zar

Автоматическое зарядное устройство для автомобиля .

Автомобильный аккумулятор - довольно дорогое устройство . При неправильной эксплуатации он легко может выйти из строя . Есть несколько простых правил , выполнение которых избавит автолюбителя от лишних переживаний .

1. Держать аккумулятор по возможности всегда в заряженном состоянии .

2. Не допускать большого зарядного тока .

3. Не допускать перезаряда .

4. Следить за уровнем электролита .

Первое правило обусловлено особенностью зарядки аккумулятора в автомобиле . Заряд происходит при фиксированном напряжении 14.2 в на клеммах аккумулятора . Это значит , что при сильно разряженном аккумуляторе , зарядный ток может достигать больших значений , опасных для аккумулятора . Максимальный зарядный ток для аккумулятора определяется конструкцией пластин , их способностью без ущерба для себя выдерживать интенсивные химические реакции преобразования . Злоупотребление большим зарядным током приводит к постепенному разрушению пластин и как следствие уменьшению емкости аккумулятора . Стоит отметить , что полуразряженный аккумулятор - типичное явление при эксплуатации автомобиля в городском цикле . Короткие пробеги , частые запуски приводят к тому , что аккумулятор не может получить нормальный заряд . Особенно обостряется ситуация зимой . При низких температурах аккумулятор практически не принимает заряд . В такой ситуации автомобильная электроника не выполняет своих функций и необходима дополнительная подзарядка от сети .

Для каждого типа аккумулятора изготовителем рекомендуется номинальный зарядный ток , при использовании которого обеспечивается полный срок эксплуатации аккумулятора . Обычно он составляет 10 процентов от емкости аккумулятора . Например при емкости аккумулятора 55 А/ч , рекомендуемый ток заряда - 5.5А .

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора тоже довольно дорогое устройство . Стоимость его сопоставима со стоимостью нового аккумулятора . Анализ схем предлагаемых промышленных зарядных устройств показал , что несмотря на высокую цену , ни одно из них не обеспечивает нормальной эксплуатации аккумулятора . Стабилизация тока заряда есть , как правило , только в очень дорогих устройствах . При помощи простого зарядного устройства можно вообще вывести аккумулятор из строя . Такая печальная ситуация побудила заняться разработкой простого , надежного и безопасного зарядного устройства . Результат представлен ниже .

Зарядное устройство позволяет установить требуемый зарядный ток и поддерживать его на протяжении времени заряда с высокой точностью . Время заряда можно установить от 1 до 10 часов . По истечении установленного времени , ток автоматически отключается .

На диодный мост VD1-VD4 подается переменное напряжение 16в с трансформатора . Положительный вывод с моста подключается непосредственно к плюсовой клемме аккумулятора . Отрицательный вывод подается на аккумулятор через резистор R2 , тиристор VS1, являющийся регулирующим элементом, защитный диод VD8 . Работой схемы управляет однокристальный микропроцессор АТ89с2051 , в который записана управляющая программа . С вывода 11D1 подается напряжение на ключ VT1 , управляющий тиристором . Кнопка S1 запускает - останавливает процесс зарядки . После включения питания зарядный ток на аккумулятор не подается , светодиод HL1 и индикатор HG1 не светятся . После кратковременного нажатия кнопки S1 , через тиристор начинает течь зарядный ток , установленный подстроечным резистором R12 , включается светодиод HL1 и индикатор HG1 .На индикаторе отображается цифра 9 - время заряда в часах . В процессе заряда , цифры уменьшаются до нуля , после чего тиристор запирается и ток перестает подаваться на аккумулятор . Время заряда можно уменьшить . Для этого нужно нажать и удерживать кнопку S1 более 2сек . В процессе удержания кнопки , на индикаторе каждые 2сек будет происходить уменьшение времени зарядки . После отпускания кнопки , установленное время будет действовать до следующего изменения времени , либо до выключения питания .

Схема зарядного устройства собирается в основном на односторонней печатной плате размером 74х64мм .

Диодный мост , тиристор и светодиодный индикатор устанавливаются вне платы . При монтаже зарядного устройства нужно обеспечить низкое сопротивление монтажа зарядному току . Для этого нужно использовать многожильные медные провода в изоляции диаметром не меньше 2мм для цепей от трансформатора до диодного моста , от плюсового вывода моста до плюсовой клеммы зарядного устройства , от минусового вывода моста до резистора R2 , от резистора R2 до катода тиристора и далее на выход .

В зарядном устройстве можно использовать трансформатор мощностью 100-120вт на напряжение 16в . Измерительный резистор R2 представляет собой 4 витка нихромового провода диаметром 1мм , навитого на оправке диаметром 6мм . Резистор укрепляется на плате при помощи винтов М3 . Силовые цепи (от моста и тиристора) подключаются непосредственно к резистору . При изготовлении резистора из других материалов нужно исходить из требования , чтобы при максимальном токе зарядного устройства , на резисторе было падение напряжения около 1в.

Светодиодный индикатор HG1 можно исключить из схемы . В этом случае индикатором процесса зарядки будет выступать светодиод HL1 .

Настройка зарядного устройства начинается с проверки работоспособности . Для микропроцессора желательно предусмотреть панельку . Во время первого включения микропроцессор не устанавливается . После подачи питания нужно проверить работу стабилизатора +5в - 142ЕН5 . Для этого убедиться в наличии напряжения +5в на выв.20 D1 . Дополнительно нужно убедиться , что ни на одном из выводов D1 нет напряжения больше +5в . После этого нужно выключить питание , вставить микропроцессор . На выв.3D1 должны присутствовать импульсы периодом 1сек . Если импульсы отсутствуют , нужно убедиться в наличии генерации на одном из выводов кварцевого генератора . На выв.2D1 должны присутствовать короткие импульсы периодом 10мс . Если отсутствуют , проверить наличие импульсов периодом 10мс на выв.6D1. После нажатия на кнопку S1 , на выв.11D1 должны появиться импульсы управления тиристором . Также должен включиться светодиод и светодиодный индикатор . Можно приступить к установке рабочего тока . Для этого нужно отключить зарядный ток кнопкой S1, подключить аккумулятор к зарядному устройству через амперметр , запустить зарядное устройство кнопкой S1, установить требуемый ток зарядки подстроечным резистором R12.

В данной схеме не предусмотрено оперативной регулировки зарядного тока . Ток выставляется подстроечным резистором R12 один раз во время настройки и в дальнейшем не меняется . Если есть необходимость в регулировке тока , можно вместо подстроечного резистора установить на переднюю панель переменный резистор . В качестве измерителя тока можно использовать подходящий по размерам миллиамперметр на ток 1-10 мА , подключаемый через дополнительный токоограничивающий резистор , параллельно измерительному резистору R2 . При помощи образцового измерителя тока токоограничивающий резистор подбирается таким образом , чтобы деления на шкале миллиамперметра соответствовали протекающему току . К примеру если вся шкала миллиамперметра - 10мА , то есть смысл просто подобрать резистор таким образом , чтобы полному отклонению стрелки соответствовал зарядный ток 10А . В этом случае не потребуется расчерчивать шкалу .

Порядок работы с зарядным устройством следующий . Подключение и отключение аккумулятора нужно производить при отсутствии зарядного тока (убедиться , что светодиод и светодиодный индикатор не светятся ). После подключения аккумулятора кратковременным нажатием кнопки S1 запускается процесс зарядки . Через время , индицируемое на светодиодным индикатором , процесс зарядки окончится , зарядный ток отключится .

Напряжение 100% заряженного аккумулятора составляет 13.0 в , полностью разряженного - 12.0 в . Таким способом можно проконтролировать состояние зарядки аккумулятора , установленного на автомобиле . Сразу после отключения двигателя напряжение будет завышено , поэтому измерение напряжения можно проводить не раньше чем через час после остановки двигателя .

При помощи этого зарядного устройства можно проводить восстановление аккумуляторов , частично потерявших емкость из-за сульфатации пластин . Для этого параллельно клеммам аккумулятора нужно подключить автомобильную лампочку мощностью 1-2Вт . Ток зарядки установить на уровне 1А . Для получения ощутимого эффекта потребуется 5-6 полных 10-ти часовых циклов восстановления .

Параметры данного зарядного устройства определяются применяемыми силовыми элементами . По этой схеме можно изготовить зарядное устройство с любым током зарядки вплоть до сотен ампер . Нужно выбрать элементы обеспечивающие требуемый ток ( трансформатор , диодный мост , тиристор , резистор R2 ) . Резистор R2 должен удовлетворять условию - падение напряжения на нем при максимальном зарядном токе должно быть около 1в , мощность выбирается из условия обеспечения рассеивания проходящей мощности . К примеру при токе 100А , мощность резистора должна быть не менее 100вт , сопротивление 0.01 Ом . Естественно такой резистор на плате не уместится , для него нужно предусмотреть отдельное крепление .

Попов Евгений Александрович http://rw6hry.qrz.ru