Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Kategoria: Kamery IP / Alarmy / Automatyka Bram
Montersi
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Ładowarka akumulatorów ołowiowych

Fimek 31 Maj 2017 02:44 11097 39
  • Ładowarka akumulatorów ołowiowych
    Cześć,

    Chciałem się z Wami podzielić pomysłem na wykonanie całkiem porządniej ładowarki akumulatorów ołowiowych motocyklowych i samochodowych tanim kosztem, na bazie zasilacza impulsowego 14 V / 4.5 A. Wykorzystać można praktycznie każdy zasilacz w konfiguracji flyback o napięciu wyjściowym 12 V ... 15 V. Niestety do przerobienia nie nadają się zasilacze do laptopów, o napięciu wyjściowym 19.5 V. Moja przeróbka to taka bardziej idea - modyfikacja będzie wyglądała różnie w zależności od konkretnego zasilacza, różne mogą być maksymalne wartości prądów ładowania.

    Cechy ładowarki:
    - napięcie graniczne: 14.2 V
    - minimalne napięcie wyjściowe (rozładowanego akumulatora) 6 V
    - prąd ładowania: przełączany 0.8 A / 3.5 A
    - koszta: zasilacz - 10 zł, rezystor 0.82 Ohm / 0.5 W, rezystor 0.22 Ohm / 5 W, przełącznik wytrzymujący 5 A, pomniejsze elementy z zasobów (rezystory przewlekane, diody LED: zielona i czerwona, tranzystor NPN).
    - dioda czerwona wskazuje ładowanie akumulatora, zielona zaś osiągnięcie napięcia granicznego (naładowanie)

    Zaznaczam, że w układzie zasilacza sieciowego występują napięcia niebezpieczne dla zdrowia i życia. Nietrudno też o pożar, albo o eksplozję kondensatorów (wystarczy niedolutowanie transoptora). Za podobną przeróbkę powinni się brać wyłącznie doświadczeni elektronicy, którzy i tak są w stanie wszystkie obliczenia, modyfikację i adaptację do posiadanego zasilacza dokonać samemu, a mój opis potraktują jako inspirację.

    Typowy schemat zasilacza sieciowego flyback:
    Ładowarka akumulatorów ołowiowych

    Układ zmodyfikowany:
    Ładowarka akumulatorów ołowiowych

    Modyfikacja dotyczy wyłącznie elementów po stronie wtórnej cewki.
    Idea opiera się na korekcji (jeżeli potrzeba) napięcia wyjściowego zasilacza, dodania ogranicznika prądu oraz diod informujących o trybie pracy ładowarki.

    Etapy przeróbki:
    1) dobranie napięcia wyjściowego

    Zasilacze sieciowe bardzo często, do stabilizacji napięcia wyjściowego, wykorzystują układ TL431. Napięcie wyjściowe ustala dzielnik R1 i R2, gdzie napięcie na R2 wynosi zawsze 2.5 V. Napięcie wyjściowe (w trybie stabilizacji napięcia, akumulator naładowany) wynosi 2.5 V * (1 + R1 / R2). Celem uzyskania napięcia 14.2 V, jeżeli zasilacz daje 12 V, trzeba zwiększyć R1, albo zmniejszyć R2. Mój zasilacz daje 14.1 V, postanowiłem zatem nie modyfikować dzielnika.

    2) dodanie diody zielonej LED i rezystora R4 równolegle do LED transoptora.

    W trybie stabilizacji napięcia, TL431 manipuluje prądem LED transoptora, by uzyskać stabilizację. Jeżeli napięcie na wyjściu jest za niskie - TL431 jest zatkany, i przez LED transoptora prąd nie płynie. Umieszczenie w szereg LED zielonej, daje informację o osiągnięciu trybu stabilizacji napięcia, czyli naładowania akumulatora. Niestety, w trakcie normalnej pracy prąd LED transoptora wynosi tylko około 0.5 mA, czyli zielona LED świeci słabo. Żeby wywołać jaśniejsze świecenie, równolegle do LED transoptora dołączyłem rezystor przewlekany R4 o wartości 220 Ohm. Podnosi on prąd zielonego LED do około 4...5 mA. Trzeba pamiętać o starannym montażu diody świecącej. Jeżeli dioda nam się rozewrze przy odłączonym akumulatorze, to układ ulegnie uszkodzeniu - najprawdopodobniej eksplodują kondensatory elektrolityczne na wyjściu.

    3) dodanie pętli ograniczenia prądu

    Normalnie, za ograniczenie prądu odpowiada układ scalony sterujący pracą konwertera, mierzący w każdym cyklu prąd źródła tranzystora kluczującego. Jeżeli na wyjściu jest silne przeciążenie, np. zwarcie, to kontroler nie jest w stanie sam się zasilić z uzwojenia pomocniczego (działa ono zależnie od uzwojenia wtórnego) i układ "cyka" próbując się uruchomić. W układzie ładowania akumulatora, tryb ograniczenia prądowego ma znaczenie kluczowe - trzeba zatem układ ograniczenia prądu zmodyfikować, i sprawić, by ten tryb ograniczenia prądu stał się trybem normalnym, zamiast awaryjnym. W tym celu dodałem elementy: R5 (rezystor mocy), R6 (około 1 kOhm, zabezpieczenie bazy tranzystora w przypadku zwarcia wyjścia), tranzystor T1 i LED czerwoną. Wartość ograniczenia prądu równa jest ~ 0.65 V / R5. U mnie R5 to domyślnie 0.82 Ohm (0.75...0.8 A), z dołączanym równolegle za pomocą przełącznika, rezystorem 0.22 Ohm/5 W (wówczas 3.5 A). Rezystory dość mocno się grzeją - co jest największą wadą zastosowanego rozwiązania. Zamiast ograniczenia z pojedynczym tranzystorem, można użyć wzmacniacza operacyjnego, albo lustra prądowego. Póki co, mój układ jednak działa - jeżeli mnie zirytuje, to poprawię, a Wam dam znać co zmieniłem. Czerwona LED, w szereg z LED transoptora, informuje o aktywacji ograniczenia prądowego. Czerwona i zielona LED działają alternatywnie (poza napięciami bliskimi 14.2 V - wówczas świecą obie).

    Na wstępie napisałem, że do przeróbki nie nadają się zasilacze dające 19.5 V na wyjściu. Ma to związek z napięciem wytwarzanym za pomocą uzwojenia pomocniczego i samopodtrzymaniem pracy urządzenia. Kiedy obniżymy napięcie z 19.5 do 14.2 V (wg. metody opisanej na początku), to również zmniejszymy pomocnicze napięcie zasilające układ kontrolera przetwornicy. Przy 14.2 na wyjściu układ będzie działał dobrze, ale obniżenie napięcia poniżej 10...12 V (głęboko, albo nawet tylko średnio rozładowany akumulator), spowodujemy, że przetwornica nie będzie w stanie wystartować. U mnie startuje od 6 V - czyli mam spory zapas.

    Uwagi i możliwości poprawy układu:
    1) grzanie się rezystorów od ograniczenia prądowego,
    2) niestabilna praca w trybie ograniczenia prądu, objawiająca się słyszalnym piszczeniem rdzenia i tętnieniami prądu na poziomie 2...3 %. Niestabilność i tętnienia prądu są niegroźne, aczkolwiek piszczenie jest trochę irytujące. Celem ustabilizowania układu, trzeba dodać kompensację pętli sprzężenia zwrotnego, podobnie, jak to ma miejsce przy stabilizacji napięcia.
    3) zrobienie napisów w okolicach przełącznika prądu i diod.

    Zdaję sobie sprawę, że układ w środku nie jest zbyt estetyczny, ale powstał na szybko i małym kosztem. Jak na razie działa :)

    Wszelkie uwagi są mile widziane.

    Ładowarka akumulatorów ołowiowych Ładowarka akumulatorów ołowiowych

    Pozdrawiam i zachęcam do komentowania,
    Fimek

    PS. Ograniczenie prądu można by skorygować po stronie tranzystora kluczującego, w końcu ono i tak tam się znajduje. Ma to jednak swoje wady:
    1) są tam szybkie sygnały, co prawdopodobnie wyklucza zmianę prądu ładowania przełącznikiem (bo układ stanie się się zbyt rozwlekły i może działać niestabilnie). Przy okazji przełącznik bedzie połączony z siecią. Trzeba pamiętać o rezystorach o małych pasożytach (raczej odpadają rezystory drutowe).
    2) znika nam łatwa możliwość dołączenia czerwonej diody informującej o ładowaniu akumulatora. Można to jednak obejść, dołączając równolegle do wyjścia woltomierz (moduł, około 10 zł na portalu aukcyjnym).
    Uwzgledniwszy powyższe, może się jednak okazać, że takie rozwiązanie, charakteryzujące się wyższa sprawnością, będzie trochę lepsze i pozwoli nam wykorzystać pełniej możliwości zasilacza.

    PS2. Schemat poprawiłem.


    Fajne!
  • Ups
  • #2 31 Maj 2017 12:11
    vp32
    Poziom 11  

    Pytanie, dlaczego nie nadają się zasilacze od laptopa skoro można obniżyć napięcie.

  • #3 31 Maj 2017 12:42
    Fimek
    Poziom 12  

    Cześć,

    nie jest tak, że zasilacze laptopowe nie nadają na 100 %, ale ten, który miałem, startował przy napięciu wyjściowym większym od 10 V. Projektant założył pewien zapas, związany z rozrzutem produkcyjnym, innym zachowaniem zasilacza przy napięciu sieci 110 V itp. i wyszło, że ma być na wyjściu co najmniej 10 V, by układ konwertera w ogóle się uruchomił (trochę powyżej 50 % nominalnego napięcia wyjściowego). Zasilacz 14 V, który użyłem, prawdopodobnie miał podobny relatywny "zapas", co dla 14 V nominalnie oznacza powyżej 7 V (empirycznie wyszło mi bliżej 6 V). Idąc tym tropem, zasilacz o nominalnym napięciu 12 V powinien startować od 6 V. Oczywiście zależy to od producenta, założonych zapasów projektowych, uniwersalności (inne napięcia wyjściowe w innych modelach, a transformator ten sam) itp.

    Przypominam: kiedy zmniejszymy napięcie wyjściowe, to napięcie podtrzymujące prace przetwornicy zmniejszy się współbieżnie... aż w końcu przetwornica nie wystartuje. To nie ma związku z układem stabilizacji napięcia, czy prądu (który jest na wyjściu) a z kontrolerem, który steruje kluczem.

    Dodam jeszcze słowo to tematu ograniczenia prądu wyjściowego przez ograniczenie prądu klucza: manipulacja rezystorem w źródle klucza, prawdopodobnie spowoduje, że zasilacz będzie dobrze stabilizował prąd ładowania przy napięciu sieci = 230 V. Przy 110 - prąd klucza będzie narastał do innej wartości i prąd ładowania będzie inny. Ale to ma małe znaczenie ogólnie, w Europie. Musiałbym zrobić symulacje, żeby to sprawdzić.

    Pozdrawiam
    Fimek

  • #4 31 Maj 2017 15:10
    PIOTR111
    Poziom 16  

    Witam
    Na schemacie ogranicznik prądu T1 to PnP natomiast na zdjęciu odczytuję bc547
    Jaki ma być?
    PIOTR

  • #6 31 Maj 2017 18:42
    PIOTR111
    Poziom 16  

    Możesz podać źródło z jakich materiałów korzystałeś?
    Czy to Twój projekt?
    PIOTR

  • #8 01 Cze 2017 00:47
    Fimek
    Poziom 12  

    Cześć,

    PIOTR111: Trudno to nazwać projektem - to eksperyment, który zakończył się pomyślnie. A co do materiałów: korzystałem z ogólnie dostępnych źródeł n/t zasilaczy impulsowych i tego, co pamiętałem z przedmiotu na uczelni. Prawie wszystkie popularne flybacki średniej mocy wyglądają podobnie (tyczyło się to przynajmniej tych kilku, które rozebrałem i miałem w rękach). Dlatego wrzucony do przeze mnie schemat trzeba traktować jako generyczny. Pochodzi z zasobów TI.

    Jacek Rutkowski: W zasadzie elektryka prąd nie tyka, ale fakt faktem, że z ładowarki ma również skorzystać moja dziewczyna, która elektrykiem nie jest. Po zarekomendowanym zastanowieniu - poprawię to razem ze stabilizacją pętli ograniczenia prądu.

    Pozdrawiam,
    Fimek

  • #9 01 Cze 2017 04:34
    vp32
    Poziom 11  

    Fimek masz rację. O tym napięciu podtrzymania nie wiedziałem.
    Nie jestem zbyt biegły w przetwornicach. Muszę trochę poczytać na ten temat bo szczerze to nie do końca rozumiem o czy piszesz - w którym miejscu to jest i dlaczego w przetwornicy

  • #10 01 Cze 2017 08:04
    PIOTR111
    Poziom 16  

    Moje pytanie wzięło się z potrzeby chwili
    właśnie podobny projekt chodzi mi po głowie.
    Tylko u mnie mają być połączone 2 zasilacze równolegle aby zwiększyć wydajność prądową
    I tu się zaczynają schody - jak wprowadzić regulację przy takim połączeniu
    PIOTR

  • Ups
  • #11 01 Cze 2017 09:58
    Jacek Rutkowski
    Poziom 22  

    PIOTR111 napisał:
    Moje pytanie wzięło się z potrzeby chwili
    właśnie podobny projekt chodzi mi po głowie.
    Tylko u mnie mają być połączone 2 zasilacze równolegle aby zwiększyć wydajność prądową
    I tu się zaczynają schody - jak wprowadzić regulację przy takim połączeniu
    PIOTR

    Nie zawracać sobie głowy ich współpracą.
    Każdy z osobna bedzie miał ograniczenie prądu więc można ustawić każdemu z osobna podobne napięcie wyjściowe i połączyć równolegle.
    Zaden sie nie uszkodzi, ponieważ w początkowej fazie obydwa będą dawać swój prąd maksymalny aż w końcu jeden da wyższe napięcie i minimalnie będzie ładował a drugi całkowicie przestanie z powodu napięcia wyjściowego większego od jego maksymalnego.

  • Ups
  • #12 01 Cze 2017 10:04
    Michał93b
    Poziom 11  

    PIOTR111 napisał:
    Moje pytanie wzięło się z potrzeby chwili
    właśnie podobny projekt chodzi mi po głowie.
    Tylko u mnie mają być połączone 2 zasilacze równolegle aby zwiększyć wydajność prądową
    I tu się zaczynają schody - jak wprowadzić regulację przy takim połączeniu
    PIOTR


    Rozsądniej będzie kupić zasilacz o podwyższonej wydajności prądowej. W relatywnie niskiej cenie można spotkać takie, które wydajność prądową mają na poziomie nawet 10A.

  • #13 01 Cze 2017 21:53
    kubusjugo
    Poziom 11  

    Po co takie kombinacje. ? Ja kupiłem zasilacz do ledow meanwell z regulacją napięcia, ustawiłem na 14.4 wg. Mnie optymalne i można śmiało podłączyć i zostawić na dłużej i akumulator nie będzie przeładowany. Taki zasilacz ma już wbudowane zabezpieczenie p. Zwarciowe. Czy ma zabezpieczenie przed odwrotna polaryzacja nie sprawdzałem.

  • #15 01 Cze 2017 22:35
    kubusjugo
    Poziom 11  

    A można w jakiś bardzo prosty sposób dorobić takie zabezpieczenie?
    Czy dołożenie przekaźnika wraz z szeregowo podłączoną diodą do jego cewki , zasilana byłaby z ładowanego akumulatora załatwi sprawę?

  • #16 01 Cze 2017 23:28
    Karaczan
    Poziom 39  

    Załatwi. Tylko trzeba pamiętać o odpinaniu prostownika z takowym zabezpieczeniem od akumulatora, gdy prostownik nie ładuje. Inaczej przekaźnik będzie go rozładowywać. Prąd rozładowania niewielki, ale zawsze.
    Jak i warto według mnie dorobić obejście zabezpieczenia, nawet w fabrycznych prostownikach.
    Często właśnie to jest powodem uniemożliwiającym naładowanie mocno rozładowanego akumulatora.

  • #17 02 Cze 2017 07:56
    kubusjugo
    Poziom 11  

    Miałem wczęściej prostownik z lidla ale tam właśnie był problem ze nie lądował mocno rozładowania akumulatora. Ten od ledow nie ma z tym problemu.

  • #18 02 Cze 2017 07:56
    stasiekb100
    Poziom 16  

    Jako zabezpieczenie przed odwrotnym podłączeniem i zwarciem wyjscia ja montuje bezpiecznik automatyczny typu es o wartości b10 na przewodzie idącym do akumulatora.

  • #19 02 Cze 2017 08:40
    Michał93b
    Poziom 11  

    kubusjugo napisał:
    Miałem wczęściej prostownik z lidla ale tam właśnie był problem ze nie lądował mocno rozładowania akumulatora. Ten od ledow nie ma z tym problemu.

    Mocno rozładowany akumulator może być traktowany jako 6V - wtedy nie załadujesz takim mocno rozładowanego.
    Pewnie od razu ktoś napisze: "przecież akumulator rozładowany do wartości poniżej 6V jest do wywalenia" - otóz niekoniecznie.
    Mamy w Corsie 9 letni oryginalny akumulator GMa. Parokrotnie został już głęboko rozładowany i parokrotnie reanimował go zwykły prostownik i działa do dziś (włącznie z ubiegłą zimą) bez żadnych problemów.

  • #20 02 Cze 2017 09:25
    Fimek
    Poziom 12  

    cześć,

    Sprawdziłem takie coś, jako zabezpieczenie:
    Ładowarka akumulatorów ołowiowych

    W LTSpice działa.

    PS. Ustabilizowałem ograniczenie prądowe dodając między bazą a kolektorem tranzystora bipolarnego T1 kondensator 10 nF. Ta wartość dość krytyczna - poniżej 4.7 nF układ był niestabilny. Pojemność może być większa, ale czas reakcji na zmienne obciążenia będzie dłuższy - dla ładowarki akumulatorów to jest bez znaczenia.

    Moim zdaniem nieładowanie mocno rozładowanego akumulatora ma związek z podtrzymaniem pracy przetwornicy. Umożliwienie pracy ładowarki od zerowego napięcia akumulatora wymaga dodatkowych zabiegów, a to kosztuje. Ale może się mylę i nie to jest powodem.

    Pozdrawiam,

    Fimek

  • #21 02 Cze 2017 09:37
    Jacek Rutkowski
    Poziom 22  

    stasiekb100 napisał:
    Jako zabezpieczenie przed odwrotnym podłączeniem i zwarciem wyjścia ja montuje bezpiecznik automatyczny typu es o wartości b10 na przewodzie idącym do akumulatora.

    Jeśli zasilacz ma diodę z wielkim zapasem to przeżyje. Wiesz ile czasu B10 potrzebuje żeby się wyłączyć?
    Ładowarka akumulatorów ołowiowych
    Są to niestety czasy 10ms do 10s a wtedy dioda kilku amperowa może odlecieć z dymem niestety...

  • #22 02 Cze 2017 23:23
    adamGazda
    Poziom 13  

    Fimek napisał:
    Sprawdziłem takie coś, jako zabezpieczenie:

    Mam pewne uwagi co do parametrów tranzystora M1 jak się domyślam, bo na rysunku są obcięte opisy. Jaki to tranzystor ten z kanałem typu P ?
    Uwagi mam dwie: Pierwsza - przy prawidłowym podłączeniu akumulatora napięcie na bramce mosfeta M2 może osiągnąć np. 14,5 V (końcowe napięcie ładowania akumulatora) co jest wykroczeniem poza katalogowe VGS wynoszące dla AO6408 +/_ 12V. Uwaga druga - podobnie można przekroczyć napięcie katalogowe tyle, że VDS dla mosfeta M1 w momencie nieprawidłowego - odwrotnego podłączenia akumulatora . Wtedy napięcie akumulatora sumuje się z napięciem z ładowarki i może osiągnąć np. 27 V między źródłem i drenem, zatem trzeba zastosować tranzystor o odpowiednio wysokim VDS.

  • #24 03 Cze 2017 10:36
    PIOTR111
    Poziom 16  

    Witam
    Panowie nie ma co dyskutować nad czymś co już istnieje
    Ładowarka akumulatorów ołowiowych
    PIOTR

  • #26 03 Cze 2017 21:14
    stasiekb100
    Poziom 16  

    Jacek Rutkowski napisał:
    stasiekb100 napisał:
    Jako zabezpieczenie przed odwrotnym podłączeniem i zwarciem wyjścia ja montuje bezpiecznik automatyczny typu es o wartości b10 na przewodzie idącym do akumulatora.

    Jeśli zasilacz ma diodę z wielkim zapasem to przeżyje. Wiesz ile czasu B10 potrzebuje żeby się wyłączyć?
    Ładowarka akumulatorów ołowiowych
    Są to niestety czasy 10ms do 10s a wtedy dioda kilku amperowa może odlecieć z dymem niestety...
    Dzięki za wykres. Ja mam to opanowane w praktyce. Zwykłe transformatorowe prostowniki mają w orginale bezpiecznik motoryzacyjny np 15 A. A co dzieje sie jak ktoś pomyli przewody i ten bezpiecznik spali - owija go kabelkiem i robi z niego spokojnie 80 A. Esa to sobie załączy i po sprawie.

  • #27 03 Cze 2017 22:07
    Jacek Rutkowski
    Poziom 22  

    stasiekb100 napisał:
    Ja mam to opanowane w praktyce. Zwykłe transformatorowe prostowniki mają w orginale bezpiecznik motoryzacyjny np 15 A. A co dzieje sie jak ktoś pomyli przewody i ten bezpiecznik spali - owija go kabelkiem i robi z niego spokojnie 80 A. Esa to sobie załączy i po sprawie.
    Przy zwykłym transformatorowym zgadzam się w 100% przy elektronicznym niestety to nie wyjdzie...

  • #29 04 Cze 2017 22:59
    tatanka
    Poziom 20  

    Zasilacz z laptopa 19.5V w szereg z żarówka 55W.

  • #30 04 Cze 2017 23:46
    stasiekb100
    Poziom 16  

    PIOTR111 napisał:
    cyt:
    W jakim celu jest Rш?
    Nie widzę dla niego zastosowania tutaj...

    O ile dobrze pamiętam ustala próg zadziałania ograniczenia prądowego
    Zwykłe zwarcie..
    PIOTR
    tutaj można poczytać więcej
    http://radiokot.ru/circuit/power/charger/23/
    Rw ze schematu ma wartość 0.01Ω, co po podstawieniu do wzoru: napięcie be vt2 V /(0.01Ω+RdsΩ)=prąd zwarcia A.

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME