Схема представляет из себя систему автоматического отключения аккумулятора при полном заряде, то есть это не совсем зарядное устройство, конечно если дополнить её трансформатором и выпрямителем, то получим полноценное ЗУ.
Начальная схема подвергалась некоторым изменением плата дорабатывалась в ходе испытаний конечную версию платы можно скачать в конце статьи.
Рассмотрим схему.
Как видим она до боли простая и содержит всего один транзистор, электромагнитное реле и мелочевку. У меня на плате также имеется диодный мост по входу и примитивная защита от переполюсовки (на схеме эти узлы не нарисованы).
На вход схемы подается постоянное напряжение зарядного устройства или любого другого источника питания, тут важно заметить, что ток заряда не должен превышать допустимый ток через контакты реле и ток срабатывания предохранителя. В моем случае схема на 8 ампер.
Как это работает — при подаче питания на вход схемы заряжается аккумулятор, в схеме есть делитель напряжения (R2, R3, R4) с помощью которого отслеживается напряжение непосредственно на аккумуляторе.
По мере заряда напряжение на аккумуляторе будет расти, как только оно становится равным напряжению срабатывания схемы, которое можно выставить путем вращения подстроечного резистора, сработает стабилитрон, подавая сигнал на базу маломощного транзистора и тот сработает.
Так как в коллекторную цепь транзистора подключена катушка электромагнитного реле, последняя также сработает и указанные контакты разомкнутся, а дальнейшая подача питания на аккумулятор прекратится.
Заодно и сработает второй светодиод, уведомив о том, что зарядка окончена.
В схеме есть еще один светодиод, он светится постоянно, это по сути индикатор наличии напряжения на плате.
Как сказал ранее, делитель отслеживает напряжение непосредственно на аккумуляторе, следовательно, если аккумулятор будучи подключенным к зарядному устройству разрядиться до некоторого значения, схема автоматически сработает и процесс заряда возобновится.
Так как делитель подключен непосредственно к аккумулятору он будет его разряжать, но ток разряда такой мизерной, что его можно не принимать во внимание.
Для настройки схемы на ее выход подключается конденсатор большой емкости, он у нас в роли быстрого заряжаемого аккумулятора. Я взял последовательно соединенные ионисторы и подсоединил вместо конденсатора.
Если брать конденсатор, то его напряжение должно быть 25-35 вольт, сперва подключаем ионисторы (в моём случаи) или конденсатор к выходу схемы соблюдая полярность,
по окончанию заряда сперва отключаем зарядное устройство от сети, затем аккумулятор иначе реле будет ложно срабатывать. При этом ничего страшного не случится, но звук неприятной.
Далее берем любой регулируемый источник питания, например лабораторный блок и выставим на нём то напряжение, до которого будет заряжаться наш аккумулятор и подключаем блок ко входу схемы.
Медленно вращаем подстроечный резистор до тех пор,
пока не сработает красный индикатор, после чего делаем один полный оборот подстроечника в обратном направлении, так как схема имеет некоторый гистерезис.
А теперь проверяем работу
Напряжение на ионисторах или конденсаторе, будет показывать мультиметр при достижении на них порогового значения система отключит питание.
Если напряжение снизится на АКБ, схема опять сработает и будет снова заряжать аккумулятор до заданного значения.
Кому некогда «заморачиваться» со всеми нюансами зарядки автомобильного аккумулятора, следить за током зарядки, вовремя отключить, чтоб не перезарядить и т.д., можно порекомендовать простую схему зарядки автомобильного АКБ с автоматическим отключением при полной зарядке аккумулятора. В этой схеме используется один не мощный транзистор для определения напряжения на аккумуляторе.
Схема простого автоматического зарядного устройства автомобильного аккумулятора
Список необходимых деталей:
- R1 = 4,7 кОм;
- Р1 = 10K подстроечный;
- T1 = BC547B, КТ815, КТ817;
- Реле = 12В, 400 Ом, (можно автомобильное, например: 90.3747);
- TR1 = напряжение вторичной обмотки 13,5-14,5 В, ток 1/10 от емкости АКБ (например: АКБ 60А/ч — ток 6А);
- Диодный мост D1-D4 = на ток равный номинальному току трансформатора = не менее 6А (например Д242, КД213, КД2997, КД2999 …), установленные на радиаторе;
- Диоды D1(параллельно реле), D5,6 = 1N4007, КД105, КД522…;
- C1 = 100uF/25V.
- R2, R3 — 3 кОм
- HL1 — АЛ307Г
- HL2 — АЛ307Б
В схеме отсутствует индикатор зарядки, контроля тока (амперметр) и ограничение зарядного тока. При желании можно поставить на выход амперметр в разрыв любого из проводов. Светодиоды (HL1 и HL2) с ограничительными сопротивлениями (R2 и R3 — 1 кОм) или лампочки параллельно С1 «сеть», а к свободному контакту RL1 «конец заряда».
Изменённая схема
Ток, равный 1/10 от ёмкости АКБ подбирается количеством витков вторичной обмотки трансформатора. При намотке вторички трансформатора необходимо сделать несколько отводков для подбора оптимального варианта зарядного тока.
Заряд автомобильного (12-ти вольтового) аккумулятора считается законченным, когда напряжение на его клеммах достигнет 14,4 вольт.
Порог отключения (14,4 вольт) устанавливается подстроечным резистором Р1 при подключенном и полностью заряженном аккумуляторе.
При зарядке разряженного аккумулятора напряжение на нём будет около 13В, в процессе зарядки ток будет падать, а напряжение возрастать. Когда напряжение на аккумуляторе достигнет 14,4 вольт, транзистор Т1 отключит реле RL1 цепь заряда будет разорвана и АКБ отключится от зарядного напряжения с диодов D1-4.
При снижении напряжения до 11,4 вольт, зарядка снова возобновляется, такой гистерезис обеспечивают диоды D5-6 в эмиттере транзистора. Порог срабатывания схемы становится 10 + 1,4 = 11,4 вольт, которые могут быть рассмотрены как для автоматического перезапуска процесса зарядки.
Такое самодельное простое автоматическое автомобильное зарядное устройство поможет Вам проконтролировать процесс зарядки, не проследить окончание зарядки и не перезарядить свой аккумулятор!
Использованы материалы сайта:homemade-circuits.com
Другой вариант схемы зарядного устройства для 12-ти вольтового автомобильного аккумулятора с автоматическим отключением по окончании зарядки
Схема немного сложнее предыдущей, но с более чётким срабатыванием.
Устройство разработано для зарядки 6 вольтовой герметичной свинцовой батареи детского электромотоцикла, однако с минимальными изменениями его можно применить для зарядки других типов аккумуляторных батарей (АКБ), с любым напряжением, для которых условием окончания заряда является достижение определённого уровня напряжения. В данном устройстве заряд батареи прекращается при достижении напряжения на клеммах 7.3В. Заряд ведётся не стабилизированным током, ограниченным на уровне 0,1С резистором R6. Уровень напряжения, при котором устройство прекратит заряд, задаётся стабилитроном VD1 с точностью до десятых долей вольта.
«Сердцем» схемы является операционный усилитель (ОУ), включённый как компаратор, и подключённый инвертирующим входом к источнику образцового напряжения (цепочка R1-VD1), а не инвертирующим к АКБ. Как только напряжение на АКБ превысит образцовое напряжение, компаратор переключится в единичное состояние, транзистор Т1 откроется и реле REL1 отключит АКБ от источника напряжения, одновременно подаст положительное напряжение на базу транзистора T1. Таким образом Т1 окажется открытым и его состояние уже не будет зависеть от уровня напряжения на выходе компаратора. Сам компаратор охвачен положительной обратной связью (R7), что создаёт гистерезис и приводит к резкому, скачкообразному переключению выхода и открыванию транзистора. Благодаря этому схема избавлена от недостатка подобных устройств с механическим реле, при котором реле издаёт неприятный дребезжащий звук из-за того, что контакты балансируют на границе переключения, но включение ещё не происходит. В случае отключения сетевого напряжения устройство возобновит работу, как только оно появится и не допустит перезаряда АКБ.
Устройство собрано из доступных деталей, начинает работать сразу, и не нуждается в настройке. Напряжение отключения зависит только от параметров стабилитрона. ОУ, указанный на схеме, может работать в диапазоне питающих напряжений от 3-х до 30 вольт и при подключении АКБ с другим напряжением, например 12V, необходимо подобрать стабилитрон на напряжение заряженной АКБ (14.4В).
Устройство собрано согласно схемы и рисунка печатной платы, проверено в работе.
