Proste zagospodarowanie przestarzałego prostownika do akumulatorów

Witam wszystkich. Chociaż temat nie jest żadną rewelacją, to chcę zaprezentować mój pomysł na wykorzystanie starego, jak na dzisiejsze czasy prymitywnego prostownika do ładowania samochodowych akumulatorów kwasowych.

Prostownik w moim posiadaniu to produkt byłego USSR z lat 80-tych. Jest to prosty układ zawierający transformator 180VA ze skokową regulacją prądu 12V=
i nieprzydatnym już dzisiaj zakresem 6V=, oraz mostkiem prostowniczym na czterech diodach KD242 i napięciami od ok. 13-16V bez obciążenia. Jedyna zmiana, to do uzwojenia wtórnego transformatora dowinąłem 5 zwojów drutu miedzianego fi1,8 mm celem podniesienia napięcia wtórnego do 18V włączanego dodatkowo na pierwszej sekcji zakresu 6V= w przypadku pracy z modułem ładowarki.

Dzisiejsze, nowoczesne akumulatory są delikatne i wymagają wyrafinowanych ładowarek, które oczywiście bez trudu można kupić. Można też przystosować posiadany (wałęsający się po garażu lub piwnicy) prymitywny prostownik.

Założenia:

- nie przerabiać posiadanego prostownika, który jednak przydaje się awaryjnego podładowania akumulatora, który trzeba potraktować słusznym prądem;
- dostosować posiadany prostownik do ładowania inteligentnego współczesnych akumulatorów poprzez dodanie modułu ładowarki;
- uprościć "przezbrojenie" układu ładującego do maksimum i uczynić uniwersalnym zestaw przewodów z klemami na kołki akumulatora.

Wykonanie:

Z uwagi na totalny brak miejsca w obudowie prostownika na elektronikę ładowarki, która musi mieć też swoje gabaryty wymuszone wielkością radiatora tranzystora wykonawczego, postanowiłem wykonać ładowarkę jako oddzielny moduł i do tego celu użyć obudowy od zasilacza PC.
Zainteresował mnie bardzo, ze względu na parametry, inteligentną logikę i dostępność, układ scalonego sterownika UC3906. Kilka (dosłownie) elementów zewnętrznych tworzy funkcjonalny układ z wieloma ciekawymi parametrami, występującymi w ładowarkach z wyższej półki.
Zdecydowałem się na wykorzystanie zespolonych złączy konektorowych stosowanych w motoryzacji do przełączania pary przewodów przyłączeniowych z zaciskami klemowymi, w kombinacji wykluczającej mylne podłączenia do zespołu ładującego. Zastanawiałem się nad wykorzystaniem kombinacji przełącznik+przekaźnik do tego celu, ale za wyborem przemówiła prostota i mniejsze skomplikowanie elektryczne i mechaniczne.
Te próby opisane są w innym dziale Elektrody.-----

Koszt:

W zależności od sklepu. UC3906 w AVT - 17 zł/szt.;
TIP147 - ca 3 zł;
Wskaźnik UA - 30 zł;
Regulator AVT2678 - chyba 15 zł;
dwa zestawy kostek 4x z konektorami (lepsze byłyby na 3 złączki, ale "za rogiem" nie mieli) - 8 zł;
resztę miałem.

UC3906 okazał się bardzo przydatny, chociaż wymagał kilku prób regulacyjnych. Jest to dosyć leciwy, ale dalej wykorzystywany układ scalony. Jego nowsza wersja smd to BQ24450.
Wg noty katalogowej posiada zabezpieczenia przed powrotem napięcia z podłączonego akumulatora w przypadku, gdy ładowarka nie jest jeszcze załączona, więc stosowanie diody zabezpieczającej wydaje się być zbędne, chociaż wykorzystywane w wielu przykładowych konstrukcjach. Jednakże użycie tej diody powoduje spadek napięcia na złączu, zależnie od rodzaju, od 0,3 -0,7V, co jest dosyć istotne dla poziomu napięcia na wyjściu ładowarki. Ja zdecydowałem się zaryzykować i jej nie stosować.
UC3906 posiada układ kompensacji temperatury otoczenia, co wymusza reakcję układu o 3,9 mV/1°C na celę. Jest to niezaprzeczalna zaleta w przypadku umiejscowienia ładowarki w pobliżu ładowanego akumulatora. Ładowarka nie poda napięcia i prądu na zaciski akumulatora ze zwartą/zwartymi celami i który ma na zaciskach poniżej 4,5V, czyli złom. Podniesie natomiast inteligentnie akumulator od progu np. 10,5V i w 3-etapach naładuje do pełna w/g najlepszych algorytmów.
Jako monitor napięcia i prądu zastosowałem zespolony wyświetlacz LED. Wentylator chłodzący sterowany przez posiadany moduł AVT2678 z regulacją obrotów w funkcji temperatury.

Całość widoczna na załączonych zdjęciach.
Oczywiście posypią się słowa krytyki pod adresem wykonania, ale w dalszym ciągu jest to prototyp podlegający zmianom.
Załączam też projekt PCB w Eagle'u 7.0.0. wraz ze schematem i moją biblioteką UC3906, bardziej dla mnie wygodną. W zasobach CadSoft Eagla jest biblioteka innego autorstwa, bardziej fachowo zaprojektowana.
Projekt PCB można wykonać na 101 sposobów. Ja pozostawiłem go na tym etapie i z wymiarami dostosowanymi do innego radiatora, który w finale prototypu i tak został zmieniony. W projekcie jest miejsce na różne wariacje z diodami zabezpieczającymi i miejscami na rezystory dla doboru dzielnika rezystancyjnego.



Proszę również o zapoznanie się z podobnymi tematami na Elektrodzie i moim do którego
Link

Pozwolę sobie dodać poprawiony komplet mojej dokumentacji w Eagle i PDF.


Pozdrawiam.