гнездо прикуривателя. Для бортовой сети автомобиля устройство не представляет опасности, так как выдаёт напряжение 14,5 вольт. При подключении устройства к глубоко разряженному аккумулятору опасные токи в цепи защиты прикуривателя не возникают потому, что вероятный ток имеет ограничение. По сути, перед вами схема устройства стабилизации напряжения и стабилизации тока одновременно. Стабилизатор тока (ограничитель тока) активизируется лишь при снижении сопротивления нагрузки ниже расчётного, а в штатном режиме работает стабилизатор напряжения.

Рис. 1

Перед вами несколько доработанная схема стабилизатора напряжения ещё из 70-х годов — она была тогда популярна у радиолюбителей. Схема содержит всего 2 активных элемента — транзисторы VT1 и VT2. Напряжение стабилизации задаётся стабилитроном VD3 в базовой цепи эмитерного повторителя на VT2. Зарядный ток протекает через коллекторный переход VT1. При достижении выходного напряжения устройства на катоде VD4 уровня напряжения стабилизации, VT2 запирается обратным смещением базы. Ток базы VT1 прекращается — VT1 заперт. Так осуществляется стабилизация напряжения. Величина базового тока VT1 при открытом транзисторе VT2 определяется сопротивлением R3 *. Ток базы VT1, соответственно, определяет максимально возможный ток коллектора, то есть ток заряда аккумулятора. Подбором номинала R3 * следует добиться величины максимального тока ограничения при короткозамкнутом выходе зарядного устройства — непродолжительного короткого замыкания устройство не боится. Стабилитрон VD3 может быть на требуемое выходное напряжение или близкое к нему. Подбором диодов линейки VD3 * достигается  требуемая величина напряжения стабилизации. Введение в цепь VD3 * очередного добавочного диода увеличивает напряжение стабилизации на 0,3 — 0,5 вольта. 

В моей схеме VT1 — составной мощный транзистор, и поэтому VT2 может быть маломощным. Если же VT1 будет не составным, то VT2 должен быть средней мощности, так как подборочный резистор R3 * придётся брать низкого сопротивления. В своём заряднике ток КЗ я ограничил 4-мя амперами. Рекомендуемая производителями аккумуляторов величина напряжения подзаряда — 13, 8в (2,3 в/эл. ). Я установил 14,5, чтобы электролит проявлял при полном заряде батареи некоторую активность. 

Подключаем зарядку через гнездо прикуривателя. Зарядочный кабель сечением 1,5 мм кв. может быть длиной до 10 — 15 м. При выключенном питании устройства от сети свечение светодиода HL2 свидетельствует о присоединении устройства к аккумулятору. HL1 — индикатор входного напряжения. Индикацию можно выполнить и по следующей схеме.

Рис. 2

При нажатии на кнопочный переключатель SВ1 цепь заряда прерывается, и свечение светодиода HL3 указывает, что зарядный кабель подключён к аккумулятору. При этом свечение HL2 указывает на то, что стабилизатор исправен (в предыдущем варианте HL2 светится и от аккумулятора, и от работающего стабилизатора). Контакты кнопки SВ1 должны быть на ток не менее трёхкратного тока заряда.

Диоды VD1, VD2, VD4 — маломощные выпрямительные. Трансформатор питания — на выходное напряжение 16 — 17 вольт. Сечение провода вторичной обмотки выбирайте исходя из ваших расчётных токовых параметров зарядника. Площадь охлаждения радиаторов и их тип вы уж посчитайте, пожалуйста, сами. На моём заряднике, к примеру, при зарядке очень «голодного» аккумулятора на радиаторе сеется не более 15 — 20 ватт.

Мне приходилось часто собирать стабилизаторы по этой схеме, и в её надёжность я просто влюбился. Соберёте — не пожалеете.

Успехов вам.

Додосьян Игорь.

автомобильаккумуляторыдомашнее электро

Регулятор напряжения

— простейший метод ограничения тока для зарядки аккумулятора

спросил
1 год, 3 месяца назад

Изменено
9 месяцев назад

Просмотрено
2к раз

\$\начало группы\$

Мне нужно зарядить автомобильный аккумулятор 12 В (от основного аккумулятора), но я должен ограничить ток, так как силовые кабели довольно тонкие, и я не хочу потреблять слишком много энергии от основной системы (если аккумулятор разряжен). Какое было бы самое простое решение (без неэффективных линейных регуляторов)? Я думал о LC-цепи с ШИМ-управлением, но, может быть, для этого сделаны контроллеры (ИС)? Хотелось бы заряжать аккумулятор током не более 3А.

В этих дешевых китайских преобразователях есть возможность ограничения тока с помощью потенциометра, но я хочу что-то менее деликатное.

• регулятор напряжения
• зарядка аккумулятора
• литий-ион
• токоограничитель

\$\конечная группа\$

9

\$\начало группы\$

Давайте посмотрим ваш список желаний:

1. Заряжайте автомобильный аккумулятор 12 В от «основного аккумулятора». <=> Предполагается, что основная батарея — это батарея, подключенная к стартеру автомобиля и генератору переменного тока.
2. Использование тонких кабелей, чтобы не потреблять много энергии в случае, если «вспомогательная» батарея разряжена.
   Вот проблема, так как тонкие кабели не должны использоваться , чтобы иметь высокое сопротивление для ограничения тока. Это неправильно и опасно! Подробнее об этом позже.
3. Самое простое решение без неэффективных линейных регуляторов. <=> Линейные неэффективны, но просты и могут быть очень надежными.
4. Что-то менее деликатное, чем «китайские преобразователи».

Мои мысли о том, что вам понадобится: 92 или 10AWG подходят до 30А; а 8AWG спокойно доходит до 40А, без перегрева. И, пожалуйста, защитите положительный кабель(и) с помощью предохранителей с соответствующим номиналом.

Коммутационное устройство : Для чего-то надежного и защищенного от дурака используйте реле 12 В в качестве переключающих элементов; они более неприхотливы, чем биполярные или полевые транзисторы. Вспомогательные реле могут работать от 30 до 40 А, так что вы можете быть в порядке, если вы используете функцию ограничения тока (позже). Вам понадобятся два реле, в конечном итоге третье.

A Цепь управления для измерения перепада напряжения между батареями и абсолютного напряжения в Aux-Batt и действия в соответствии с этими напряжениями. Например: (A) Если перепад напряжения достаточно низок, цепь ограничения тока (или лампы) может быть зашунтирована вышеуказанными дополнительными реле, обеспечивая полную зарядку и за более короткое время. (B) Если напряжение Aux-Batt слишком низкое, другое Aux-реле может отключить аккумулятор. (C) Если Aux-Batt полностью заряжен, третье Aux-Relay может отключить цепь зарядки. Для предотвращения неустойчивой работы реле можно использовать гистерезис и логику блокировки.

Наконец, я предлагаю вам проверить, может ли специальное реле VSR — чувствительное к напряжению реле , используемое в грузовиках и автодомах, удовлетворить ваши потребности. Я верю, что да. Вот две ссылки разных марок — только VSR или в комплекте VSR.
Я также нашел хорошую ссылку о методах раздельной зарядки — здесь. См. ниже типичную схему сборки VSR:

Сообщите нам, что вы предпочтете сделать — использовать сплит-систему зарядки, как те, которые основаны на VSR, или создать и доработать свою собственную систему, «подобную VSR», где приведенный выше список является напоминанием.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Не изобретайте велосипед.

Продают готовое решение: зарядное устройство 12 В на 12 В.

https://www.google.com/search?client=firefox-b-1-d&q=12+V+to+12+V+батарея+зарядное устройство

\$\конечная группа\$

10

\$\начало группы\$

Как насчет приемника постоянного тока с двумя транзисторами? Используйте NPN в качестве управляющего транзистора. Если вы установите резистор 0,2 Ом, NPN будет дросселировать проходной транзистор примерно на 3-4 А. Если ток ниже, проходной транзистор будет полностью включен и может быть N-MOSFET с низким сопротивлением.

Это, вероятно, немного эффективнее, чем использование только резистора около 1-2 Ом.

Однако я думаю, что последовательная лампочка мощностью 55 Вт, 12 В, предложенная @SolarMike, на самом деле является более элегантным способом добиться аналогичного поведения. Правда, в транзисторном варианте ограничитель тока можно настроить более продуманно.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

автомобильный — Ограничитель тока — зарядка аккумулятора от аккумулятора

спросил
5 лет, 9 месяцев назад

Изменено
2 года, 10 месяцев назад

Просмотрено
11 тысяч раз

\$\начало группы\$

Я планирую заряжать вспомогательный аккумулятор от автомобильного генератора, используя реле, чувствительное к напряжению, для соединения положительных полюсов автомобильного аккумулятора.

Единственным препятствием на данный момент является то, что вспомогательная батарея (12 В) допускает максимальный зарядный ток 20 А. Поэтому мне нужен ограничитель тока последовательно с реле.

Какую самую простую схему я могу использовать?

Я читал, что люди используют лампочки из-за их нелинейного поведения. В этом случае, как я могу рассчитать необходимую мощность лампочки (12 В), чтобы ограничить ток до 20 А?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Другими словами, мне нужно зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 В, которое получает питание от другого свинцово-кислотного аккумулятора на 12 В с пределом зарядки 20 А

РЕДАКТИРОВАТЬ:
Информация о системе:

• Автомобильный аккумулятор: 100 Ач 760 А пусковой ток — обычный свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор
• Вспомогательная батарея: 100 Ач (C20), макс. зарядный ток: 20 А, 500 А/ пусковой ток 5 с — циклическая солнечная батарея 92, ок. 2x 3м, медь

• зарядка аккумулятора
• автомобильная
• 12 В
• токоограничительная

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Это не просто как линейный лимитер и лучше с ШИМ лимитером и LC фильтром.

Если 12Vaux полностью разряжен и требует последовательного сброса нагрузки (14.2-11.2)V*20A=60W. Это много тепла, прежде чем Imax уменьшится до CV, равного напряжению генератора.

Если кто-то считает лампочку хорошим решением, то это фактически источник почти постоянного тока с положительным температурным коэффициентом при использовании в диапазоне напряжения от 0 до 10 %, определяемом DCR, который составляет 10 % от номинального напряжения R. 12 В / 20 А, где сопротивление нити накала падает до 10% от DCR при номинальном напряжении при 3200 К. Таким образом, 3 В * 20 А = 60 Вт, с DCR 0,15 Ом, тогда при 10 В и 10% DCR лампа может быть примерно 30 В 1,5 Ом или 45 Вт. что на самом деле не имеет практического значения. Это может быть что-то вроде автомобильных фар на 12 В 70 Вт, соединенных последовательно/параллельно, если только вы не хотите, чтобы при зарядке загорался индикатор AUX.

Так что нормально при меньших токах, но не 20А. Это всего лишь примерная оценка, а не строгий расчет.

Лучшим решением является ШИМ с последовательным дросселем, рассчитанным на 20 А, таким как воздушные катушки, используемые в блоках питания ATX, и быстрая скорость переключения с переключателем MOSFET, рассчитанным на 50 А (высокая сторона или низкая сторона). Батарея действует как конденсатор 10 кФ. с некоторым ESR от 5 мОм до 1 Ом в мертвом состоянии. но колпачок RF уменьшит электромагнитные помехи.

Другой способ — просто использовать фиксированный провод нагревателя 150 мОм 60 Вт (никромовый) и использовать его для поддержания температуры чашки кофе 😉 Или использовать разрядник Cap Pulse, рассчитанный на высокий среднеквадратический ток пульсации (несколько больших пластиковых колпачков, соединенных параллельно) Это по сути является активным ограничителем тока SMPS с максимальным падением 0,1 В в режиме CV при 14,2 В или 0,1 В / 20 А = 5 мОм (MOSFET + дроссель DCR)

Я сказал, что сделать это правильно нелегко и оставаться в рамках.

В конечном счете, самое простое решение — приобрести батарею большего размера, рассчитанную на ток генератора, но тогда вы можете взорвать диодный мост генератора переменного тока, поскольку обе батареи разряжены и потребляют максимальный ток генератора в течение длительного времени при температуре перехода 180°C. .

Вы можете взглянуть на дисковые ограничители перенапряжения NTC, но они не могут защитить батарею, так как они предназначены для защиты, возможно, только 0,5 фарад, а не батареи с 10 к~100 к фарад. Чтобы понять, прочитайте https://www.digikey.com/en/ptm/a/amphenol-advanced-sensors/cl-series-inrush-current-limiters/tutorial. Чтобы сбрасывать 40 Вт тепла, он должен либо сильно нагреваться, либо быть большим, как лампы налобных фонарей (которые нагреваются и должны быть защищены от влаги).

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Самый простой ограничитель тока, с которым я столкнулся, состоит из 2 транзисторов и резистора. увеличивается, падение напряжения на Rsense увеличивается. Когда это падение становится более 0,7 В, Q3 включается, а базовое напряжение Q2 снижается, чтобы предотвратить увеличение тока.