За да стартира колата, тя се нуждае от енергия. Такава енергия се взема от батерията. По правило той се зарежда от генератора по време на работа на двигателя. Когато колата не се използва дълго време или батерията е неизправна, тя се разрежда до такова състояние , че колата вече не може да стартира . В този случай е необходимо външно зареждане. Такова устройство може да бъде закупено или сглобено независимо, но за това се нуждаете от верига зарядно.
Как работи автомобилната батерия
Автомобилната акумулаторна батерия захранва различни устройства в колата с изключен двигател и е проектирана да го стартира. По вид производителност се използва оловно-кисела батерия. Конструктивно той е сглобен от шест батерии с номинална стойност на напрежението 2, 2 волта, свързани помежду си последователно. Всеки елемент е набор от оловни решетки. Плочите са покрити с активен материал и потопени в електролит.
Електролитният разтвор включва дестилирана вода и сярна киселина . Устойчивостта на замръзване на батерията зависи от плътността на електролита. Напоследък се появиха технологии, които позволяват да се адсорбира електролит в стъклено влакно или да се сгъсти, като се използва силикагел до състояние на гел.
Всяка плоча има отрицателен и положителен полюс и те са изолирани помежду си с помощта на пластмасов сепаратор. Тялото на продукта е направено от пропилен, който не се разпада под действието на киселина и служи като диелектрик. Положителният полюс на електрода е покрит с оловен диоксид, а отрицателният - с оловен олово. Наскоро започнаха да се произвеждат батерии с електроди, изработени от оловно-калциева сплав. Тези батерии са напълно запечатани и не изискват поддръжка.
Когато към акумулатора е свързан товар, активният материал върху плочите влиза в химическа реакция с разтвор на електролит и възниква електрически ток. Електролитът се изчерпва с течение на времето поради отлагането на оловен сулфат върху плочите. Батерията (батерията) започва да губи заряд. По време на зареждането химическата реакция протича в обратен ред, оловен сулфат и вода се преобразуват, плътността на електролита се увеличава и стойността на заряда се възстановява.
Батериите се характеризират със стойност на саморазряд. Тя се появява в батерията, когато е неактивна. Основната причина е замърсяването на повърхността на акумулатора и дестилаторът с лошо качество. Скоростта на саморазряд се ускорява чрез унищожаване на оловни плочи.
Видове зарядни
Разработен е голям брой схеми за автомобилни зарядни устройства, използващи различни елементарни основи и основен подход. Според принципа на действие устройствата за зареждане се разделят на две групи:
- Пускови устройства, предназначени да стартират двигателя, когато батерията не работи. За кратко прилагане на голямо количество ток към клемите на акумулатора, стартерът се включва и двигателят стартира, след което батерията се зарежда от генератора на автомобила. Те се издават само за определена текуща стойност или с възможност за задаване на нейната стойност.
- Предварително пускайте зарядни устройства, клемите от устройството са свързани към клемите на батерията и токът се доставя за дълго време. Стойността му не надвишава десет ампера, през това време енергията на батерията се възстановява. От своя страна те се делят на постепенни (време за зареждане от 14 до 24 часа), ускорени (до три часа) и кондициониращи (около час).
Според схемата им се разграничават импулсни и трансформаторни устройства. Първият тип се използва в работата на високочестотен сигнален преобразувател, характеризиращ се с малък размер и тегло. Вторият тип използва трансформатор с токоизправител единица като основа, лесни са за производство, но имат голямо тегло и нисък коефициент на работа (COP).
Направено зарядно за автомобилни акумулатори със собствени ръце или закупено на място за продажба, изискванията към него са същите, а именно:
- стабилност на изходното напрежение;
- висока стойност на ефективност;
- защита от късо съединение;
- индикатор за контрол на заряда
Една от основните характеристики на устройството за зареждане е количеството ток, който зарежда батерията. Правилното зареждане на батерията и увеличаване на нейната производителност ще работи само при избора на желаната стойност. В този случай скоростта на зареждане също е важна. Колкото по-голям е токът, толкова по-висока е скоростта, но високата стойност на скоростта води до бързо разграждане на батерията. Смята се, че правилната стойност на тока ще бъде стойност, равна на десет процента от капацитета на батерията. Капацитетът се определя като количеството ток, дадено от батерията за единица време, измерва се в ампер-часове.
Домашно зарядно
Всеки любител на автомобила трябва да има устройство за зареждане, така че ако няма възможност или желание да закупите готово устройство, няма да ви остава нищо друго, освен да направите сами зареждането за батерията. Лесно е да направите със собствените си ръце както най-простото, така и многофункционалното устройство. За да направите това, имате нужда от схема и набор от радио елементи. Също така има възможност за пренастройване на непрекъсваемо захранване (UPS) или компютърен блок (AT) в устройство за презареждане на батерии.
Трансформаторно зарядно
Такова устройство е най-лесно за сглобяване и не съдържа оскъдни части. Веригата се състои от три възли:
- трансформатор;
- изправител блок;
- регулатор.
Напрежението от индустриалната мрежа се подава към първичната намотка на трансформатора. Самият трансформатор може да се използва от всякакъв вид. Състои се от две части: сърцевина и намотки. Ядрото е сглобено от стомана или ферит, намотките от проводник материал.
Принципът на работа на трансформатора се основава на появата на променливо магнитно поле по време на преминаването на тока през първичната намотка и предаването му на вторичната. За да се получи необходимото ниво на напрежение на изхода, броят на завоите във вторичната намотка е по-малък, отколкото в първичния. Нивото на напрежение върху вторичната намотка на трансформатора е избрано равно на 19 волта, а неговата мощност трябва да осигурява трикратен заряд на захранващия ток.
От трансформатора намаленото напрежение преминава през токоизправителния мост и влиза в реостата, свързан последователно към акумулатора. Реостатът е проектиран да контролира величината на напрежението и тока чрез промяна на съпротивлението. Съпротивлението на реостата не надвишава 10 ома. Текущата стойност се контролира от амперметър, свързан последователно пред батерията. Такава схема няма да работи за зареждане на батерия с капацитет над 50 Ah, тъй като реостатът започва да прегрява.
Можете да опростите веригата, като премахнете реостата, а на входа пред трансформатора инсталирайте набор от кондензатори, които се използват като реактивност за намаляване на мрежовото напрежение. Колкото по-малка е номиналната стойност на капацитета, толкова по-малко напрежение се подава към първичната намотка в мрежата.
Особеността на такава схема е необходимостта да се осигури нивото на сигнала върху вторичната намотка на трансформатора един и половина пъти по-голямо от работното напрежение на товара. Такава схема може да се използва без трансформатор, но е много опасна. Без галванична изолация можете да получите токов удар.
Устройство за импулсно зареждане
Предимството на импулсните устройства във висока ефективност и компактен размер. Устройството се основава на чип с импулсно-ширинна модулация (PWM). Можете сами да сглобите мощно импулсно зарядно устройство:
Драйверът IR2153 се използва като PWM контролер. След диодите на изправителите се поставя паралелен кондензатор С1 паралелно с батерията с капацитет в диапазона 47-470 μF и напрежение най-малко 350 волта. Кондензаторът премахва скокове в напрежението на линията и шум в линията. Диодният мост се използва с номинален ток над четири ампера и с обратно напрежение най-малко 400 волта. Водачът управлява мощните N-канални полеви транзистори IRFI840GLC, монтирани на радиатори. Токът на такъв заряд ще бъде до 50 ампера, а изходната мощност до 600 вата.
Можете да направите импулсно зарядно за автомобил със собствените си ръце, като използвате преобразуван източник на захранване във формат AT. Като PWM контролер използват общия чип TL494. Самото изменение е да се увеличи изходният сигнал до 14 волта. За да направите това, ще трябва да инсталирате правилно резистора.
Резисторът, който свързва първия крак на TL494 със стабилизирана шина + 5 V, се отстранява и вместо втория, свързан към 12-волтова шина, се споява резистор от 68 kΩ. Този резистор задава необходимото ниво на изходното напрежение. Захранването се включва чрез механичен превключвател според схемата, посочена на корпуса на захранването.
Устройството на чипа LM317
Доста проста, но стабилно работеща верига за зареждане лесно се изпълнява на интегрираната схема LM317. Чипът осигурява ниво на сигнала от 13, 6 волта с максимален ток 3 ампера. LM317 е оборудван с интегрирана защита от късо съединение.
Напрежението към веригата на устройството се подава през клемите от независим блок за захранване с постоянен ток 13-20 волта. Токът, преминаващ през индикатора LED HL1 и транзистор VT1, влиза в стабилизатора LM317. От изхода си директно към батерията през X3, X4. Разделителят, сглобен на R3 и R4, задава необходимата стойност на напрежението за отваряне на VT1. Променливият резистор R4 задава ограничението на тока на зареждане и нивото на изходния сигнал R5. Изходното напрежение се задава от 13, 6 до 14 волта.
Схемата може да бъде опростена възможно най-много, но нейната надеждност ще намалее.
В него резистор R2 избира тока. Мощен нихромен проводник се използва като резистор. Когато батерията се разреди, токът на заряд е максимален, светодиодът VD2 светва ярко, докато се зарежда, токът започва да намалява и светодиодът притъмнява.
Непрекъсваемо захранване
Можете да проектирате зарядно устройство от обикновен блок за непрекъсваемо захранване дори при неизправност на електрониката. За да направите това, цялата електроника с изключение на трансформатора се отстранява от устройството. Към високоволтовата намотка на 220 V трансформатор се добавя схема на токоизправител, стабилизиране на тока и ограничаване на напрежението.
Токоизправителят е сглобен на всякакви мощни диоди, например домашен D-242 и мрежов кондензатор с 2200 μF при 35-50 волта. Изходът е сигнал с напрежение 18-19 волта. Като стабилизатор на напрежението се използва чип LT1083 или LM317 със задължителна инсталация на радиатор.
Чрез свързване на батерията се задава напрежение от 14, 2 волта. Удобно е да се контролира нивото на сигнала с волтметър и амперметър. Волтметърът е свързан паралелно към клемите на акумулатора, а амперметърът серийно. Тъй като батерията се зарежда, нейното съпротивление ще се увеличи и токът ще спадне. Още по-просто е да се изпълни регулаторът, като се използва триак, свързан с първичната намотка на трансформатор като димер.
Когато правите устройството сами, трябва да помните за електрическата безопасност, когато работите с мрежа с променлив ток от 220 V. Като правило правилно изпълнено зареждащо устройство от сервизни части започва да работи веднага, трябва само да зададете тока на зареждане.