Простое самодельное автомобильное зарядное устройство из трансформатора от телевизора: схема, фото
Самое простое самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора: схема и подробное описание изготовления.
Приветствую! Если у Вас есть старый ламповый телевизор, а точнее трансформатор от него по типу ТС-180-2. То из этого трансформатора можно сделать очень простое зарядное устройство для аккумулятора автомобиля.
У трансформатора ТС-180-2 есть две вторичные обмотки, рассчитанные на напряжение 6.4 В и ток 4.7 А, если их соединить последовательно, то получим выходное напряжение 12.8 В. Этого напряжения достаточно, чтобы подзарядить аккумулятор. На трансформаторе нужно соединить толстым проводом выводы 9 и 9 штрих, а к выводам 10 и 10 штрих, тоже толстыми проводами припаять диодный мост, состоящий из четырех диодов Д242А или других рассчитанных на ток не менее 10 А.
Диоды нужно установить на большие радиаторы. Конструкцию диодного моста можно собрать на стеклотекстолитовой пластине подходящего размера.
Первичные обмотки трансформатора тоже необходимо соединить последовательно, перемычку нужно поставить между выводами 1 и 1 штрих, а к выводам 2 и 2 штрих припаять шнур с вилкой для сети 220 В. Желательно в первичную и вторичную цепи установить предохранители, в первичную – 0.5 А, во вторичную 10 А.
Провода, которые вы используете при изготовлении зарядного устройства, должны быть сечением не менее 2.5 мм2. Площадь радиатора для диода, не менее 32 см2 (для каждого). В нашем случае вторичные обмотки рассчитаны на ток 4.7 А, поэтому нельзя чтобы зарядный ток продолжительное время превышал это значение. Напряжение на клеммах аккумулятора во время заряда не должно превышать 14.5 В, особенно если заряжается необслуживаемая батарея.
Чтобы ограничить зарядный ток можно включить последовательно с аккумулятором в разрыв минусового провода 12 вольтовою лампу мощностью от 21 до 60 Вт. Чем меньше мощность лампы, тем меньше будет зарядный ток. Для контроля тока и напряжения необходимо подключить к зарядному устройству амперметр с пределом измерения не менее 10 А, и вольтметр с пределом измерения не менее 15 В.
Или можно пробрести мультиметр с пределом измерения тока не менее 10 А и периодически контролировать параметры с его помощью.
Зарядка автомобильного аккумулятора зарядным устройством:
Внимательно подсоединяйте аккумулятор! Не допускается даже кратковременно перепутать при подключении аккумулятора плюс с минусом. Нельзя проверять работоспособность устройства кратковременным замыканием выводов («проверка на искру»).
Зарядное устройство во время подсоединения — отсоединения аккумулятора, должно быть обесточено.
Не пытайтесь этим зарядным устройством на прямую (без лампочки) заряжать глубоко разряженные аккумуляторы, в этом случае зарядный ток может быть очень большим и ваше устройство выйдет из строя. Когда ток уменьшиться, лампочку можно убрать и заряжать дальше, контролируя ток и напряжение.
Ток будет постепенно падать, а напряжение на клеммах аккумулятора – расти. Когда оно достигнет 14,5 вольт – зарядку нужно закончить. Иначе из электролита будет выкипать вода и пластины аккумулятора оголятся, что может привести к потере емкости и преждевременному выходу аккумулятора из строя!
Схема зарядного устройства проверена неоднократно и рекомендуется к изготовлению!
Делаем самодельные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов
Самодельные зарядные устройства для аккумуляторов обычно имеют очень простую конструкцию, а дополнительно к тому и повышенную надежность как раз ввиду простоты схемы.
Еще один плюс от изготовления зарядки своими руками – относительная дешевизна комплектующих и как результат – невысокая себестоимость прибора.
Почему сборная конструкция лучше покупного
Основная задача подобной техники – поддерживать на требуемом уровне заряд аккумуляторной батареи автомобиля в случае необходимости. Если разрядка АКБ произошла рядом с домом, где есть нужное устройство, то проблем не возникнет. В противном случае, когда нет подходящей техники для питания аккумулятор, и средств тоже недостаточно, можно собрать прибор своими руками.
Необходимость использования вспомогательных средств для подпитки АКБ автомобиля обусловлена в первую очередь низкими температурами в холодное время года, когда наполовину разряженная аккумуляторная батарея представляет собой главную, а иногда и вовсе не разрешимую проблему, если только вовремя не подзарядить АКБ. Тогда самодельные зарядные устройства для питания автомобильных аккумуляторов станут спасением для пользователей, которые не планируют вкладываться в такую технику, по крайней мере, в данный момент.
Принцип действия
До определенного уровня АКБ авто может получать питание от самого транспортного средства, а если точнее, от электрогенератора. После этого узла обычно устанавливается реле, ответственное за установку напряжения не более 14,1В. Чтобы аккумуляторная батарея зарядилась до предела, необходимо более высокое значение данного параметра – 14,4В. Соответственно, для реализации такой задачи как раз и применяются АКБ.
Основные узлы данного устройства – трансформатор и выпрямитель. В результате на выход подается постоянный ток с напряжением определенной величины (14,4В). Но почему наблюдается разбег с напряжением самой батареи – 12В? Это делается с целью обеспечения возможности зарядить АКБ, разряженной до уровня, когда значение данного параметра аккумулятора приравнивалось 12В. Если зарядка будет характеризоваться таким же по значению параметром, то в результате питание АКБ станет сложно выполнимой задачей.
Но здесь есть нюанс: небольшое превышение уровня напряжения аккумуляторной батареи не является критичным, тогда как существенно завышенная величина этого параметра очень плохо скажется в дальнейшем на работоспособности АКБ.
Принцип функционирования, которым отличается любое, даже самое простое зарядное устройство для питания автомобильного аккумулятора, заключается в повышении уровня сопротивления, что приведет к снижению зарядного тока.
Соответственно, чем больше значение напряжения (стремится к 12В), тем меньше ток. Для нормальной работы АКБ желательно устанавливать определенную величину тока заряда (порядка 10% от емкости). В спешке велик соблазн изменить значение этого параметра на большее, однако, это чревато негативными последствиями для самой аккумуляторной батареи.
Что потребуется для изготовления АКБ?
Основные элементы простой конструкции: диод и обогреватель. Если правильно (последовательно) подключить их к АКБ, можно добиться желаемого – аккумуляторная батарея будет заряжена через 10 часов. Но любителям экономить электроэнергию такое решение может не подойти, потому как расход в этом случае составит порядка 10 кВт. Работа полученного устройства характеризуется невысоким КПД.
Основные элементы простой конструкции
Но для создания подходящей модификации придется несколько видоизменить отдельные элементы, в частности, трансформатор, мощность которого должна быть на уровне 200-300 Вт. При наличии старой техники, подойдет данная деталь из обычного лампового телевизора. Для организации системы вентиляции пригодится кулер, лучше всего, если он будет от компьютера.
Когда создается простое зарядное устройство для питания аккумулятора своими руками, в качестве основных элементов выступает еще транзистор и резистор. Чтобы наладить работу конструкции, понадобится компактный снаружи, но довольно вместительный корпус из металла, хороший вариант – короб от стабилизатора.
Схема простого зарядного устройства
В теории такого рода технику сможет собрать даже начинающий радиолюбитель, который ранее не сталкивался со сложными схемами.
Схема простого устройства для заряда аккумулятора
Основная трудность заключается в необходимости видоизменить трансформатор.
При таком уровне мощности обмотки характеризуются невысокими показателями напряжения (6-7В), ток будет равен 10А. Обычно же требуется напряжение 12В или 24В, в зависимости от типоисполнения аккумуляторной батареи. Чтобы получить такие значения на выходе устройства, необходимо обеспечить параллельное соединение обмоток.
Поэтапная сборка
Самодельное зарядное устройство для питания аккумулятора автомобиля начинается с подготовки сердечника. Наматывание провода на обмотки выполняется с максимальным уплотнением, важно, чтобы витки плотно прилегали друг к другу, и не оставалось просветов. Нельзя забывать и об изоляции, которая ставится с интервалом в 100 витков. Сечение провода первичной обмотки – 0,5 мм, вторичной – от 1,5 до 3,0 мм. Если учесть, что при частоте 50 Гц 4-5 витков могут обеспечить напряжение 1В, соответственно, для получения 18В требуется порядка 90 витков.
Далее, подбирается диод подходящей мощности, чтобы выдерживать подаваемые на него в будущем нагрузки.
Лучший вариант – генераторный диод автомобиля. Чтобы исключить риск перегрева, необходимо обеспечить эффективную циркуляцию воздуха внутри корпуса такого прибора. Если короб не перфорирован, следует позаботиться об этом до начала сборки. Кулер необходимо подключить к выходу зарядного устройства. Основная его задача – охлаждение диода и обмотки трансформатора, что учитывается при выборе участка для установки.
Схема простого зарядного устройства для питания автомобильного аккумулятора содержит еще и переменный резистор. Для нормального функционирования зарядки необходимо получить сопротивление на уровне 150 Ом и мощность 5 Вт. Более прочих соответствует этим требованиям модель резистора КУ202Н. Можно подобрать отличный от этого вариант, но его параметры должны быть сходными по значению с указанными. Задача резистора заключается в регулировке напряжения на выходе устройства.
Модель транзистора КТ819 также является наилучшим вариантом из ряда аналогов.
Оценка эффективности, себестоимость
Как видно, если необходимо собрать самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, его схема более чем проста для реализации. Единственная трудность – компоновка всех элементов и установка их в корпус с последующим соединением. Но такую работу сложно назвать трудоемкой, а стоимость всех используемых деталей крайне мала.
Некоторые из деталей, а, быть может, и все наверняка найдутся у радиолюбителя дома, например, кулер от старого компьютера, трансформатор от лампового телевизора, старый корпус от стабилизатора. Что касается степени эффективности, то подобные устройства, собранные своими руками, не отличаются очень высоким КПД, однако, в результате все же справляются со своей задачей.
Таким образом, крупных вложений в создание самодельной зарядки не требуется.
Наоборот, все элементы стоят крайне мало, что выгодно оттеняет данное решение в сравнении с устройством, которое можно приобрести в готовом виде. Рассмотренная выше схема не отличается высокой эффективностью, но ее главный плюс – заряженный аккумулятор авто, хоть и спустя 10 часов. Можно усовершенствовать этот вариант или рассмотреть множество других, предлагаемых для реализации.
Руководство по сборке зарядного устройства для литиевых аккумуляторов
Литий-ионные аккумуляторы великолепны. Они дешевы и могут хранить много энергии. Создание литий-ионного аккумулятора — это весело и полезно, и создание зарядного устройства — не исключение. Когда вы можете создать собственное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов, экспериментировать со всевозможными конфигурациями элементов становится намного практичнее. В некоторых случаях создание зарядного устройства часто дешевле, чем его покупка, и может обеспечить гораздо большую производительность.
Создание зарядного устройства своими руками имеет много преимуществ.
Во-первых, общая стоимость часто ниже, чем покупка одного. Кроме того, самодельные зарядные устройства обычно имеют более высокую производительность на доллар, чем готовые. Самодельное зарядное устройство можно настроить на любое напряжение в пределах возможностей преобразователя. Это означает, что с помощью самодельного зарядного устройства вы можете заряжать множество различных типов аккумуляторов. Еще одна замечательная вещь в создании зарядного устройства для аккумуляторов своими руками — это чувство выполненного долга. Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов важно и несколько сложно для понимания. Так что, если вы можете построить зарядное устройство для аккумулятора своими руками, это, скорее всего, означает, что вы также можете делать много других интересных вещей. Самодельное зарядное устройство можно использовать даже для питания различных устройств. Это означает, что если вы можете построить зарядное устройство для аккумуляторов, вы также можете создать источники питания для самых разных вещей, поскольку процесс почти такой же.
В этой статье мы расскажем, как сделать зарядное устройство для аккумуляторов своими руками. Мы также рассмотрим некоторые основы аккумуляторов и предоставим подробный список преимуществ сборки зарядного устройства своими руками.
Что такое зарядное устройство?
В случае литий-ионных аккумуляторов зарядное устройство представляет собой источник постоянного тока. Литий-ионные аккумуляторы необходимо заряжать в 2 этапа. Первая фаза представляет собой постоянный ток, где напряжение будет достигать того значения, которое необходимо для поддержания постоянного тока. Следующая и последняя фаза – фаза постоянного напряжения. Это когда напряжение поддерживается постоянным, а ток медленно падает до нуля.
Самодельные зарядные устройства против покупки зарядного устройства
Когда вы покупаете зарядное устройство, вы ограничены определенным уровнем напряжения и тока этого зарядного устройства. Когда вы можете построить зарядное устройство, настройка данного зарядного устройства для конкретного приложения становится тривиальной задачей.
Например, литий-ионный аккумулятор 3S NMC имеет максимальное зарядное напряжение 12,6 вольт. Это прекрасно работает, но клетки деградируют примерно через 500–800 циклов.
Снижение зарядного напряжения до 12 В снижает емкость примерно на 20%, но более чем удваивает срок службы, что может быть лучше для некоторых приложений. Точный контроль над напряжением и током дает вам большую гибкость при проектировании систем с батарейным питанием.
Следует также учитывать, что при использовании встроенного зарядного устройства вы просто доверяете ему. Вы доверяете ему правильное напряжение, а если это не так, вы доверяете своей BMS, чтобы обеспечить вашу безопасность. Вы верите, что он не заряжает ваши клетки слишком быстро или слишком медленно, и нет никакого способа легко проверить вещи, не покупая дополнительные вещи.
При сборке самодельного зарядного устройства вам понадобится какой-то способ контроля напряжения и тока, чтобы собрать его правильно. Это гарантирует, что самодельное зарядное устройство на самом деле является , выдающим напряжение и ток, как вы думаете.
Каковы преимущества изготовления самодельного зарядного устройства?
Даже если вы предпочитаете купить зарядное устройство, а не собирать его, вам все равно важно знать, как сделать зарядное устройство для аккумулятора. Если вы знаете, как построить зарядное устройство для аккумуляторов, то у вас будет четкое понимание основных концепций, связанных с зарядкой литий-ионных аккумуляторов.
Эти знания помогут вам лучше подготовиться к процессу покупки, потому что вы будете знать, на что обращать внимание и чего следует избегать. Кроме того, если вы знаете, как построить зарядное устройство для аккумулятора, то вы будете знать, как его починить, что может быть удобно.
Низкая стоимость Вообще говоря, изготовление зарядного устройства обойдется намного дешевле, чем его покупка. Это имеет смысл, потому что, когда вы покупаете зарядное устройство, вы платите за стоимость материалов, а также за работу и другие включенные сборы, связанные с управлением компанией, у которой вы покупаете зарядное устройство.
Каждый раз, когда вы готовы поработать, чтобы что-то сделать, время, которое вы тратите на проект, экономит ваши деньги, потому что это деньги, которые в противном случае были бы выплачены кому-то другому за то, что вы делаете.
Более высокая производительностьКомпании, производящие зарядные устройства для аккумуляторов, делают это ради прибыли. Таким образом, в их интересах использовать компоненты самого низкого качества, которые являются приемлемыми. Это означает, что менее популярные бренды будут использовать самые дешевые, а иногда и электронные компоненты, чтобы максимально снизить стоимость.
Несмотря на то, что компании более высокого класса не делают вещи или плохо, они все же заинтересованы в максимально возможном снижении стоимости компонентов. Когда вы строите собственное зарядное устройство для аккумулятора своими руками, эти вещи не применяются. У вас есть полная свобода выбора компонентов самого высокого качества.
Хорошая новость заключается в том, что деньги, которые вы сэкономите, собрав его самостоятельно, с лихвой компенсируют затраты на выбор более дорогих компонентов.
Если вы собираете самодельное зарядное устройство для аккумуляторов, скорее всего, оно будет сделано с каким-либо регулируемым регулятором напряжения. Будь то повышающий преобразователь постоянного тока или понижающий преобразователь постоянного тока, в любом случае у него будут настройки. Это означает, что когда вы создаете зарядное устройство для аккумуляторов своими руками, вы создаете многофункциональное устройство, которое можно использовать не только для зарядки одного типа аккумуляторов, но и для многих других целей.
Самодельное зарядное устройство можно настроить на зарядку любой батареи любого химического состава в пределах допустимого напряжения.
Чувство выполненного долга Нет ничего более приятного, чем использование самодельного устройства.
Особенно, когда он работает хорошо, и особенно, когда вы должны использовать его на регулярной основе.
Каждый раз, когда вы преодолеваете неспособность, это серьезное улучшение жизни. Переход от невозможности построить зарядное устройство своими руками к возможности построить его означает, что вы можете делать новые вещи. Расширение кругозора — это всегда хорошо.
Другие полезные приложенияПомимо возможности заряжать различные типы аккумуляторов, самодельное зарядное устройство также может быть самостоятельным регулируемым источником питания. Все, что вам нужно сделать, это установить ток на регуляторе до упора. Как только ток установлен на максимум, регулятор будет работать точно так же, как регулятор постоянного напряжения.
В этом режиме вы можете настроить самодельное зарядное устройство на 12 вольт и запустить любое 12-вольтовое устройство или настроить его на 5 вольт и заряжать USB-устройства.
Когда вы создаете зарядное устройство для аккумуляторов своими руками, возможности безграничны.
Материалы и инструменты, необходимые для сборки зарядного устройства для батареи
Детали, необходимые для сборки зарядного устройства для батареи, зависят от химического состава, напряжения и других факторов батареи, которую вы собираетесь заряжать. В этом примере мы будем использовать наиболее распространенный тип перезаряжаемой батареи: литий-ионный NMC.
При использовании литий-ионной химии NMC максимальное напряжение заряда составляет 4,2 вольта. Однако для максимально долгого срока службы элементы NMC следует заряжать до 4 вольт на элемент. Зарядка элемента NMC до 4 вольт на элемент снижает его емкость на 20%, но увеличивает общий срок службы примерно на 250%.
В этом примере мы сосредоточимся на создании зарядного устройства, которое может заряжать литий-ионный аккумулятор 3S NMC с максимальным зарядным напряжением 12,6 вольт.
Блок питания Чтобы построить зарядное устройство, первое, что вам понадобится, это блок питания переменного тока в постоянный.
Для этого есть много вариантов. Вы можете использовать компьютерный блок питания ATX, специальный блок питания переменного тока в постоянный высокой мощности или даже недорогой компактный блок питания USB PD. Зарядное устройство представляет собой источник питания и регулятор, объединенные в один блок.
В этой статье мы рассмотрим все три, но для примера мы будем использовать блок питания USB-C PD мощностью 65 Вт.
РегуляторВам также понадобится стабилизатор постоянного тока. Регулятор должен быть преобразователем постоянного тока, если ваш источник питания имеет более высокое напряжение, чем аккумулятор, который вы хотите зарядить. Если, с другой стороны, аккумулятор, который вы хотите зарядить, имеет более высокое напряжение, чем ваш блок питания, вам придется использовать повышающий преобразователь постоянного тока.
В этом примере мы будем работать с 20-вольтовым триггером USB PD для зарядки 12,6-вольтовой батареи, поэтому регулятор будет понижающим преобразователем.
Как правило, более гибко начинать с более высокого напряжения, чем требуется, и использовать понижающий преобразователь, чтобы снизить напряжение до необходимого уровня. Таким образом, вы можете получить доступ ко всем напряжениям между вашим входным напряжением и нулем, а не ограничиваться диапазоном напряжений, как в случае с повышающим преобразователем.
ПроводВам понадобится провод, чтобы соединить все вместе. Для большинства зарядных устройств подойдет провод калибра от 18 до 16.
МультиметрВам понадобится мультиметр, чтобы установить выходное напряжение регулятора и проверить текущее напряжение батареи. Для этого вы можете использовать практически любой мультиметр, поскольку даже самые дешевые измерители на Amazon более чем достаточно точны.
Наиболее важным аспектом дешевого мультиметра является звуковой сигнал непрерывности. Тестирование непрерывности — это функция мультиметра, которая позволяет узнать, соединены ли два проводящих элемента электрически или нет.
Хотя измерение непрерывности является важной функцией мультиметра, которая есть у всех мультиметров, не каждый мультиметр имеет зуммер. Таким образом, с этими счетчиками вы должны отвести взгляд от того, что вы исследуете, чтобы узнать, подключены они или нет. Итак, при покупке недорогого мультиметра убедитесь, что он оснащен зуммером непрерывности.
Несмотря на то, что мультиметр можно использовать для проверки тока, это не очень удобный процесс, и вы не можете использовать мультиметр для одновременной проверки тока и напряжения. Измерители тока, подобные этому, — отличные инструменты, и, безусловно, их полезно иметь в своем арсенале, но для этого примера мы будем использовать кабель USB C-C со встроенным ваттметром.
Процесс зарядки аккумулятора
Зарядка литий-ионного аккумулятора, будь то NMC или LFP, включает в себя двухэтапный процесс. Первый этап – фаза постоянного тока. Во время фазы постоянного тока батарея будет получать постоянный ток от зарядного устройства.
Величина тока, которую батарея может безопасно потреблять на этом этапе, определяется максимальным током заряда ячейки батареи и ее параллельной конфигурацией.
Как только напряжение батареи поднимается примерно до 95% от целевого напряжения, зарядка переключается в режим постоянного напряжения. В фазе постоянного напряжения ток естественным образом упадет с установленного уровня тока до 0, в то время как напряжение останется прежним.
В этом примере мы будем использовать аккумуляторные элементы BAK N18650CK с максимальным током заряда 1C и емкостью 3050 мА. Это батарея 1S3P, что означает, что батарея состоит всего из трех последовательно соединенных элементов BAK N18350CK.
Объяснение C-скорости батареи
Если бы это была батарея большего размера с большим количеством параллельных групп, она могла бы безопасно заряжаться с большей скоростью. Например, вот как он выходит из строя с батареей 3S3P, использующей те же элементы:
Когда литий-ионный элемент NMC разряжен, его напряжение составляет около 2,6 вольт.
Таким образом, если аккумулятор можно заряжать только током 3,05 ампер, а его напряжение составляет 2,6 вольта, то его можно заряжать только при максимальной мощности 7,93 Вт.
Через некоторое время в процессе зарядки напряжение аккумуляторной батареи увеличится. Когда ячейка достигает 2,9вольт, зарядное устройство по-прежнему будет обеспечивать 3 ампера.
Во время фазы постоянного тока аккумуляторные батареи заряжаются с максимальной скоростью, но, как вы можете видеть сверху, по мере роста напряжения аккумуляторной батареи все больше и больше энергии поступает в батарею. Как только ячейка достигает установленного напряжения зарядного устройства, ток начинает падать, в результате чего ячейки батареи поглощают все меньше и меньше энергии.
Выбор источника питания для самодельного зарядного устройства
Первым шагом в создании зарядного устройства является получение приличного источника питания. Есть много вариантов на выбор, но в этой статье мы рассмотрим три: блок питания ATX, выделенный блок питания и блок питания USB C PD.
Современные блоки питания ATX для ПК хорошо сконструированы, недороги и поддерживают высокие уровни тока. Нередко можно найти блок питания ATX, способный выдавать 20 А и более по цене менее 50 долларов. Чтобы включить блок питания ATX снаружи ПК, все, что вам нужно сделать, это соединить зеленый провод с любым черным проводом.
Это заставляет блок питания думать, что он установлен на включенном компьютере. Желтый провод имеет напряжение 12 вольт и обычно подходит для тока от 10 до 20 ампер. Блоки питания ATX удобны в использовании, потому что в доме часто есть старые, неиспользуемые компьютеры.
Специализированный блок питания На Amazon и eBay доступно множество 12-вольтовых, 24-вольтовых и регулируемых специализированных блоков питания. Этот тип блока питания обычно больше, чем блок питания ATX, но с ним, возможно, проще работать, поскольку он не требует модификаций. Кроме того, в отличие от блоков питания ATX, отдельный блок питания может выдавать более 12 вольт.
Это полезно, если вы хотите использовать понижающий преобразователь для зарядки аккумуляторов с напряжением выше 12 В, но ниже 24 В. Отдельный блок питания — хорошее решение для мощного зарядного устройства.
Блок питания USB C PDПолнофункциональный блок питания USB C PD может обеспечивать выбираемое выходное напряжение 5 В, 9 В, 12 В, 15 В и 20 В. В отличие от ATX и специализированных блоков питания, на рынке существует множество блоков питания GaN (нитрид галлия) USB C PD. Блоки питания GaN намного эффективнее и занимают гораздо меньше места, чем блоки питания, использующие традиционные кремниевые МОП-транзисторы.
Это означает, что небольшой блок питания USB C PD может обеспечить 100 Вт энергии, в то время как традиционный блок питания такого же физического размера может обеспечить только около 40 Вт. Дополнительным преимуществом блоков питания USB C PD является совместимость с широким спектром других устройств USB C, таких как телефоны, планшеты и даже ноутбуки.
Пошаговое руководство по сборке зарядного устройства
В этом пошаговом руководстве мы расскажем, как собрать зарядное устройство для аккумуляторов, способное заряжать любые литий-ионные или свинцово-кислотные аккумуляторы, поддерживающие зарядное напряжение в пределах 2,6 В. вольт до 19вольт. Этот диапазон может показаться узким, но на самом деле он охватывает довольно много аккумуляторов. Это зарядное устройство может заряжать литий-ионный аккумулятор 1S, 2S, 3S или 4S NMC или литий-ионный аккумулятор 1S, 2S, 3S, 4S или 5S LFP. Он может заряжать даже 12-вольтовые свинцово-кислотные аккумуляторы. Чтобы выяснить, какое напряжение вам нужно для зарядки аккумуляторной батареи, вы можете использовать наш инструмент планировщика батарей.
USB PD поддерживает 5 В, 9 В, 12 В и 15 В, но не все адаптеры питания с портами USB C поддерживают всю спецификацию USB PD. Для зарядки аккумуляторов мы рекомендуем использовать блок питания USB C PD мощностью не менее 65 Вт.
Хорошей новостью является то, что если блок питания USB C PD рассчитан на 65 Вт, то он будет поддерживать полный диапазон напряжений.
USB PD — интеллектуальное решение для питания. Он начинается с безопасных 5 вольт, а затем спрашивает устройство, к которому оно подключено, какое напряжение оно поддерживает. Как только устройство отвечает, блок питания USB PD выбирает требуемое напряжение.
Это удобно для обмена данными между устройствами и обеспечивает плавное автоматическое согласование напряжения. Однако USB PD поддерживает небольшие устройства, называемые «триггерами». Триггеры подключаются к источнику питания USB PD через кабель USB C и либо имеют способ выбрать напряжение на плате, либо имеют фиксированное напряжение. В этом примере мы будем использовать выбираемый сорт.
В этом примере будет использоваться понижающий преобразователь постоянного тока. Этот тип преобразователя имеет потенциометры для управления током и напряжением. Ближайший к выходу потенциометр регулирует напряжение.
Другой управляет током. Когда вы получаете новый понижающий преобразователь, лучше всего повернуть эти ручки до упора, прежде чем прикреплять их в первый раз.
Требуемые детали:
- Блок питания USB PD
- Триггер USB PD
- Понижающий преобразователь постоянного тока
- Кабель ваттметра USB PD
- Литий-ионный аккумулятор 3S
[[ aff type=guide ]]
Шаг 1: Вставьте блок питания USB PD в розетку.
Шаг 2: Подключите кабель ваттметра USB C-C к блоку питания USB PD.
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот кабель имеет экран на одном конце, который показывает, сколько энергии проходит через кабель. Вам нужен экран на конце устройства, а не на конце источника питания, потому что кабель считывает мощность, протекающую только в одном направлении. Экран не горит, когда кабель подключен только к источнику питания.
Шаг 3: Подключите кабель USB C к триггеру напряжения.
ПРИМЕЧАНИЕ: В этот момент загорается экран на кабеле измерителя мощности. Некоторые триггеры имеют фиксированное выходное напряжение, но этот триггер можно выбрать. Удобно иметь возможность установить напряжение срабатывания, чтобы легко обновить/модифицировать бытовую электронику для работы от USB PD, но для зарядки аккумулятора лучше всего установить напряжение на 20 вольт, чтобы максимальное количество ватт было доступно от блока питания.
Подсоедините мультиметр к выходу триггера напряжения, чтобы убедиться, что он выдает ожидаемое напряжение.
Шаг 4: Наденьте разъем на выход триггера напряжения или припаяйте к ним провода, чтобы его можно было подключить к входу понижающего преобразователя.
Шаг 5: Подключите выход триггера напряжения к входу понижающего преобразователя и включите понижающий преобразователь с помощью переключателя в углу платы.
Шаг 6: Подсоедините мультиметр к выходу понижающего преобразователя.
Если вы воспользовались приведенным выше советом и полностью выкрутили его, то на мультиметре вы должны увидеть около 1,5 вольта. Поверните внешний потенциометр по часовой стрелке, и напряжение возрастет.
Шаг 7: Продолжайте поворачивать потенциометр, пока не достигнете желаемого максимального зарядного напряжения. В данном случае это 12,6 вольта.
Шаг 8: Подсоедините аккумулятор к выходу понижающего преобразователя.
ПРИМЕЧАНИЕ : Поскольку ток установлен на ноль, вы заметите, что выходной сигнал понижающего преобразователя падает, чтобы соответствовать напряжению батареи. Это нормально.
Шаг 9: Медленно поворачивайте потенциометр тока, пока не увидите, что цифры на кабеле ваттметра начинают расти.
[[ aff type=guide ]]
ПРИМЕЧАНИЕ: Что касается того, к какому числу привести, это требует некоторой математики.
Это число в ваттах, а не в амперах. Аккумулятор в этом примере хорош для зарядного тока около 3 ампер и в настоящее время составляет 9 ампер.0,71 вольт.
9,71 вольт x 3 ампера = 29,13 Вт
Итак, в этом примере мы будем поворачивать потенциометр, пока ваттметр не покажет 30 Вт. Теперь помните, что ток будет оставаться неизменным в течение большей части процесса зарядки, но напряжение батареи будет расти. Это означает, что нормально видеть, как ватты на счетчике растут и растут во время процесса зарядки.
В конце концов, напряжение батареи достигнет целевого напряжения зарядки, а затем вы увидите, что мощность начинает падать. Вот как вы узнаете, что батарея заряжается.
Простое зарядное устройство для литиевых батарей с использованием настольного источника питания Хотя знать, как сделать зарядное устройство своими руками, очень здорово, но это, безусловно, требует много работы. Итак, если вы хотите получить все преимущества изготовления собственного зарядного устройства с минимальными затратами труда, вам следует приобрести регулируемый настольный блок питания.
С регулируемым настольным блоком питания вы можете делать то же самое, что описано в этой статье, но намного проще. Все, что вам нужно сделать, это купить блок питания, установить напряжение и силу тока в соответствии с вашими потребностями и подключить его к аккумулятору.
Просто убедитесь, что любой настольный блок питания, который вы хотите купить, поддерживает диапазон напряжений, совместимый с любой батареей, которую вы пытаетесь зарядить с его помощью, и что он имеет CC/CV (постоянный ток, постоянное напряжение). Это решение в основном берет все части и детали, описанные в этой статье, и помещает их все в одну удобную коробку. Самое замечательное в этом типе блоков питания то, что они всегда имеют четкие, легко читаемые встроенные экраны.
Заключение
Всё! Так же просто построить зарядное устройство. Конечно, есть много разных способов построить зарядное устройство и много разных типов аккумуляторов для зарядки. Встроенный в этом примере можно легко настроить для зарядки аккумуляторной батареи 4S LFP, просто увеличив его выходное напряжение до 14,6 вольт.
Когда вы научитесь собирать зарядное устройство, вы узнаете, как управлять напряжением и током и заставить его делать именно то, что вам нужно. Этот опыт является полезным и чрезвычайно полезным в практической, повседневной жизни. Важно помнить, что зарядное устройство — это всего лишь особый вид регулируемого источника питания. Стандартный регулируемый блок питания — это всего лишь регулятор постоянного напряжения. Это означает, что с большинством регулируемых источников питания вы не можете контролировать ток. Самодельное зарядное устройство немного сложнее, чем использование регулируемого источника питания, потому что в самодельном зарядном устройстве вы можете контролировать как напряжение, так и силу тока.
Сборка зарядного устройства своими руками дает несколько ключевых преимуществ. С экономической точки зрения, самостоятельная работа всегда сэкономит вам деньги по сравнению с покупкой готового продукта. Возможность выбирать свои собственные компоненты без необходимости срезать углы для достижения конкретных производственных показателей означает, что вы можете быть уверены, что ваше зарядное устройство для аккумуляторов DIY изготовлено из компонентов самого высокого качества.
Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов — не простое устройство. Итак, если вы узнаете, что нужно для создания зарядного устройства для аккумуляторов своими руками, вы резко расширите свои возможности, что всегда хорошо. Кроме того, установка максимального тока на стабилизаторе напряжения постоянного тока делает этот регулятор ничем не отличающимся от источника питания постоянного напряжения. Это, конечно, не очень хорошо для зарядки аккумуляторов, но это означает, что самодельное зарядное устройство можно использовать не только для зарядки аккумуляторов.
Мы надеемся, что эта статья помогла вам узнать все, что вам нужно знать о том, как построить зарядное устройство для аккумуляторов. Спасибо за прочтение!
Самодельное зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В
Самодельное зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 В
Самодельное зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 В с CC и CV
системы резервного питания.
Эти аккумуляторы требуют периодической зарядки для поддержания оптимальной производительности и продления срока службы. В этом блоге я расскажу вам, как создать простое и эффективное зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 В для 12-вольтовых аккумуляторов, которые обычно используются внутри ИБП для настольных компьютеров, используя легкодоступные компоненты.
Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В реализует режим зарядки CC & CV (постоянный ток и постоянное напряжение). Схема основана на линейном стабилизаторе LM317 и нескольких пассивных компонентах. Зарядное устройство заряжает аккумулятор в режиме постоянного тока и постоянного напряжения. Сначала он заряжается в режиме постоянного тока, а затем переходит в режим постоянного напряжения.
Вы можете ознакомиться с моим популярным проектом Arduino Solar Charge Controller (V 2.02)
Как это работает?
youtube.com/embed/eapFOpzB9NA?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share» allowfullscreen=»»>
Входное напряжение сети переменного тока понижается до более низкого напряжения (12-15 В) с помощью понижающего трансформатора. Затем низковольтный переменный ток выпрямляется до постоянного напряжения мостовой выпрямительной схемой, состоящей из 4 диодов D1, D2, D3 и D4. Затем постоянное напряжение фильтруется через конденсаторы входного фильтра С1 и С2.
Отфильтрованное постоянное напряжение подается на вход регулятора LM317, выходное напряжение с него определяется номиналами двух резисторов R1 и R2. Это напряжение является уставкой зарядного устройства для завершения цикла зарядки.
Vout = 1,25 x (1 + R2/R1)
Здесь я использовал R1 = 1K и R2 = 10K
Таким образом, Vout = 1,25 x (1 + 10/1) = 1,25 x 11 = 13,75 В 02 выходное напряжение с LM317 снова фильтруется через конденсатор выходного фильтра С3.
Ток заряда определяется резистором R3. Я использовал резистор 0,47 Ом / 2 Вт для установки зарядного тока на 500 мА. Однако вы можете уменьшить его значение для более высокого зарядного тока. Но не превышайте 1,2 А, иначе LM317 может выйти из строя.
Когда ток через резистор R3 превышает 500 мА, транзисторы Q1 и Q2 открываются, и напряжение на резисторе увеличивается. Однако регулятор LM317 этого не допустил, и напряжение медленно снижается и переходит в режим постоянного тока.
При низком зарядном токе транзисторы Q1 и Q2 находятся в режиме отсечки, поэтому выходное напряжение остается постоянным.
MOSFET Q3 отключает зарядное устройство, пока оно не будет подключено к сети переменного тока.
Схема ОУ используется для светодиодной индикации окончания цикла заряда.
Гербер-файлы печатной платы и схема:
Загрузите принципиальную схему, файлы Gerber и спецификацию с сайта PCBWay
Тестирование зарядного устройства:
Для проверки зарядного устройства необходим понижающий трансформатор со вторичным напряжением в диапазоне 12-16В.
Здесь для демонстрации я использовал трансформатор 220/16 В. Подсоедините низковольтные клеммы трансформатора к винтовой клемме входа переменного тока на печатной плате.
Подсоедините аккумулятор к винтовой клемме на плате. Убедитесь, что вы подключаетесь к правильной полярности. Полярность отмечена на печатной плате. Это зарядное устройство не имеет защиты от обратной полярности, если вы подключите аккумулятор в неправильном направлении, он будет поврежден.
После подключения трансформатора и аккумулятора к плате зарядного устройства подключите первичную (сторону высокого напряжения) трансформатора к сети переменного тока. Светодиод зарядного устройства немедленно загорится, это означает, что зарядное устройство заряжает аккумулятор. Вы можете проверить зарядное напряжение и ток с помощью мультиметра. Я использовал свой мультиметр для измерения зарядного напряжения и токоизмерительные клещи для измерения зарядного тока.
На начальном этапе зарядки ток заряда остается постоянным (около 500 мА), но в конце цикла зарядки он достигает постоянного напряжения (13,75 В).