Зарядное устройство на регуляторе напряжения

Предлагаемое достаточно простое зарядное устройство на автомобильном регуляторе напряжения генератора (рис. 1), которое предназначено как для зарядки аккумуляторов, так и для поддержания их в работоспособном состоянии при длительном хранении.

В первичной обмотке трансформатора Т1 включены балластные конденсаторы (С1 или С1+С2), ограничивающие ток через трансформатор. С вторичной обмотки трансформатора напряжение подаётся на диодно — тиристорный мост, нагрузкой которого служит аккумуляторная батарея.

В качестве регулирующего элемента применен автомобильный регулятор напряжения генератора (РН) на 14 В любого типа, предназначенный для генераторов с заземленной щеткой. Подойдёт, например, регулятор типа 121.3702 или интегральный — Я112А.

При использовании регулятора Я112А — выводы «Б» и «В» соединяются вместе и с «+». Вывод «Ш» соединяется с цепью управляющих электродов тиристоров. Таким образом, на аккумуляторной батарее поддерживается напряжение 14 В при зарядном токе, определяемом ёмкостью конденсатора С2, которая ориентировочно рассчитывается по формуле:

Iз — зарядный ток (A),

U2 — напряжение вторичной обмотки при «нормальном» включении трансформатора (В),

U1 — напряжение сети.

Переключатель SA1 служит для выбора режимов зарядки/хранения. Ток заряда выбирается равным 0,1 от численного значения емкости аккумулятора, а ток хранения — 1 ÷ 1,5 А.

Зарядное устройство на регуляторе напряжения настройки практически не требует. Возможно, придется уточнить ёмкость конденсатора, контролируя ток амперметром, включенным в разрыв цепи, между аккумулятором и зарядным устройством. При этом необходимо замкнуть накоротко выводы 15 и 67 (Б, В и Ш).

Если есть возможность, то периодически, примерно один раз в две недели, желательно производить разряд аккумуляторной батареи током 2Iз с контролем температуры электролита.

Трансформатор — любой, мощностью 150 ÷ 250 Вт, с напряжением на вторичной обмотке 20 ÷ 36 В.

Диоды моста — любые на номинальный ток не менее 10 А. Тиристоры — КУ202 В ÷ М.

Диоды VD1 и VD3, а как же тиристоры VS1, VS2 необходимо установить на радиаторы.

Реле развязки аккумуляторов

Реле развязки используется, если необходимо зарядить несколько аккумуляторов от одного источника зарядки. На катерах такая ситуация возникает, когда установлены аккумуляторы электромотора (подруливающего устройства), сервисная и стартовая батареи. От береговой сети аккумуляторы заряжают с помощью зарядного устройства с двумя или тремя выходами, а к генератору двигателя подключают с помощью DC-DC зарядного и развязывающего реле

Как работает развязывающее реле

Развязывающие реле — это автоматический переключатель, который срабатывает, когда напряжение на одном из аккумуляторов поднимается до 13,2 — 13,7 Вольт. Рост напряжения говорит о том, что аккумулятор подключен к генератору или зарядному устройству и частично или полностью заряжен. Реле замыкается, ток течет во второй аккумулятор и заряжает его. Как только напряжение падает до 12,4 — 13,1 Вольт, реле разъединяет аккумуляторы и предотвращает их разрядку

Изоляторы АКБ и реле развязки

Изоляторы(делители) аккумуляторов и развязывающие реле предназначены для защиты аккумулятора от разряда непреднамеренной нагрузкой. Оба типа устройств распределяют ток от источника зарядки ко всем аккумуляторным батареям, а во время разряда изолируют их друг от друга. Таким образом каждая группа аккумуляторов остается соединенной только с собственной нагрузкой

Изоляторы изготавливают из двух или более диодов, которые действуют как обратные клапаны. Диоды пропускают ток от источника зарядки к аккумуляторам, но не дают току течь между ними или обратно к источнику. За простоту конструкции приходится платить. На диодах падает около 0,6-0,8 вольт, поэтому напряжение на аккумуляторах оказывается ниже, чем на выходных клеммах генератора или зарядного устройства. Если потери не компенсировать, аккумуляторы никогда не зарядятся до 100%

Изоляторы аккумуляторов и развязывающее реле. Изолятор делит ток между аккумуляторами. Падение напряжения на диодах 0,6-0,8 Вольт. Реле пропускает ток от одного аккумулятора к другому

И реле, и диодные изоляторы — это устройства развязки, которые решают одну и туже задачу. Однако применять их лучше в разных ситуациях. Изоляторы подойдут, если источник зарядки измеряет напряжение на аккумуляторах и способен компенсировать падение на диодах, повысив выходное напряжение.

Модернизировать электрическую систему проще с помощью развязывающего реле. Зарядное устройство и генератор, продолжат работать с несколькими аккумуляторными батареями так же как они до этого работали с одной. Реле развязки — это единственный выбор для некоторых подвесных лодочных моторов и комбинированных инверторов. Моторы и инверторы соединяются с аккумулятором единственным кабелем, ток по которому течет в разных направлениях во время зарядки аккумуляторов и во время запуска двигателя (работы инвертора). Диодный изолятор не допустит этого.

Реле вместо зарядного устройства

Перед установкой нового оборудования электрическую систему часто приходится совершенствовать. Если вновь устанавливаемые устройства энергоемкие, для них желательно предусмотреть собственную аккумуляторную батарею. Но что делать, если после модернизации число аккумуляторных групп стало больше, чем количество выходов на зарядном устройстве?

Простое решение – приобрести новое зарядное с двумя или тремя выходами. Экономичное – использовать реле развязки аккумуляторов.

Типичная электрическая система на катере или небольшой яхте состоит из двух аккумуляторных батарей, зарядного устройства с одним выходом и генератора двигателя. Владелец хочет заряжать обе группы аккумуляторов на берегу и поддерживать в заряженном состоянии на воде. Реле развязки легко решает эту задачу.

Комбинированный инвертор-зарядное устройство подключен к тяговым аккумуляторам. Поскольку комби модели имеют как правило один выход, остальные группы аккумуляторов соединяются с сервисной с помощью реле

Когда включают зарядное устройство, соединенное с аккумулятором 2, реле срабатывает и подключает аккумулятор 1. То же самое происходит во время работы двигателя – напряжение на аккумуляторе 1 возрастает, реле замыкается и подключает аккумулятор 2. Если со временем появляется третья группа аккумуляторов, то ее подключают с помощью еще одного реле

Защита электроники

Пуск двигателя вызывает в цепи стартового АКБ падение напряжения. Если двигатель запускают, когда аккумуляторы объединены, скачек напряжения может ощущаться и в цепи сервисного аккумулятора. Резкие переходные процессы могут не только сбросить настройки GPS и навигационного оборудование, но и вывести чувствительную электронику из строя. Поэтому важно, чтобы в этот момент аккумуляторы были изолированы.

Схема подключения реле развязки. Для защиты дорогой электроники от скачков напряжения, возникающих при запуске двигателя, реле соединяют с соленоидом стартера. Как только на нем появляется напряжение, реле разъединяет аккумуляторы

Некоторые модели реле обладают такой возможностью. Когда ключ зажигания повернут, напряжение с замка зажигания поступает на соленоид стартера и на разъем реле «Блокировка при запуске». Реле открывается и разъединяет аккумуляторы перед запуском двигателя. Вновь оно соединит аккумуляторы только после того как стартер перестанет работать. Этот же разъем реле можно использовать для дистанционного управления устройством.

Реле и переключатель аккумуляторов

Автоматическое зарядное реле в сочетании с батарейным переключателем упрощает зарядку двух независимых аккумуляторов. Владелец судна просто поворачивает переключатель в положение ON, когда приходит на катер или яхту, и возвращает в положение OFF, когда сходит на берег. Ему больше не надо беспокоиться о том, какие аккумуляторы заряжаются или разряжаются, реле автоматически соединяет и разъединяет их. Совместно с реле используют переключатели аккумуляторов Blue Sea 6011 или Blue Sea 5511

Реле и DC-DC зарядное

Реле развязки и DC-DC зарядное устройство (зарядный конвертер) выполняют одну и туже задачу – заряжают дополнительный аккумулятор от генератора автомобильного или лодочного двигателя. Однако между этими устройствами существуют важные различия

Сравнение реле развязки и DC-DC зарядного устройства

Реле развязки с ограничением по току

При установке на носу катера подруливающего устройства или лебедки вдоль всего судна к основной аккумуляторной батарее приходится тянуть кабель. Сечение кабеля зависит от его длины и силы тока, и в данном случае составит 50-70 мм2. Если установить вспомогательный аккумулятор на носу, то он снизит затраты на кабель и уменьшит нагрузку на основную аккумуляторную батарею.

Вспомогательный аккумулятор необходимо заряжать. Для этого к нему подключают кабель от источника зарядки. Если вспомогательный аккумулятор не сможет поддерживать требуемое напряжение под нагрузкой, то нагрузка через кабели частично перераспределится на основную аккумуляторную батарею. Кабели от основного к вспомогательному аккумулятору должны быть на нее рассчитаны.

Автоматическое зарядное реле с ограничением по току Sterling Power CVSR. Прямоугольные выступы на корпусе реле — самовосстанавливающиеся полимерные предохранители. Предохранители допускают короткий всплеск тока, но нагреваются и увеличивают сопротивление, если сила тока не снижается. Падение напряжения на предохранителях увеличивается, реле «понимает», что устройство перегружено и размыкает цепь при безопасном токе 6 А. После того как предохранители остынут (через 5 минут), реле возвращается в рабочее состояние.

Для ограничения тока от основного к вспомогательному аккумулятору можно использовать реле. Если сила тока превышает номинал реле, сопротивление токоограничивающей цепи реле возрастет и уменьшит ток. После того как нагрузка спадет реле вернется к нормальному режиму работы. Благодаря реле сечение кабеля от основного к вспомогательному аккумулятору можно уменьшить до 16 или 25 мм2.

Как выбрать реле развязки

1. Выберите номинал реле. Непрерывный длительный ток, на который рассчитано реле развязки должен соответствовать максимальной мощности генератора или зарядного устройства. Например, если устройство зарядки с максимальным током 100 А, подключено к стартовому аккумулятору, то сервисный также может получить ток такой силы. Значит реле должно спокойно выдерживать его. Для этого указанный для реле непрерывный длительный ток должен быть на 10-20% больше, чем максимальный ток устройства зарядки.
2. Оцените стоимость и простоту установки. Если доступ к источнику управляющего напряжения простой, используйте реле срабатывающее от контрольного напряжения. Если контрольное напряжение подключить сложно, выбирайте автоматическое реле зарядки. Их проще устанавливать и настраивать.
3. Решите нужны ли дополнительные функции. Важно ли какая сторона реле активирует устройство, нужно ли регулировать стандартные параметры напряжения срабатывания.
4. Безопасность. Определите, какая максимальная нагрузка может возникнуть на дополнительной аккумуляторной батарее при замкнутом реле. Часть этой нагрузки передастся на стартовый аккумулятор. Размер передаваемой нагрузки изменяется от нескольких до 100 процентов и зависит от того насколько разряжена сервисная батарея. Важно чтобы реле справлялось с высокой нагрузкой без повреждений.
5. Если существует вероятность нагрузок в сотни ампер, например от мощного синусоидального инвертора, то единственный способ управлять ими – использовать реле с ограничением по току. Реле этого типа просто и безопасно выключается до тех пор, пока всплеск тока не прекратится, затем вновь автоматически активируется и продолжает работу.
6. Если с аккумуляторной батареей соединены солнечные панели, и вы хотите, чтобы при неработающем двигателе реле подключало к ним для зарядки вторую группу АКБ, используйте бистабильное развязывающее реле. Оно больше подходит для этой работы.

Поделки своими руками для автолюбителей

Схема простого зарядного для АКБ с автовыключением

Привет всем, в этой статье хочу предложить вашему вниманию простую схему зарядного устройства с автоматическим выключением по завершению заряда АКБ. То есть просто поставил зарядное на ночь или на время и не надо следить за ним, зарядка сама отключиться, когда достигнет порог напряжения заряженного АКБ.

Схема не сложная, в ней всего используется один не мощный транзистор для определения напряжения на аккумуляторе, R1 обычный резистор на 4.7 Ком, P1 подстроечный резистор на 10 Ком. В качестве транзистора Т1 можно использовать КТ815 или аналоги.

Реле на 12 вольт 400 ом, можно взять простое автомобильное реле.

Трансформатор TR1 имеет напряжение вторичной обмотки 13.5 -14.5 вольт. Ток надо брать 1\10 от ёмкости АКБ, например если аккумулятор на 60 ампер, то ток соответственно 6 ампер.

Диодный мост D1-D4 надо на ток равный номинальному току трансформатора, то есть в данном случаи не менее 6 ампер, это например такие как Д242, КД213, их нужно устанавливать на радиаторе. Диод обозначенный D1, который стоит параллельно реле и диоды D5 и D6 можно брать наши КД105 или буржуйский аналог 1N4007.

Конденсатор С1 на 100 мкф. 25 вольт, резисторы R2, R3 по 3 кОм. HL1 и HL2 это индикаторы зарядки и ограничения зарядового тока, в качестве них можно взять например красный и зелёный светодиоды. Ну и амперметр для контроля тока.

Ток равный 1\10 от ёмкости АКБ подбирается количеством витков на вторичной обмотке трансформатора. При намотке вторички, необходимо сделать несколько отводков или отводов))) для подбора оптимального варианта зарядного тока.

Заряд автомобильного АКБ считается законченным, когда напряжение на его контактах достигнет 14.4 вольта. Порог отключения подстраивается подстроечным резистором P1 при подключенном и полностью заряженном аккумуляторе.При зарядке разряженного аккумулятора напряжение на нём будет 12-13 вольт, в процессе зарядки ток будет падать, а напряжение расти. Когда напряжение достигнет 14.4 вольта транзистор Т1 отключит реле и цепь заряда будет разорвана.

При снижении напряжения до 11.4 вольт, зарядка снова возобновляется, такой принцип обеспечивают диоды D5, D6 в эмиттере транзистора.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Такое простое, автоматическое, зарядное устройство поможет вам проконтролировать процесс зарядки, без вашего участия, поставил на зарядку и будьте уверены ваш АКБ не перезарядиться, а зарядиться до нужного значения.