Зарядний пристрій для авто на IR2153. Потужний зарядний пристрій для будь-яких акумуляторів Схема імпульсної зарядки на 2153

Для автомобільних акумуляторів. Схем таких пристроїв досить багато - одні вважають за краще збирати їх з підручних елементів, інші використовують готові блоки, наприклад від комп'ютерів. Блок живлення персонального комп'ютераможна без особливих зусиль переробити в цілком якісне зарядне для автомобільного акумулятора. Буквально за пару годин можна зробити пристрій, в якому можна буде проводити замір напруги живлення та струму заряджання. Потрібно лише додати до конструкції прилади для вимірювання.

Основні характеристики зарядників

1. Трансформаторні – у них дуже велика вага та габарити. Причина - використовується трансформатор - у нього значні обмотки та серця з електротехнічної сталі, у якої велика вага.
2. Імпульсні про такі пристрої більш позитивні - габарити у приладів невеликі, вага теж маленька.

Саме за компактність і сподобалися споживачам зарядні пристрої імпульсного типу. Але крім цього, у них вищий ККД у порівнянні з трансформаторними. У продажу можна зустріти тільки такого типу імпульсні Схеми у них загалом схожі, відрізняються вони лише використовуваними елементами.

Елементи конструкції зарядника

За допомогою зарядного пристрою відновлюється працездатність акумулятора. У конструкції використовується винятково сучасна елементна база. До складу входять такі блоки:

1. Імпульсний трансформатор.
2. Блок випрямляча.
3. Блок стабілізатора.
4. Прилади для вимірювання струму заряджання та (або) напруги.
5. Основний блок, що дозволяє здійснювати контроль процесу заряджання.

Всі ці елементи мають малі габарити. Імпульсний трансформатор невеликий, намотуються його обмотки на феритових сердечниках.

Найкращі прості конструкціїімпульсних зарядних пристроїв для автомобільних акумуляторів Hyundai або інших марок машин можна виконати лише на одному транзисторі. Головне – зробити схему управління цим транзистором. Всі компоненти можна придбати в магазині радіодеталей або зняти з блоків живлення ПК, телевізорів, моніторів.

Особливості роботи

За принципом роботи, всі схеми імпульсних зарядних пристроїв для автомобільних акумуляторів можна розділити на такі підгрупи:

1. Заряджання акумулятора напругою, струм при цьому має постійне значення.
2. Напруга залишається незмінною, але струм при зарядці поступово зменшується.
3. Комбінований метод – об'єднання двох перших.

Найправильніший спосіб - це змінювати струм, а не напруга. Він підходить для більшості акумуляторних батарей. Але це теоретично, оскільки зарядники можуть здійснювати контролю сили струму лише тому випадку, якщо напруга на виході матиме постійне значення.

Особливості режимів заряджання

Якщо струм залишається незмінним, а змінюється напруга, то ви отримаєте масу проблем - пластинки всередині акумуляторної батареї будуть обсипатися, що призведе до виходу її з ладу. В цьому випадку відновити АКБ не вийде, доведеться лише купувати нову.

Найбільш щадним режимом виявляється комбінований, при якому спочатку відбувається заряджання за допомогою постійного струму. Під кінець процесу відбувається зміна струму та стабілізація напруги. За допомогою цього можливість закипання акумуляторної батареї зводиться до мінімуму, газів також менше виділяється.

Як вибрати зарядне?

Щоб АКБ прослужила якнайдовше, необхідно правильно вибрати імпульсний зарядний пристрій для автомобільного акумулятора. В інструкціях до них вказуються всі параметри: струм зарядки, напруга, навіть схеми деяких приводяться.

Обов'язково враховуйте, що зарядник повинен виробляти струм, що дорівнює 10 % сумарної ємності акумуляторної батареї. Також вам потрібно врахувати такі фактори:

1. Обов'язково враховуйте продавця, чи зможе конкретна модельзарядник повністю відновити працездатність акумулятора. Проблема в тому, що не всі пристрої здатні це робити. Якщо у вашій машині стоїть акумулятор на 100 А*год, а ви купуєте зарядник з максимальним струмом 6 А, його явно буде недостатньо.
2. Виходячи з першого пункту, уважно дивіться, який максимальний струм може видати пристрій. Не зайвим буде звернути увагу і на напругу – деякі пристрої можуть видавати не 12, а 24 Вольти.

Бажано, щоб у заряднику була функція автоматичного відключенняпри досягненні повного заряду акумулятора. За допомогою такої функції ви позбавите себе зайвих проблем - не потрібно буде контролювати зарядку. Як тільки досягне заряджання максимуму, пристрій сам відключиться.

Обов'язково під час експлуатації таких приладів можуть виникнути проблеми. Щоб цього не сталося, потрібно дотримуватись простих рекомендацій. Головне – домогтися того, щоб у банках акумуляторної батареї була достатня кількість електроліту.

Якщо його мало, то долийте дистильованої води. Заливати чистий електроліт не рекомендується. Обов'язково враховуйте такі параметри:

1. Величину напруги заряджання. Максимальне значення має перевищувати 14,4 У.
2. Величину сили струму - цю характеристику можна без особливих зусиль регулювати на імпульсних зарядних пристроях для автомобільних акумуляторів «Оріон» та аналогічних. Для цього на передній панелі встановлюється амперметр та змінний резистор.
3. Тривалість заряджання акумуляторної батареї. За відсутності індикаторів важко зрозуміти, коли акумулятор заряджено, а коли розряджено. Підключіть амперметр між зарядним пристроєм та акумулятором - якщо його показання не змінюються і вкрай малі, це свідчить про те, що зарядка повністю відновилася.

Який би ви не використовували зарядник, намагайтеся не переборщити - більше доби не тримайте акумулятор. В іншому випадку може відбутися замикання та закипання електроліту.

Саморобні пристрої

За основу можна взяти схему зарядного імпульсного пристрою для автомобільних акумуляторів «Аїда» або аналогічних. Найчастіше в саморобках застосовують схему IR2153. Її відмінність від усіх інших, які використовуються для виготовлення зарядників, у тому, що встановлюється не два конденсатори, а один – електролітичний. Але в такої схеми є один недолік - з її допомогою можна зробити лише малопотужні пристрої. Але ця проблема вирішується встановленням потужніших елементів.

У всіх конструкціях застосовуються, наприклад, 8N50. Корпус цих приладів ізольований. Діодні мости для саморобних зарядників краще використовувати ті, які встановлюються в блоках живлення персональних комп'ютерів. Якщо готової мостової збірки немає, можна зробити її з чотирьох напівпровідникових діодів. Бажано, щоб величина зворотного струму у них була вищою за 10 ампер. Але це для випадків, коли зарядне використовуватиметься з акумуляторними батареями ємністю не більше 70-8-0 А*год.

Ланцюг живлення зарядного пристрою

В імпульсних зарядних пристроях для автомобільних акумуляторів Bosch та аналогічних обов'язково використовується у схемі ланцюга живлення резистор для гасіння струму. Якщо ви вирішили самостійно виготовити зарядник, потрібно встановлювати резистор опором близько 18 кОм. Далі за схемою знаходиться випрямний блок однонапівперіодного типу. У ньому застосовується лише один напівпровідниковий діод, після якого встановлюється електролітичний конденсатор.

Він необхідний для того, щоб відсікати змінну складову струму. Бажано використовувати керамічні чи плівкові елементи. За законами Кірхгофа складаються схеми заміщення. У режимі змінного струму конденсатор замінюється відрізком провідника. А при роботі схеми на постійному струмі – розривом. Отже, у випрямленому струмі після діода будуть дві складові: основна - постійний струм, і навіть залишки змінного, їх треба прибрати.

Імпульсний трансформатор

У конструкції зарядного імпульсного пристрою для автомобільних акумуляторів «Кото» використовується спеціальної конструкції трансформатор. Для саморобок можна скористатися готовим – зняти з блока живлення персонального комп'ютера. Вони застосовуються трансформатори, які ідеально підходять для реалізації схем зарядних пристроїв - вони можуть створити високий рівень струму.

Також вони дозволяють забезпечити відразу кілька значень напруги на виході зарядника. Діоди, які встановлюються після трансформатора, мають бути саме імпульсними, інші працювати у схемі просто не зможуть. Вони швидко вийдуть із ладу при спробі випрямити високочастотний струм. Як елемент, що фільтрує, бажано встановити кілька електролітичних конденсаторів і ВЧ-дросель. Рекомендується застосувати термістор опором 5 Ом, щоб забезпечити зниження рівня кидків.

До речі, термістор також можна знайти в старому БП від комп'ютера. Зверніть увагу на ємність електролітичного конденсатора – її потрібно підбирати виходячи із значення потужності всього пристрою. На кожен 1 Ватт потужності потрібно 1 мкф. Робоча напруга не менше 400 В. Можна застосувати чотири елементи по 100 мкФ кожен, включених паралельно. За такого з'єднання ємності сумуються.

Довго мене хвилювала тема того, як можна використовувати блок живлення від комп'ютера як підсилювач потужності. Але переробляти блок живлення - це ще розвага, особливо імпульсний з таким щільним монтажем. Хоч я і звичний до всяких феєрверків, але домашніх лякати дуже не хотілося, та й небезпечно це й для самого.

Загалом, вивчення питання призвело до досить простому рішенню, що не вимагає ніяких особливих деталей і ніякого налагодження. Зібрав-ввімкнув-працює. Та й хотілося попрактикуватися у витравленні друкованих платза допомогою фоторезиста, оскільки останнім часом сучасні лазерні принтеристали жадібними до тонера, і звична лазеро-прасна технологія не задалася. Результатом роботи з фоторезистом я залишився дуже задоволений - для експерименту на платі витруїв напис лінією завтовшки 0,2 мм. І вона чудово вийшла! Отже, досить прелюдій, опишу схему та процес складання-налагодження блоку живлення.

Блок живлення насправді дуже простий, зібраний практично весь із деталей, що залишилися після розбирання не найкращого імпульсника від комп'ютера, - з тих, у які «не доповідають» деталей. Одна з цих деталей - імпульсний трансформатор, який можна використовувати без перемотування в блоці живлення на 12В, або перерахувати, що теж дуже просто на будь-яку напругу, для чого я використовував програму Москатова.

Схема блоку імпульсного блоку живлення:

Як компоненти були використані такі:

драйвер ir2153 - мікросхема, що використовується в імпульсних перетворювачах для живлення люмінесцентних ламп, її сучасніший аналог - ir2153D і ir2155. У разі використання ir2153D діод VD2 можна виключити, оскільки він уже вбудований у мікросхему. У всіх мікросхем серій 2153 у ланцюзі живлення вже стоїть вбудований стабілітрон на 15,6В, тому не варто сильно морочитися з пристроєм окремого стабілізатора напруги для живлення драйвера;

VD1 - будь-який випрямляючий із зворотною напругою не нижче 400В;

VD2-VD4 - "швидкодіючі", з малим часом відновлення (не більше 100нс) наприклад - SF28; Насправді VD3 та VD4 можна виключити, я їх не ставив;

як VD4, VD5 - використаний здвоєний діод від комп'ютерного блоку живлення "S16C40" - це діод "Шоттки", можна поставити будь-який інший, менш потужний. Потрібна ця обмотка для живлення драйвера ir2153 після того, як запуститься імпульсний перетворювач. Можна виключити і діоди та обмотку, якщо не планується знімати потужність понад 150Вт;

Діоди VD7-VD10 - потужні діоди "Шоттки", на напругу не нижче 100В і струм не менше 10 А, наприклад - MBR10100, або інші;

транзистори VT1, VT2 - будь-які потужні польові, від їхньої потужності залежить вихідна, але сильно тут захоплюватися не варто, як і знімати з блоку більше 300Вт;

L3 - намотаний на феритовому стрижні і містить 4-5 витків дроту 0,7мм; Цей ланцюжок (L3, C15, R8) можна взагалі виключити, він потрібний, щоб трохи полегшити режим роботи транзисторів;

Дросель L4 намотаний на кільці від старого дроселя групової стабілізації того ж блока живлення від комп'ютера, і містить по 20 витків, крутиться здвоєним проводом.

Конденсатори на вході можна поставити і меншій ємності, їх ємність можна приблизно підібрати виходячи і потужності блоку живлення, що знімається, приблизно як 1-2мкФ на 1 Вт потужності. Не варто захоплюватися конденсаторами і ставити на вихід блоку живлення ємності більше 10000 мкФ, оскільки це може призвести до «салюту» при включенні, оскільки вони при включенні вимагають значного струму для заряджання.

Тепер кілька слів про трансформатор. Параметри імпульсного трансформатора визначені у програмі Москатова та відповідають Ш-подібному сердечнику з наступними даними: S0 = 1,68 кв. Sc = 1,44 кв. Lср.л. = 86см;Частота перетворення – 100кГц;

Розрахункові дані:

Обмотка 1- 27 витків 0,90 мм; напруга – 155В; Намотана в 2 шари дротом, що складається з 2 жил по 0,45 мм; Перший шар - внутрішній містить 14 витків, другий шар - зовнішній містить 13 витків;

обмотка 2- 2 половини по 3 витки дротом 0,5мм; це - «обмотка саможивлення» на напругу близько 16В, мотається проводом так, щоб напрямки намотування були в різні боки, середня точка виводиться назовні і підключається на платі;

обмотка 3- 2 половини по 7 витків, намотана також багатожильним проводом, спочатку - одна половина в один бік, потім через шар ізоляції - друга половина, в протилежний бік. Кінці обмоток виведені назовні в «косу» та підключаються до загальної точки на платі. Обмотка розрахована на напругу близько 40В.

Таким же чином можна розрахувати трансформатор на будь-яку потрібну напругу. У мене зібрано 2 таких блоки живлення, - один - для підсилювача на TDA7293, другий - на 12В для живлення всіляких виробів, - використовується як лабораторний.

Блок живлення для підсилювача на напругу 2х40В:

Імпульсний блок живлення на 12В:

Блок живлення у зборі в корпусі:

Фото випробувань імпульсного блоку живлення - того, що для підсилювача за допомогою еквівалента навантаження з декількох резисторів МЛТ-2 по 10Ом, що включаються в різній послідовності. Метою було отримати дані про потужність, падіння напруги та різницю напруг у плечах +/- 40В. За підсумками у мене вийшли такі параметри:

Потужність - близько 200Вт (більше не намагався знімати);

напруга, залежно від завантаження – 37,9-40,1В у всьому діапазоні від 0 до 200Вт

Температура на максимальній потужності 200Вт після тестового прогону протягом півгодини:

трансформатора - близько 70град.цельсія, радіатора діодів без активного обдування - близько 90град.цельсія. З активним обдуванням - швидко наближається до кімнатної та практично не гріється. У результаті радіатор замінили, і на наступних фото блок живлення вже з іншим радіатором.

При розробці блоку живлення були використані матеріали сайту vegalab і radiokot, на форумі «Веги» дуже докладно описаний блок живлення, так само є варіанти блоку із захистом від КЗ, що є непогано. У мене, наприклад, при випадковому КЗ миттєво згоріла доріжка на платі у вторинному ланцюзі

Увага!

Перше включення блока живлення слід проводити через лампу розжарювання потужністю трохи більше 40Вт.При першому включенні до мережі вона повинна на короткий час спалахнути та згаснути. Світитись вона практично не повинна! При цьому можна перевірити вихідну напругу і спробувати несильно навантажити блок (не більше 20Вт!). Якщо все гаразд, - лампочку можна прибирати та приступати до випробувань.

Кожен автолюбитель має для АКБ 12 В. Всі ці старі зарядки з різним успіхом працюють і виконують свої функції, але є у них загальна вада - занадто великі габарити і вага. Це не дивно, адже один тільки силовий трансформаторна 200 ват може важити до 5 кг. Тому задумав зібрати імпульсне зарядне для автоакумулятора. На просторах Інтернету, точніше на форумі Kazus знайшов схему цього ЗУ.

Схема принципова ЗУ – клік для збільшення розміру

Зібрав, працює чудово! Заряджав автомобільний акумулятор, налаштував зарядник на 14.8 в і струм близько 6 А, перезаряду або недозаряду немає, при досягненні і напруги на клемах акумулятора 14.8 в, струм зарядки падає автоматично. Також заряджав гелієвий свинцевий акумулятор від безперебійника ПК – нормально. Замикань на виході цей зарядник не боїться. А ось від переполюсації треба робити захист, сам зробив на реле.

Друкована плата, дататити на деякі радіоелементи та інші файли дивіться на форумі.

Загалом раджу його зробити, так як у цього ЗУ багато переваг: малі розміри, база радіоелементів не дефіцит, багато що можна купити і в тому числі готовий імпульсний трансформатор. Сам його придбав в інтернет магазині - надіслали швидко та дешево. Обмовлюся відразу, замість діода Шоттки VD6 (термостабілізація), поставив просто опір на 100 Ом, зарядний і з ним працює чудово! Схему зібрав і випробував:Demo.

Непогана і цікава схема якісного зарядного пристрою на основі мікросхеми IR2153, напівмостового драйвера, що самотактується, яка досить часто використовується в електронних баластах енергозберігаючих ламп.

Схема працює від мережі змінної напруги 220 Вольт, її вихідна потужність близько 250 ват, а це близько 20 Ампер при 14 Вольтах вихідної напруги, чого цілком достатньо для заряджання автомобільних акумуляторів.

На вході є мережевий фільтр, захист від кидків напруги і перевантаження блока живлення. Термістор захищає ключі під час початкового моменту включення схеми до мережі 220 Вольт. Потім мережна напруга випрямляється діодним мостом.

Через обмежувальний опір 47 ком напруга проходить на мікросхему генератора. Імпульси певної частоти йдуть на затвори високовольтних ключів, які спрацьовуючи пропускаючи напругу в обмотку мережного трансформатора. На вторинній обмотці ми маємо потрібну напругу для заряду акумуляторів.

Вихідна напруга ЗП залежить від кількості витків у вторинній обмотці та робочої частоти генератора. Але частоту слід піднімати вище 80кГц, оптимально 50-60кГц.

Високовольтні ключі IRF740 чи IRF840. Змінюючи ємність конденсаторів у вхідному ланцюзі можна збільшити або зменшити вихідну потужністьзарядного пристрою, за потреби можна досягти 600 ватної потужності. Але потрібні конденсатори 680 мкФ і потужний діодний міст.

Трансформатор можна взяти з комп'ютерного блоку живлення. А можна його зробити самому. Первинна обмотка містить 40 витків дроту діаметром 0,8 мм, потім накладаємо шар ізоляції намотуємо вторинну обмотку - десь 3,5-4 витка з досить товстого дроту або використовувати багатожильний провід.

Після випрямляча у схемі встановлений конденсатор, що фільтрує, ємність не більше 2000 мкФ.

На виході необхідно поставити імпульсні діоди зі струмом не менше 10-30А, звичайні одразу згорять.

Увага схема ЗУ не має захисту від короткого замикання і одразу вийде з ладу, якщо таке станеться.

Діодний міст складається з будь-яких випрямних діодів зі струмом не менше 2А, ​​можна і більше і зі зворотною напругою 400 Вольт, можна використовувати готовий діодний міст зі старого комп'ютерного блоку живлення в ньому зворотна напруга 600 Вольт при струмі 6А.

Для забезпечення необхідних параметрів живлення мікросхеми необхідно взяти опір 45-55 кОм із потужністю 2 ват, якщо таких не можете знайти, з'єднайте послідовно кілька малопотужних резисторів.

Дуже потужний зарядний пристрій на автомобіль до 50 Ампер. Ми вже не раз заводили мова про різні зарядні пристрої для акумуляторів. Цього разу буде не виняток, розглянемо дуже потужний зарядний пристрій, який може видавати потужність до 600 Вт з можливістю розгону до 1500 Вт.

Зрозуміло, що за таких високих потужностей не обійтися без імпульсного джерела живлення, інакше габарити такого пристрою у нас будуть непідйомної маси та розмірів. Схема досить проста, представлена ​​малюнку нижче.

Принцип роботи загалом не відрізняється від інших імпульсних джерел живлення, які ми розглядали раніше. Структура роботи побудована таким чином, початкова мережна напруга фільтрується, забираються не бажані пульсації, потім випрямляється і подається на ключі, які формують імпульси високої частотивідповідні схеми керування ними. Далі імпульсний трансформатор знижує напруги до необхідного значення та випрямляється звичайним мостовим випрямлячем. Загалом, і все просто.

У даному випадкуроль схеми управління ключами грає генератор, що задає, на базі мікросхеми IR2153. Обважування мікросхеми представлено на схемі.

Як ключі використовувалися транзистори IRF740 можна використовувати й інші, відразу зазначимо, що саме транзисторами задається підсумкова потужність зарядника. При використанні IRF740 гарантована потужність приблизно 850 Вт.

На вході, крім фільтра, також встановлений термістор для обмеження пускового струму. Термістор має бути не більше 5 Ом і розрахований на струм до 5 А. Є у схемі і невелика тонкість, тому що ця функція має бути невеликою. на вході мережевої напруги 50 Гц вимоги до діодів, крім стандартних: зворотної напруги (в 600 В) і струму (6-10 А) немає ніяких, можна брати практично будь-які із заданими параметрами.

Другий міст встановлений на виході має одну особливість, пов'язану з тим, що з трансформатора подається напруга високої частоти, тому крім зворотної напруги не менше 25 В і зворотного струму до 30 А, в обов'язковому порядку необхідно брати ультрашвидкі діоди. До речі, як перший міст не обов'язково використовувати 4 діоди, можна взяти готове діодне складання з комп'ютерного блоку живлення.

Буде набагато зручніше у монтажі. Електролітичні конденсатори, встановлені після першого моста, повинні бути розраховані на напругу не менше 250 В та ємністю 470 мкФ їх до речі теж можна взяти з комп'ютерного блоку живлення. З трансформатором також все просто, можна взяти його з того самого комп'ютерного блоку живлення, який навіть перемотувати немає необхідності.

Силові ключі природно необхідно встановити тепловідведення, т.к. загальних точок у транзисторів немає встановлюємо їх або різні радіатори, або ізолюємо їх слюдяними прокладками.

Для полегшення ремонтних робіт бажано встановити мікросхему у спеціальний корпус для її легкого зняття та заміни, це значно полегшить ремонт та налаштування. Щоб перевірити пристрій після монтажу, увімкніть його в режимі холостого режиму, тобто. без навантаження. Силові ключі у разі повинні не грітися взагалі. Потужність 25 Омних резисторів на затворах польовиків достатньо взяти 0,5 Вт.

Резистор, встановлений за живленням мікросхеми IR2153, може бути взяти в діапазоні від 47 кОм до 60 кОм з ватною не менше 5 Вт, є струмообмежувальним для захисту струму мікросхеми. Вихідні конденсатори повинні бути підібрані напругою не менше 25 В та ємністю 1000 мкФ.

Відразу хочу звернути вашу увагу, що у схемі відсутній захист від КЗ, переполюсування, відсутня індикація роботи тощо. Всі ці недоробки можна легко виправити, тим паче їх було описано нашому ресурсі неодноразово.

І ще хочу відзначити один момент, якщо вам потрібно відремонтувати автомобіль чи заправити кондиціонер, то нема проблем. Є чудова компанія, яка займається цим на професійному рівні і водночас робить все як для себе.