Доработка зарядного для аккумулятора.
В этой записи расскажу как я доработал свое зарядное устройство для зарядки автомобильного аккумулятора.
В связи с появлением в продаже "дешовых" и достаточно мощных DC-DC преобразователей постоянного тока, решил доработать свое зарядное устройство. До переделки регулирование выходного тока происходило за счет изменения коэффициента трансформации трансформатора Т.е. повышения зарядного тока осуществлялось за счет повышения выходного напряжения с помощью переключателя.
Принципиально после переделки данный переключатель был заменен на понижающий DC-DC преобразователь.
Какие приемущества были достигнуты после доработки.
1. Повышена эффективность использования трансформатора. Максимальный ток, который позволяла выдать вторичная обмотка 4А. В связи с тем, что преобразователь подключен на крайние выводы (на которых напряжение составляет 32В), максимальная мощность стала составлять 4х23=92Вт.
2. Появилась возможность плавной регулировки выходного напряжения от 1,25 до 22 В.
3. Появилась возможность ограничения максимального зарядного тока.
4. Как следствие можно заряжать в том числе и литиевые аккумуляторы, задавая напряжение и максимальный ток.
Что потребовалось для переделки:
1. DC-DC понижающий преобразователь (макс. ток без доп. охлаждения 6А) Купил здесь.
Хороший обзор на данную плату здесь.
Цена на момент покупки — 220 руб. + 70 руб. доставка.
2. Универсальный тестер. Купил здесь.
Цена на момент покупки — 480 руб. в т.ч. доставка.
3. Выходной клеммник. Купил здесь.
Цена на момент покупки — 80 руб. + 65 руб. доставка.
4. Диодный мост КВРС1010 (10А). Купил в магазине радиодеталей.
Цена на момент покупки — 60 руб.
5. Конденсатор 50В, 1000 мкФ. Купил в магазине радиодеталей.
Цена на момент покупки — 25 руб.
6. Резисторы регулируемые. Купил здесь.
Цена на момент покупки — 110 руб. + 50 руб. доставка.
Бюджет переделки составил — 1160 руб.
Вот так он выглядел до доработки.
1. Отпаял все провода от трансформатора со стороны вторичной обмотки и снял переключатель.
2. Открутил диоды, которые были собраны в диодный мост. Убрал их в свзи с тем, что диоды занимали много места и не позволяли смонтировать плату преобразователя и резисторы.
3. Снял лицевую панель и врезал в нее переменные резисторы, клеммник и Тестер (монитор).
3 На алюминевой пластине, на которой ранее располагались диоды, закрепил диодный мост и плату преобразователя. В качестве втулок использовал пустой стержень от гелевой ручки. В них плотно вкручиваются винты М3.
4. Из платы выпаял переменные резисторы для регулировки тока и напряжения.
5. Далее все последовательно подключил согласно схемы.
Для контроля тока в обмотке трансформатора сохранил старый амперметр.
6. Собрал зарядное и проверил. Все заработало. Выставил напряжение 14,9 В и подключил к аккумулятору, проверил регулировку тока все ОК.
Лучше современных: как правильно доработать старое советское зарядное устройство
У многих в гаражах пылятся и ржавеют старые советские зарядные устройства. Дизайн их нередко напоминает о ядерной войне, а внешнее состояние порой оставляет желать лучшего. Но зато у этих приборов есть главное – надежность, обеспеченная большим запасом электрической и конструктивной мощности. А если к старичку «прикрутить» недорогой электронный контроллер, олдскульный зарядник получит новую жизнь!
С тарые советские зарядные устройства обладают крепкими корпусами и сделанными по ГОСТу потрохами, а отдаваемый ими ток обычно не менее 8-10 ампер, а то и выше. Современные же зарядники зачастую хиловаты, а с сильно разряженными батареями, где как раз нужен большой ток, и вовсе не справляются, уходя в аварийный защитный режим…
Но «старички» пылятся на полках (а то и отправляются на свалку), поскольку в массе своей лишены модного сегодня и ставшего стандартом автоматического отключения заряда при достижении аккумулятором полной емкости. И автовладельцы опасаются оставлять их в гараже на ночь заряжать батарею– «как бы чего не вышло!».
На самом деле, опасность сильно преувеличена. Но и ее можно свести к практически полному нулю, если оснастить зарядное устройство модулем автоматического отключения. Сегодня китайские интернет-магазины предоставляют огромный выбор «полуфабрикатов» — готовых электронных схем-модулей, которые предназначены для апгрейда уже существующих устройств и гаджетов. Для использования многих из них не нужно быть радиотехником – достаточно иметь заурядные навыки ремонта электрической розетки в квартире. Итак, берем модуль-контроллер заряда и делаем из советского зарядного устройства – автоматическое!
Как устроено «допотопное» зарядное устройство?
В большинстве своем старые отечественные и импортные зарядные устройства были крайне примитивны и не содержали в себе даже зачатков умной электроники. Выполнялись зарядники по простейшей схеме – трансформатор понижал напряжение, а диодный мост делал из переменного тока постоянный. Регулировка силы зарядного тока осуществлялась ступенчатым переключателем либо в первичной цепи трансформатора, либо во вторичной (принципиальной разницы между двумя вариантами не было). Выглядело это обычно так:
Главные достоинства древних приборов – мощный качественный трансформатор и выпрямитель, позволяющие быстро заряжать даже сильно разряженные батареи, перед которыми часто пасуют современные микропроцессорные зарядки. Как правило, в корпусе советских устройств полно свободного места, поэтому туда несложно вставить китайский модуль контроля заряда, который сделает олдскульное зарядное устройство автоматическим.
Модули контроля заряда и их подключение
Модули контроля заряда подключаются к схеме старинного зарядника очень просто: для этого не нужно быть радиоинженером и не обязательно иметь паяльник – достаточно ножа для зачистки проводов, плоской отвертки для их подключения к клеммной колодке и элементарных электротехнических навыков на уровне умения починить настольную лампу.
Модуль, известный под названием XH-M601, стоит около 200 рублей. Торгуют им на небезызвестной китайской интернет-площадке десятки самых разных продавцов – приобрести не проблема. Модуль контролирует напряжение на аккумуляторной батарее и по достижении нормы отключает от сети зарядное устройство. Его можно разместить как внутри корпуса зарядного устройства, если там есть место, так и в любой подходящей пластиковой выносной коробочке. XH-M601 подключается в разрыв шнура зарядника, идущего к розетке 220 вольт, куском сетевого провода сечением 2х0,75 мм. А также его нужно подключить к клеммам-«крокодилам» зарядника для контроля напряжения на батарее – для этого можно использовать любые подходящие провода, ибо ток в контрольной цепи минимален. Два подстроечных элемента синего цвета на плате, регулируемых тоненькой плоской отверточкой, предназначены для выставления нижнего и верхнего порога срабатывания – то есть, напряжения, при котором зарядка включается и при котором выключается, обеспечивая цикличный принцип работы.
Чтобы настроить пределы работы модуля управления зарядкой, к нему на время подключается тестер в режиме вольтметра постоянного тока.
Модуль под названием XH-M602 подороже — он стоит около 500 рублей. Подключается аналогичным образом и аналогичным же образом функционирует, но управление уровнями начала и конца заряда уже осуществляется цифровым образом – с помощью клавиш «плюс/минус» и дисплея с индикацией напряжения. Для настройки необходимо с удержанием нажать левую клавишу иво время мигания дисплея настроить напряжение включения зарядного устройства. Затем с удержанием нажать правую клавишу и во время мигания дисплея настроить напряжение выключения зарядного устройства.
Такое устройство удобно тем, что для настройки режимов не требуются отвертка и вольтметр – все делается кнопками по показаниям дисплея.
Переделка зарядного устройства с USB на 1,5V
Зарядные устройства
Несмотря на то что сейчас все компактные портативные устройства пытаются делать с аккумуляторами, заряжаемыми от источника 5V (универсальные зарядные устройства с USB разьемом) есть еще достаточно много компактной аппаратуры, питающейся от одного гальванического элемента «ААА». то есть, напряжением 1,5V. Чтобы в стационарных условиях такой прибор мог работать от сети его можно запитать от недорого выше указанного зарядного устройства. нужно только переделать его на 1.5V.
В принципе, зарядное устройство для сотового телефона таковым не является. Это только импульсный источник постоянного тока напряжением 5V, а собственно зарядное устройство, то есть, схема следящая за зарядом аккумулятора. и обеспечивающая его заряд, находится в самом сотовом телефоне.
Но, суть не в этом, а в том. что эти «зарядные устройства» сейчас продаются повсеместно и стоят уже так дешево, что вопрос с ремонтом отпадает както сам собой. Например, в магазине «зарядка» стоит от 200 руб., а на известном «Aliexpress» есть предложения и от 60 рублей (с учетом доставки).
Схема типовой дешевой китайской «зарядки», срисованная с платы, показана на рис. 1. Может быть и вариант с перестановкой диодов VD1, VD3 и стабилитрона VD4 на отрицательную цепь рис.2.
Схема сделана на основе высоковольтного блокинггенератора. широта импульсов генерации которого регулируется при помощи оптопары, светодиод которой получает напряжение от вторичного выпрямителя. Оптопара понижает напряжение смещения на базе ключевого транзистора VT1, которое задается резисторами R1 и R2. Нагрузкой транзистора VT1 служит первичная обмотка трансформатора Т1. Вторичной, понижающей, является обмотка 2. с которой снимается выходное напряжение.
Еще есть обмотка 3, она служит и для создания положительной обратной связи для генерации, и как для источника отрицательного напряжения, который выполнен на диоде VD2 и конденсаторе СЗ. Этот источник отрицательного напряжения нужен для снижения напряжения на базе транзистора VT1, когда оптопара U1 открывается. Элементом стабилизации, определяющим выходное напряжение, является стабилитрон VD4. Его напряжение стабилизации таково, что в сумме с прямым напряжением ИКсветодиода оптопары U1 дает именно те самые необходимые 5V, которые и требуются (на самом деле 5.3V).
Как только напряжение на С4 превышает это значение, стабилитрон VD4 открывается и через него проходит ток на светодиод оптопары. Таким образом, величина выходного напряжения является суммой напряжения стабилизации стабилитрона и номинального прямого напряжения светодиода оптопары U1. А теперь «фокус». просто берем и замыкаем стабилитрон перемычкой. Напряжение на выходе падает до 1.2 1.3V.
В принципе, для питания аппаратуры. рассчитанной на питание от одного «пальчика» на 1.5V этого достаточно, потому что такая аппаратура может питаться и от «пальчикового» аккумулятора. номинальное напряжение которого всего 1.25V. Тем не менее, если напряжения в 1,2V вам покажется маловато, его можно повысить, включив параллельно стабилитрону (вместо перемычки) какой нибудь германиевый диод, например, ГД507, но в прямом направлении (то есть, в полярности, обратной полярности стабилитрона).
На германиевом диоде падает примерно 0.40.5V. Это напряжение сложится с напряжением на светодиоде оптопары, и на выходе как раз будут 1.61,7 V. Вместо ГД507 можно так же применить маломощный диод Шоттки, например, 1N5817 или 10030В.
Апгрейд старенького автомобильного ЗУ
Всем привет! Не так давно приобрел себе занятный модуль, работающий с Li-ion, Pb и LiFePO4 батареями, максимальное напряжение сборки до 70 Вольт. Планировал просто приделать «крокодилы» и использовать в качестве тестера для автомобильных аккумуляторов, изредка для других типов. Но потом наткнулся на зарядное устройство, которое покупали с отцом во времена моей учебы в универе и мне показалось, что модуль отлично будет смотреться рядом со светодиодной шкалой амперметра. В итоге получилось не так уж и «колхозно», на превью вы видите окончательный вариант.
Для сборки потребуется автомобильное зарядное устройство, модуль за 3.85$, лобзик и руки. Подробности о процессе настройки и сборки — под катом.
Индикатор заряда я покупал за 3.61$ с поинтами 
Сейчас же его можно купить за 3.85$, но время ограничено 
Зарядное устройство изначально выглядело так 
Работает уже лет 10 без нареканий, но из индикаторов только светодиодная полоса, которая показывает погоду на марсе текущий ток заряда.
Измерительный модуль
На лицевой части небольшой экран и кнопка управления 
Сзади разъем для подключения комплектных проводов и кнопка для входа в режим настройки 
Высота 28 мм 
Ширина 58 мм 
По умолчанию сабж настроен на 12 Вольтовую свинцовую батарею, так что настраивать ничего не надо 
Нажав лицевую кнопку, можно переключиться на вольтаж вместо процентов, повторное нажатие выключает модуль. 
Чтобы войти в режим настройки нужно зажать заднюю кнопку и включить питание.
Буква соответствует типу аккумулятора, цифры — количеству банок в сборке
P — Pb — Свинцовый аккумулятор 
L — Li-ion — Литий-ионный аккумулятор 
F — LiFePO4 — литий-феррофосфатный аккумулятор 
Если при выборе количества элементов надолго зажать лицевую кнопку, устройство перейдет в режим дополнительных настроек. Всего их 5. При активации слева окрашивается индикатор, соответствующий порядковому номеру подстройки 
Я потыкал наугад и разобрался в первых трех:
1 — При включении подстройки во время работы циклически показывает процент заряда и напряжение 
2 — Активирует спящий режим после 10 секунд работы. Выключается не только подсветка, но и экран
3 — Включение и выключение подсветки. По умолчанию включен только этот пункт.
Последние два ни на что не влияют, по крайней мере я не заметил изменений.
Потребление устройства с включенной подсветкой — 4.3мА 
Так, размеры сняли, разбираем ЗУ и размечаем место будущего отверстия 
10 минут работы дремелем и готово 
Отлично 
Подпаялся к выходу ЗУ 
С размерами угадал, двигать ничего не пришлось 
Вот, собственно, после сборки. Если бы не знал как было «до», решил бы что так и должно быть =) 
Подключаем к аккумулятору — показывает заряд 83% 
Или 12.6 Вольт. По моим наблюдениям, 100% достигается при напряжении 13.1 Вольта 
В процессе заряда напряжение превышает этот порог, поэтому индикатор процентов становится бесполезен — не показывает выше 100%, но можно переключиться на отображение напряжения. Обычно автомобильный аккумулятор заряжается до 14.4 Вольт. 
Проверил точность показаний — недурно 
На всё ушло 300 рублей и час свободного времени, а ЗУ заметно преобразилось.
Можно было влепить тестер в панель автомобиля, но не каждый захочет ковырять салон.
В настройках количества батарей максимальное значение 17, видимо есть модули с поддержкой бОльшего напряжения.
Но и текущего варианта вполне хватит любителям ветряков, солнечных панелей и авто/мото/RC тематики.