Доработка зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Доброго времени суток.

В этой записи расскажу как я доработал свое зарядное устройство для зарядки автомобильного аккумулятора.

В связи с появлением в продаже "дешовых" и достаточно мощных DC-DC преобразователей постоянного тока, решил доработать свое зарядное устройство. До переделки регулирование выходного тока происходило за счет изменения коэффициента трансформации трансформатора Т.е. повышения зарядного тока осуществлялось за счет повышения выходного напряжения с помощью переключателя.
Принципиально после переделки данный переключатель был заменен на понижающий DC-DC преобразователь.

Какие приемущества были достигнуты после доработки.

1. Повышена эффективность использования трансформатора. Максимальный ток, который позволяла выдать вторичная обмотка 4А. В связи с тем, что преобразователь подключен на крайние выводы (на которых напряжение составляет 32В), максимальная мощность стала составлять 4х23=92Вт.
2. Появилась возможность плавной регулировки выходного напряжения от 1,25 до 22 В.
3. Появилась возможность ограничения максимального зарядного тока.
4. Как следствие можно заряжать в том числе и литиевые аккумуляторы, задавая напряжение и максимальный ток.

Что потребовалось для переделки:

1. DC-DC понижающий преобразователь (макс. ток без доп. охлаждения 6А) Купил здесь.
Хороший обзор на данную плату здесь.
Цена на момент покупки — 220 руб. + 70 руб. доставка.

2. Универсальный тестер. Купил здесь.
Цена на момент покупки — 480 руб. в т.ч. доставка.

3. Выходной клеммник. Купил здесь.
Цена на момент покупки — 80 руб. + 65 руб. доставка.

Субботним вечером, под коньячок, расскажу вам о проблеме, которая мучила меня последние дни.
В прошлой записи, я писал о стоамперном генераторе. С ним в бортсети напряжение ниже 13,7 В не опускается и за здоровье АКБ я не переживал. Но перед зимой все равно решил проверить степень заряда. И каково было мое удивление, когда на заглушенной машине в бортсети 12,1 В. На заведенном двигателе на АКБ 13,7 В. @#$%^! — сказал я, и пошел курить интернеты на тему современных АКБ. Не вижу смысла пересказывать в подробностях все, что я вычитал за последние несколько дней, кому интересно могут набрать в поисковике "зарядка кальциевых аккумуляторов".
Суть в том, что в современных аккумуляторах свинец в пластинах легируют кальцием, а не сурьмой как раньше. Преимущества нового соединения в том, что АКБ меньше подвержен саморазряду и выкипанию воды при заряде. Но вместе с химсоставом пластин изменились и электрохимические процессы в батарее.

В частности, теперь нужно более высокое напряжение заряда. В современных иномарках это учтено, а отечественный автопром… ставит с завода кальциевые аккумуляторы, но регуляторы напряжения расчитаны на заряд старых малосурьмянистых АКБ. Для поддержания заряда в машине достаточно поставить трехуровневый регулятор напряжения, а как обстоят дела со стационарными зарядными устройствами?
У меня автоматическое ЗУ "Орион PW-325". Выходной ток 18 А, напряжение 15 В. Сначала заряжает постоянным током, а после падения тока заряда, постоянным напряжением 15 В. Из графиков видно, что для обычного аккумулятора такого напряжения много, и он будет интенсивно кипеть, а кальциевый аккум от такого ЗУ зарядится максимум на 75 %. Значит будем поднимать выходное напряжение 🙂
В основе ЗУ микросхема TL494. На ней же основано большинство компьютерных блоков питания.

Внутри мелкосхемы два компаратора, один из которых в штатном включении отслеживает выходной ток, второй выходное напряжение. В микросхеме они равнозначны, поэтому какой за что отвечает, зависит только от разработчика конкретной схемы. Ищем делитель выходного напряжения, собранный на двух резисторах. Он будет подключен либо к 1, либо к 16 выводу. На 2 или соответственно 15 вывод будет подключен выход источника опорного напряжения с вывода 14.
У меня контроль напряжения был подключен к 16 выводу. Делитель — 5,1 кОм на землю и параллельно включеные 340 и 11 кОм к выходным транзисторам. Отпаял 11 и 340 кОм-ные резисторы и вместо одного из них впаял последовательно включенные 10 кОмный подстроечник и 3 кОм-ный резистор.

Мелкую плату свободным отверстием припаял к торчащему выводу светодиода.

Теперь максимум напряжения можно выставить на 16,8 Вольт. Установил пока 16,15 В. Больше выставить побоялся — выходной электролит 16 Вольтовый, и это при номинальном напряжении 15 В. Прибил бы разработчика!

Притащил из гаража запасной аккум, заряженный летом этим ЗУ. Поставил на дозарядку. Уже полтора часа стоит, напряжение до выставленных 16,15 В пока не поднялось. Ток медленно падает. А без доработки аккум считался бы полностью заряженным. Завтра воткну его в машину, а АКБ из нее на подзарядку.
Все таки придется ставить трехуровневый РН 🙁

PS Графики заряда АКБ других типов можно глянуть здесь.

Обновлено 23.10.17
В связи с сезонным повышением интереса к теме заряда кальциевых АКБ сделаю небольшое дополнение для тех, кто сомневается в правильности данной доработки.

Ответ технического представителя компании АКОМ о напряжении заряда кальциевых АКБ:
Критерием окончания заряда является достижение плотности электролита 1.27 г/см3 во всех банках, при невозможности контроля плотности, окончанием заряда можно считать падение зарядного тока до 0,5-1А и (либо) его стабилизация в течении 2-х часов.
Рекомендуем производить заряд в соответствии с инструкцией по эксплуатации, с выставлением зарядного тока в ручную с величиной 5% от ёмкости АКБ (в Вашем случае 3А). При таком методе заряда ЗУ автоматически будет повышать зарядное напряжение при падении тока (приём заряда), достигая порога в 16В по окончанию заряда. В случае невозможности ЗУ повысить значение напряжения до 16В, плотность не достигнет значения в 1.27 г/см3, соответственно степень заряженности не будет полной.

Информация о напряжении заряда различных типов АКБ от производителя ЗУ "НПП Орион"

FakeHeader

Recommendations

Comments 87

Привет. подскажи что за транзистор на самом большем радиаторе?а то мой отгорел и не могу опознать

Хоть шестиуровневый регулятор ставьте, но необходимого напряжения все равно не получится))

Без РН с генератора запросто можно снять 18 В.
Здесь разговор про стационарное ЗУ.

Не только про стационарное. По тексту упоминается трехуровневый регулятор, а также то что на иномарках регуляторы расчитаны на зарядку кальциевых аккумов. Есть такое? Вот с этим я и не согласен. Необходимого напряжения в 16.15В все равно не получить. И не потому что генератор не даст, а потому что потребители не смогут работать от такого напряжения. Например, у меня сгорела галогенка +130% от напряжения уже в 16В. Так что, да, 16В это для стационарной зарядки снятого с а/м аккума.

Все лампы +хх% просто перекаленные, то есть, номинальное напряжение для них меньше, чем в бортсети авто. Поэтому они и светят ярко, но не долго. И дохнут от каждого чиха. 16 В нужно только в конце цикла заряда, а не на всем его протяжении. Иномарочная бортсеть с 14,8 В поддерживает кальций, но не дает 100% заряда АКБ. Вообще полностью зарядить аккум в авто невозможно, т.к. при заряде постоянным током в конце заряда происходит обильное газовыделение. Да и генератор совсем не тянет на роль стабильного источника тока.

Хоть шестиуровневый регулятор ставьте, но необходимого напряжения все равно не получится))

А почему не получится ? Я купил акк аком 62 и на третий день не смог запустить двигатель, нах надо было Тюмень брать походу

Не угадать… У него пробки выкручиваются?

Spiridonich ТЕБЕ ОГРОМНОЕ СПОСИБО! ( ну или ВАМ) Давно хотел свой ореон модернезировать до 16v и тут раз и на блюдичке все выложено бери и делай, и еще раз спасибо. Про некоторых очень правильно написано " Вы уважаемые все поголовно потребители рукожопые, а потому нефиг лезть в высокие материи заряда АКБ, мы вам сказали что заряжать нужно 14,4 и не дай бог вам начать обслуживать АКБ, так глядишь у нас и продажи упадут, меняйте наши высокотехнологичные батарейки раз в 2 года и нам хорошо и вам, а если вы их обслуживать начнете, да еще и заряжать правильно до 16,2, да ужас представить, что и кипеть то они не будут, а о том что ходить они будут лет по 5-7, какой нам с этого гешеф то? )))) " Сам работал автоэлектриком суть понимаю. У меня T4 97 г.в. с в ключеным светом 13,8v для кальцевого акб это мало. Гена будет давать 14,8V, нормально будет.

не хочу расстраивать приверженцев 16 вольтовой теории, но вот официальный ответ варты, косматых годов.

12.12.2011 18:22
Здравствуйте Алексей!

Информация на сайте в разделе "Всё об аккумуляторах" устарела, имеет неточности и будет обновлена.
п. 2.2 предназначен для батарей с пробками серии standard, ранее поставлявшихся в сухозаряженном исполнении, а теперь снятых с производства.
Для современных батарей со свинцово-кальциевыми сплавами рекомендуется заряд током 10% от номинальной ёмкости до напряжения 14,4В.
Это стандартный режим заряда для автомобильных аккумуляторов. Если продолжать заряжать батарею до 16В, это приведет к потере воды из электролита.

Дмитрий Тищенко
dmitry tishchenko

johnson controls power solutions emea

johnson controls power solutions moscow
podkopayevsky per. 4
109028 moscow, russia

tel: +7 (495) 937 19 13, +7 (495) 933 78 01
mobile: +7 (916) 200 29 82
fax: +7 (495) 933 78 01
email: dmitry.s.tishchenko@jci.com
web: www.johnsoncontrols.com

Представительство ООО Джонсон Контролс Аутобаттери ГмбХ (Германия) г. Москва
ИНН 9909026429 КПП 773851001 ОКПО 18953404 ОКВЭД 74.40
Разрешение на открытие представительства №5008.4 от 03 июля 2008г., действует до 24 июня 2011г.
Свидетельство о занесении в сводный государственный реестр представительств иностранных компаний №8386.4 от 03 июля 2008г., действует до 24 июня 2011г.

ООО Джонсон Контролс Аутобаттери РУС
ОГРН 1057748658560 ИНН 7702580757 КПП 770201001 ОКПО 78992304 ОКВЭД 50.30

В конце поста ответ техподдержки АКОМа свежих годов 😉 Они, на минуточку, на свои efb аккумы дают гарантию 4 года.
Я сейчас заряжаю в импульсном режиме, батарея не кипит от слова совсем.

И где вы все такой бредятины начитались о зарядке АКБ напряжением 16в?По вашим рассуждениям- генератор тоже должен выдавать 16в, что-бы АКБ не разряжался?

Не надо путать заряд до 100 % емкости, и поддержание заряда АКБ, достаточного для запуска ДВС. Генератор должен выдавать 14.4 В.

При заряде АКБ напряжением 16в и выше(как выдают некоторые тиристорные зарядки)вы просто кипятите АКБ и уменьшаете время заряда! Сам заряжаю импульсным зарядным со стабилизацией напряжения 14.4в, полная зарядка занимает 20-40 часов, в зависимости от разряженности АКБ, при этом в конце заряда ток падает до 0.1а-это как раз 100% заряда АКБ.

Я заряжаю источником тока, до 16 В поднимается только в самом конце заряда. По достижении этого напряжения зарядка отключается. Время заряда 10 — 12 часов током 0.1 от емкости.

Вот официальный ответ представителя Varta balsat-msk.ru/forum/showp…st.php?p=2218&postcount=4 , о каких 16в вы тут говорите?

Делайте как Вам больше нравится, я ни на чем не настаиваю.

И охота Вам вступать в палемику с подобными персонажами? ))
Они обычно слышат звон, но не знают где он и обязательно начинают размахивать "пустым" ответом от какого то
представителя Vart(ы) )) Да и что собственно этот представитель там ответил то, если своими словами то так:
— Вы уважаемые все поголовно потребители рукожопые, а потому нефиг лезть в высокие материи заряда АКБ, мы вам сказали что заряжать нужно 14,4 и не дай бог вам начать обслуживать АКБ, так глядишь у нас и продажи упадут, меняйте наши высокотехнологичные батарейки раз в 2 года и нам хорошо и вам, а если вы их обслуживать начнете, да еще и заряжать правильно до 16,2, да ужас представить, что и кипеть то они не будут, а о том что ходить они будут лет по 5-7, какой нам с этого гешеф то? ))))

Я себе кстати переделал зарядник PW325 немного по другому:
1. Поставил не подстроечник, а галетный переключатель, подстроечным переключателем определил сопротивления на несколько напряжений 13.6 (буферный) / 14,1 / 14,4 / 14,6 / 14.8 / 15,2 / 16 / 16,2 / 16,4
тем самым перекрыв все возможные напряжения для чисто свинцовых, гибридов и чисто кальциевых батарей.
2. Поставил кнопку отключения "Автомата". На старых батареях часто плотность может "плавать" в разных банках, данная возможность позволяет ее выравнивать заряжая АКБ постоянным током несколько суток к ряду.
3. Заменил вентилятор на нормальный.
4. Поставил вольтметр
5. Заменил входной диодный мост (обычные диоды) на полноценный мощный (больное место у этих АЗУ)
6. Электролиты менять не пришлось, так как они все оказались на нормальное напряжение 25в
7. В свое время хотел использовать этот зарядник как БП и для этого надо было допаять на плату отсутсвующие там элементы (входной фильтр, конденсаторы), увеличить выходные электролиты, но потом передумал )))

P.S. Кстати на форуме НПО "Орион" прям есть тема где человек не смог начать заряжать чисто CA/CA батарею зарядником с напряжением в 15в orionspb.ru/forum/viewtop…8ad0096388648a733a431de0e

Я таким товарищам отвечаю только для того, чтобы те уто не в теме, читая комменты к теме задумались, а не воспринимали речи крикунов за догму.
Я свой орион с момента написания статьи еще несколько доработал:
Вклеил цифровой вольтметр на лицевую панель;
Поставил 50 мм вентилятор;
Резистор регулировки напряжения вывел наружу;
Поставил провода 2,5 квадрата;
И самый сок — по мотивам форума электротранспорт.ру сделал микроконтроллерную приставку для зарядки АКБ импульсным или реверсивным током с последующей добивкой "качелями". Плюс возможность разряда на нагрузку с постоянным током разряда.

Провода у Ориона действительно "веселые", но пока не менял по причине:
orionspb.ru/forum/viewtop…513e58fbdbb6e7e41c2050dc7

приветствую. может поможете мне в моем вопросе?!у меня ситуация достаточно интересная вышла всю голову сломал в раздумьях.дело в том, что у меня акб выдает 14 вольт-акб новый 3дня всего, но когда завожу двигатель, напряжение прыгает причем вврех и 17-22 вольта выдает.думал что причина в генераторе, но я скинул с гены все фишки и даже ремень, завел авто на акб и все-же заряд выдает такой-же 17-22 вольта.так как не в генераторе причина, в чем может крыться делема?