Ингул зарядное устройство для автомобильного аккумулятора схема – Зарядное устройство ингул инструкция — Все о Здоровье

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов на Atmega 8.

РадиоКот >Схемы >Питание >Зарядные устройства >

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов на Atmega 8.

  Хочу представить вниманию зарядное устройство (ЗУ) для автомобильных аккумуляторов на Atmega 8. Данное устройство является моим вариантом ЗУ описание которого выложено в [1].  Очень рекомендую сначала прочитать описание оригинального ЗУ для снятия многих вопросов.  К достоинствам ЗУ можно отнести использование силового трансформатора от бесперебойников, защиту от короткого замыкания и переполюсовки. ЗУ можно собрать в корпусе бесперебойника что снимает проблему всех устройств радиолюбителя – корпус.

    После изготовления нескольких штук по оригинальному описанию я пришел к заключению что использование Atmega16 является избыточным, как по обьему памяти так и по количеству портов вводавывода. Поэтому было решено перевести проект на  Atmega 8, тем более что исходники Автором были любезно выложены.

    После тщательного курения даташита, а особенно замечательной книги [2] получилось переделать прошивку для Atmega 8. Также мною были внесены некоторые изменения в схему устройства для придания некоторой универсальности в части возможности использования различных компонентов. Схема того что получилось представлена ниже:

 

    Как видно устройство разделено на две части: микроконтроллера (МК) и силовую.

    Некоторые обьяснения по схеме контроллера. К разьему pow-in подключается маломощный внешний трансформатор с напряжением вторичной обмотки порядка 10-15 вольт, после выпрямления напряжение подается через развязывающий диод D9 на стабилизатор 78l12, который используется для питания операционного усилителя цепи измерения тока, и стабилизатора 7805 который питает микроконтроллер. Резисторы R32, R1 и стабилитрон D10 с напряжением стабилизации 5.1 вольт формируют сигнал прерывания МК для определения момента перехода сетевого напряжения через ноль.

    На операционном усилителе (ОУ) U5 типа LM358 собраны усилитель сигнала с шунта для измерения зарядного тока и усилитель сигнала с шунта для определения перегрузки. Питание ОУ осуществляется напряжением 12 вольт и напряжением -5 вольт, которое преобразуется при помощи ICL7660 из напряжения +5 вольт. Использование ICL7660 позволяет отказаться от применения трансформатора с двумя вторичными обмотками, как в оригинальном устройстве. Кроме того предусмотрен вариант использования

Rail-to-Rail ОУ, что позволяет вообще отказаться от источника питания +12 вольт, преобразователя ICL7660, а также защитных диодных сборок D6, D7. Был испытан образец на ОУ MCP6002 который себя неплохо зарекомендовал. При использовании Rail-to-Rail ОУ не устанавливается стабилизатор 78l12 и конденсатор C15. Впаивается нулевая перемычка R13 для питания ОУ от +5 вольт, а вместо конденсатора C13 впаивается нулевая перемычка на корпус. Таким образом организуется питание +5 вольт для ОУ. При сборке нужно внимательно следить какой вариант собираете дабы не повредить ОУ и МК при несоответствии типа применяемого ОУ напряжению питания.

    Диодные сборки D6, D7, D11 служат для защиты портов МК от перенапряжения и напряжения обратной полярности. В оригинальной схеме для этой цели используются стабилитроны на 5.1 вольт, но при сборке устройства выяснилось что они вносят погрешность при измерении тока и напряжения, т.к. начинают приоткрываться при напряжении порядка 4.8 вольта. В устройстве АЦП МК использует в качестве опорного напряжения напряжение питания +5 вольт, а следовательно АЦП охватывает весь диапазон от 0 до 5 вольт. Установка D11 обязательна.

    Разьем ISP1 служит для внутрисхемного программирования МК, распиновка его стандартна для варианта 6 контактов. Реле RL1 служит для включения силового трансформатора. Транзистор управления реле любой средней мощности типа npn, ставил КТ817. Реле выпаивается из платы бесперебойника, также в зависимости от типа платы можно выпаять кварцевый резонатор на 8 Мгц, стабилизатор 7805, стабилизатор 7812 для силового модуля. Переменным резистором RV1 устанавливаем контрастность дисплея. Дисплей используется типа 0802 с кирилицей. Типоразмер всех используемых SMD резисторов и конденсаторов 1206. Конденсатор C16 танталовый SMD 10мкф 16 вольт.

    В силовом модуле стабилизатор 7812 служит для питания вентилятора обдува радиатора на котором устанавливается силовой диодный мост типа KBPC5010 или аналогичный, а также тиристор 40TPS12. В данной версии прошивки обдув включается при токе зарядки 2А, выключается при 1А. В качестве радиатора идеально подходят так называемые «процессорные». Предохранитель FU1 автомобильный на 30А, впаивается прямо в плату. Такие попарно установлены на плате бесперебойника. Резисторы R1-R7, R12, R13, R16 типоразмера 1206 на 0.1 Ом впаяны параллельно и образуют шунт для измерения тока. Транзисторы ключей для управления вентилятором и тиристором использовал типа КТ816Б, можно использовать любые средней мощности типа pnp.

    К точкам BATT припаиваются провода с крокодилами для подключения к батарее, к точкам BRIDGE провода с наконечниками для подключения к диодному мосту. Провода с наконечниками также из бесперебойника. К разьему FAN подключают вентилятор охлаждения.

    Силовая плата и плата МК соединяются 2-мя шлейфами с 3-мя проводами: сигнал измерения напряжения – общий – сигнал измерения тока и сигнал управления тиристором – общий силовой – сигнал управления вентилятором. ВНИМАНИЕ: общий и общий силовой не долны соединятся в шлейфах они впаиваются в соответствующие места платы и никак между собой не связаны.

    После сборки и проверки монтажа подключается ЗУ к сети, если все правильно собрано после экранов приветствия появится надпись «Подключи батарею». Подключаем аккумулятор или внешний источник напряжением 12 вольт к крокодилам и подстроечным резистором RV6 выставляем напряжение на экране ЗУ соответствующее напряжению аккумулятора или источника питания по контрольному вольтметру. Далее подключаем ЗУ к аккумулятору через амперметр, вращаем энкодер по часовой стрелке выставляя зарядный ток 1А и нажимаем ручку энкодера, на экране появляется надпись «Заряд начат» и зарядный ток начинает плавно увеличиваться от нуля до утановленного значения. Подстроечным резистором RV3 выставляем правильные показания тока на экране ЗУ по контрольному амперметру. Выставлять следует при установившемся значении на экране. Подстроечным резистором RV4 выставляем напряжение на входе 24 МК равным 0.09в при зарядном токе 1А.

    Для справки: для входов измерения тока и напряжения АЦП МК максимальные значения в +5 вольт соответствуют 15 амперам и 15 вольтам. Для входа измерения перегрузки по току напряжение отключения тока зарядки – 1 вольт. 

    Подключаем ЗУ к сети, подключаем батарею, устанавливаем требуемый ток заряда в диапазоне 0-10А вращением энкодера, нажимаем энкодер. Ток заряда плавно растет до установленного значения. При достижении на батарее 14.4 вольта ток плавно падает при условии неизменности напряжения на батарее в 14.4 вольта. При падении тока зарядки ниже 0.5А и напряжении 14.4 вольта считается что батарея заряжена и зарядка прекращается - выводится надпись «Батарея заряжена». При невозможности достижения напряжения на батарее в 14.4 вольта при токе 0.5 А в течении 4 часов выводится надпись «Проверь батарею не берет заряд» и заряд отключается. Если при включении зарядки ток не растет появляется надпись «Плохой контакт с батареей» и заряд отключается. При пробое тиристора и неконтроллируемом увеличении напряжения выше 15 вольт заряд отключается и появляется надпись «ERROR VOLTAGE». При чрезмерном увеличении тока заряда или КЗ также заряд отключается и выводится надпись «Ошибка по току». Чтобы досрочно прервать заряд энкодером уменьшаем ток до нуля и нажимаем энкодер или просто снимаем клемму с батареи. Для изменения тока заряда в процессе зарядки вращаем энкодер и нажимаем, появляется надпись «Ток изменен».

Фьюзы для прошивки:

Плата МК односторонняя, 11 перемычек.

 

Плата силовая односторонняя, 1 перемычка:

Несколько фотографий готового ЗУ:

   Список литературы:

  1. https://we.easyelectronics.ru/power-electronics/zaryadnoe-ustroystvo-dlya-avtomobilnyh-akkumulyatorov-na-atmega-16.html
  2. Евстифеева А.В. «Микроконтроллеры AVR семейства Mega».

Ниже в архиве проект в Протеус 8 платы МК и силовой платы, а также прошивка.

 

 

 

Файлы:
Протеус, прошивка

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?


Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

www.radiokot.ru

Качели для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.

Качели для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.

Начитавшись в Интернете всякого про SLA (VRLA) аккумуляторы, решил испробовать алгоритм заряда стабильным током. Выглядит он так. Сначала идёт заряд стабильным током, величиной 0,1C. (где C - номинальная ёмкость аккумулятора в ампер-часах) Как только напряжение на аккумуляторе повысится до 14,5 вольт, зарядный ток выключается. Напряжение на аккумуляторе начинает самопроизвольно уменьшаться. Как только оно уменьшится до 13,1 вольта, снова начинается заряд током 0,1C и продолжается до тех пор, пока напряжение  снова не повысится до 14,5 вольт. Зарядный ток выключается и остаётся выключенным, пока напряжение не понизится до 13,1 вольта. Затем зарядный ток включается опять, и т.д. Таким образом, получается бесконечный цикл заряд-пауза. Напряжение на аккумуляторе "качается" между 13,1 и 14.5 вольтами. Такой алгоритм давно известен и используется, например, в специализированной микросхеме, которую выпускают "Техасские Инструменты":  https://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq2031.pdf  У них этот алгоритм называется "Pulsed Current Algorithm".

Отмазка. Аффтар не несёт никакой ответственности за возможные последствия применения этих схем. Угробите аккумулятор - сами виноваты!

Схема зарядного устройства для SLA аккумулятора на 12V 7Ah приведена на рисунке.


Описание схемы.
На транзисторах VT2 и VT3 собран стабилизатор зарядного тока. Для управления стабилизатором тока используется счетверённый компаратор LM339 (DA2). Компараторы DA2-1 и DA2-2 следят за напряжением на аккумуляторной батарее GB1. DA2-1 отслеживает нижний уровень напряжения (13,1 вольта), а DA2-2 - верхний (14,5 вольта). Резисторы R1 - R6 образуют делители напряжения. Напряжение с выходов делителей сравнивается с опорным напряжением. Источник опорного напряжения сделан на параллельном стабилизаторе напряжения TL431 (DA1). Источник опорного напряжения имеет термокомпенсацию, чтобы с повышением температуры пороговые напряжения уменьшались из расчёта 5 милливольт на градус на банку. Датчиком температуры являются четыре диода 1N4007 (VD1 - VD4), соединённые последовательно. На компараторах DA2-3 и DA2-4 собран RS триггер, который запоминает последовательность переключения компараторов DA2-1 и DA2-2. Транзистор VT1 применяется для преобразования уровня напряжения на выходе компаратора DA2-4 в управляющее напряжение стабилизатора тока. Светодиоды HL1 и HL2 служат для индикации состояния зарядного устройства. Когда идёт заряд, светится HL2. Во время паузы светится HL1.

Как это всё работает.
Когда напряжение на аккумуляторе меньше чем нижний порог (13,1 вольта), то напряжения на входах компараторов 6 и 9, больше, чем на входах 7 и 8. ( Напряжение отсчитывается относительно общего провода GND ) Соответственно, на выходе DA2-1 устанавливается низкий уровень, а на выходе DA2-2 - высокий. На выходе DA2-3 устанавливается высокий уровень, а на выходе DA2-4 - низкий. Между выходом DA2-4 и плюсом питания Vcc начинает протекать ток через HL2, R15 и переход эмиттер-база VT1. HL2 начинает светиться, а транзистор VT1 открывается. Через открытый транзистор напряжение питания поступает на резисторы R13 и R16. Через резистор R16 напряжение поступает на затвор полевого транзистора VT3. VT3 начинает открываться. Когда ток через транзистор VT3 (и аккумулятор) достигнет примерно 700 мА, начнёт открываться транзистор VT2 и шунтировать цепь затвор - исток, что приведёт к снижению тока через полевой транзистор. Таким образом, установится стабильное значение зарядного тока. Стабилитрон VD7 защищает цепь затвор - исток от повышенного напряжения, и, при нормальной работе стабилизатора, ток не проводит. Диод VD8 предотвращает разряд аккумулятора при выключенном питании через транзистор VT3 и резисторы R18, R19.
По мере заряда аккумулятора, напряжение на нём возрастает. Как только оно достигнет нижнего порога, компаратор DA2-1 изменит своё состояние. На его выходе должен бы появиться высокий уровень, но фиг он там появится, поскольку  на выходе DA2-4 низкий уровень и диод VD5 открыт. Поэтому, триггер на компараторах DA2-3 и DA2-4 сохраняет своё состояние, и заряд продолжается. Напряжение на аккумуляторе продолжает возрастать. Когда оно достигнет верхнего порога, компаратор DA2-2 изменит своё состояние. На его выходе появится низкий уровень, который изменит состояние триггера на противоположное. HL2 погаснет, транзисторы VT1 и VT3 закроются и заряд прекратится. Начнёт светиться HL1. С течением времени, напряжение на аккумуляторе самопроизвольно уменьшается. Как только оно уменьшится ниже верхнего порога, компаратор DA2-2 изменит своё состояние. Но высокий уровень на его входе не появится из-за того, что на выходе DA2-3 низкий уровень и диод VD6 открыт. Триггер сохранит своё предыдущее состояние. Снижение напряжения на аккумуляторе будет продолжаться. Как только напряжение достигнет нижнего порога, состояние компаратора DA2-1 изменится. На выходе появится низкий уровень, который изменит состояние триггера на противоположное. Снова включится заряд, и цикл повторится. Источник опорного напряжения имеет напряжение 4,8 вольта при комнатной температуре.  Значение этого напряжения выбрано примерно равным напряжению двух банок кислотного аккумулятора. Кремниевые диоды датчика температуры имеют температурный коэффициент напряжения около 2 мВ на градус каждый. Таким образом, четыре диода должны обеспечить температурный коэффициент источника опорного напряжения равным 4 мВ на градус на банку. (на самом деле, получилось 5) Ток через диоды определяется резистором R8 и выбран равным 100 мкА.

Зарядное устройство питается от любого нестабилизированного источника питания, который может обеспечить ток 0,7 - 0,8 А. Напряжение питания Vcc должно быть не меньше 16 вольт. А с учётом пульсаций источника питания и нестабильности сети, где-нибудь около 18 - 19 вольт. Но не больше 35 вольт. Чем больше будет напряжение, тем больше мощность, рассеиваемая транзистором VT3.
Если планируется заряжать аккумулятор при комнатной температуре, то термокомпенсация не нужна. Вместо термодатчика из четырёх диодов надо включить резистор на 20 кОм.
Схема выдерживает непродолжительную переплюсовку аккумулятора. При этом светится светодиод HL2, как будто идёт заряд. На самом деле аккумулятор РАЗРЯЖАЕТСЯ током около 700 мА. При этом, на транзисторе VT3 рассеивается повышенная мощность. Будьте внимательны при подключении аккумулятора, а то ему (а может и транзистору тоже) настанет кирдык. И не говорите потом, что я вас не предупреждал.

Конструкция и детали.
Транзисторы VT1, VT2 - любые кремниевые, соответствующей структуры. Транзистор VT3 - любой относительно мощный полевик MOSFET с N каналом. Минимальное сопротивление канала роли не играет - он всё равно работает в линейном режиме. Транзистор VT3 должен быть обязательно установлен на радиатор. Какой величины радиатор - зависит от напряжения питания. Стабилитрон VD7 - любой, с напряжением стабилизации от 8 до 15 вольт. Диод VD8 - любой, который не сильно греется при токе 0,7 А. Лучше, чтобы он был ампера на 3. Остальные диоды опять же любые, кремниевые. Резистор R18 должен иметь мощность не менее 1 Вт. Компараторы DA2 могут быть любыми, но обязательно должны иметь выход с открытым коллектором. Использовать вместо них операционные усилители недопустимо! Конструкция датчика температуры - любая, но лучше, чтобы диоды были в герметичной упаковке. Схема собрана на универсальной плате. Печатная плата не разрабатывалась.

Налаживание.
 Аккумулятор не подключать. Подать питание. Проверить источник опорного напряжения. Напряжение между анодом и катодом DA1 (TL431) должно быть 4,8 вольта при комнатной температуре. Требуемое напряжение подбирается резистором R3. Движок подстроечного резистора R2 установить в верхнее по схеме положение (максимальное напряжение верхнего порога). Движок подстроечного резистора R5 установить в нижнее по схеме положение (минимальное напряжение нижнего порога). Если всё собрано правильно, светодиоды HL1 и HL2 должны начать попеременно мигать с частотой несколько герц. Проверить работу стабилизатора тока. Вместо аккумулятора подключить эквивалент нагрузки - мощный резистор сопротивлением 10 - 12 Ом и мощностью 6 - 10 ватт. Светодиод HL2 должен светиться непрерывно, а HL1 должен погаснуть. Убедиться, что ток через эквивалент нагрузки примерно равен 600 - 700 мА. Подбором резистора R19 установить ток равным 700 мА. Точное значение тока устанавливать не имеет смысла. Точность +/- 50 мА вполне достаточна. Убедиться, что при изменении сопротивдения - эквивалента нагрузки, ток не меняется. Подключить аккумулятор, а к аккумулятору вольтметр. Лучше, если аккумулятор уже заряженный - не придётся долго ждать, пока напряжение на нём достигнет 14,5 вольта. Как только напряжение станет равным 14,5 вольта, поставить движок подстроечного резистора R2 в такое положение, чтобы светодиод HL2 погас, а HL1 засветился. Напряжение на аккумуляторе начнёт уменьшаться. Как только оно уменьшится до 13,1 вольта, поставить движок подстроечного резистора R5 в такое положение, чтобы светодиод HL1 погас, а HL2 засветился. Проследить, в каких пределах качается напряжение, и подстроить пороги поточнее. Собственно, всё.

То, что получилось у меня, показано на фотографии.


Да. Некоторые граждане коты, конечно возмутятся и скажут: "Хочу схему не с общим плюсом питания, а с общим минусом!". Пожалуйста. Их есть у меня. Только придётся поискать полевик с P каналом. Схема на рисунке. Но я её ещё не макетировал. Но должна работать точно так же.


И в заключение. В Интернете говорят, что с помощью зарядника типа "качели", можно уменьшить сульфатацию. Для этого параллельно аккумулятору вешают нагрузку, которая отъедает от него ток в размере 0,05C. Поскольку зарядник даёт ток 0,1C, заряд таки происходит током 0,05C, а в паузе происходит разряд таким же током... Может, соотношение зарядного и разрядного тока должно быть иным... Не знаю. Не пробовал. Нету у меня засульфатированного аккумулятора...

Все вопросы в Форум.

www.radiokot.ru

Самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора: схема, фото, описание

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора сделанное своими руками: схема и фото изготовления самоделки.

Понадобилось зарядное устройство для подзарядки аккумулятора автомобиля, но не особо хотелось тратиться на покупку, да и возникло желание что то спаять. Собрал все нужные запчасти и приступил.

На рисунке показана схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.

Плата.

Приступил к пайке.

 

В процессе испытаний пришлось заменить трансформатор ТП-100-12 на более мощный, выдавал лишь 5А под нагрузкой, учитывая емкость батареи 77Ah, маловато будет.

Также быстро вышел из строя китайский вольт-амперметр, заказанный на Али. Поставил советский амперметр. Готовую схему разместил на шасси. Изготовил корпус.

В этой схеме, резистором управляется тиристор, которым происходит регулировка тока зарядки (во время зарядки ток держит стабильно).

В итоге получилось вот такое самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора с максимальным зарядным током до 12А.

Автор самоделки: Евгений Коробов.

Загрузка...

sam-stroitel.com

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

У каждого автомобилиста рано или поздно возникают проблемы с аккумулятором. Не избежал этой участи и я. После 10 минут безуспешных попыток завести свой автомобиль решил, что необходимо приобрести или сделать самому зарядное устройство. Вечером сделав ревизию в гараже и найдя там подходящий трансформатор решил делать зарядку сам. трансформатор

Там же среди ненужного барахла нашел и стабилизатор напряжения от старого телевизора, который по моему мнению чудесно подойдет в качестве корпуса.

Зарядное устройство

Проштудировав бескрайние просторы Интернета и реально оценив свои силы выбрал наверное самую простую схему.

схема зарядника

Распечатав схему пошел к соседу, увлекающемуся радиоэлектроникой. Он в течение 15 минут набрал мне необходимые детали, отрезал кусок фольгированного текстолита и дал маркер для рисования плат. Затратив около часа времени, я нарисовал приемлемую плату (монтаж просторный размеры корпуса позволяют). Как травить плату рассказывать не буду, об этом много информации. Я же отнес своё творение соседу, и он мне её протравил. В принципе можно было купить монтажную плату и все сделать на ней, но как говорят дареному коню ….
Просверлив все необходимые отверстия и выведя на экран монитора цоколевку транзисторов я взялся за паяльник и спустя примерно час у меня была готовая плата.

схема зарядника

Диодный мостик можно купить на рынке, главное чтобы он был рассчитан на ток не менее 10 ампер. У меня нашлись диоды Д 242 их характеристики вполне подходят, и на кусочке текстолита я спаял диодный мост.

диодный мост

Тиристор необходимо устанавливать на радиатор, так как при работе он заметно греется.

тиристор зарядника

Отдельно должен сказать про амперметр. Его пришлось покупать в магазине, там же продавец консультант подобрал и шунт. Схему решил немного доработать и добавить переключатель, чтобы можно было измерять напряжение на аккумуляторе. Здесь тоже понадобился шунт, но при измерении напряжения он подключается не параллельно, а последовательно. Формулу расчета можно найти в Интернете, от себя добавлю, что большое значение имеет мощность рассеивания резисторов шунта. По моим расчетам она должна была быть 2,25 ватт, но у меня грелся шунт мощностью 4 ватта. Причина мне неизвестна, не хватает опыта в подобных делах, но, решив, что в основном мне нужны показания амперметра, а не вольтметра я с этим смерился. Тем более что в режиме вольтметра шунт заметно нагревался секунд за 30-40. Итак, собрав все необходимое и проверив все на табуретке, я взялся за корпус. Полностью разобрав стабилизатор я вынул всю его начинку.

трансформаторы

Разметив переднюю стенку я просверлил отверстия под переменный резистор и переключатель, потом сверлом маленького диаметра по окружности просверлил отверстия под амперметр. Острые края доработал напильником.

радиатор

Немного поломав голову над расположением трансформатора и радиатора с тиристором, остановился на таком варианте.

Зарядное устройство

Прикупил еще пару зажимов «крокодил» и все-зарядка готова. Особенностью данной схемы является то что она работает только под нагрузкой, поэтому собрав устройство и не найдя напряжения на выводах вольтметром не спешите меня ругать. Просто повесьте на выводы хотя бы автомобильную лампочку, и будет вам счастье.

Зарядное устройство для авто

Трансформатор берите с напряжением на вторичной обмотке 20-24 вольта. Стабилитрон Д 814. Все остальные элементы указанны на схеме.

sdelaysam-svoimirukami.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о