Автомобильное зарядное устройство своими руками

[Инженегр]

Наконец-то дошли руки сделать себе зарядное для аккумулятора. Вернее удалось собрать все необходимые комплектующие для данного зарядного. Ставилась задача собрать устройство из имеющихся на работе комплектующих (образцов, неликвидов и т.д.). Работа связана с поставками импортной электротехники.

Итак, исходные данные:

Немецкий корпус Rose-Bopla

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

Три отличных немецких трансформатора ERA, мощность по 50Вт, напряжение по 6В. При последовательном соединении трех трансформаторов получим мощность 150Вт и вторичное напряжение 18В. Номинальный ток должен быть на уровне 8А.

Вот это и всё, которое меня подтолкнуло начать работу. Это основное. Можно начинать колхозить.

Колхозим вход питания, вентилятор 40х40мм на выдув и предохранитель на сторону 220В, нужен на ток 1А. Соединяем трансформаторы. Первичные обмотки параллельно, вторичные последовательно.

Изначально планировалось сделать плавную регулировку напряжения электронным ключом. Долго искал подходящий вариант, но ничего подходящего не нашел. Игорь Igr44 подсказал оптимальный подходящий вариант. Это схема с полевиком на TL431. Все в этой схеме хорошо, но полевик греется очень сильно.

Начинаем колхозить охлаждение транзистора. Мануал схемы пишет, что нужен радиатор площадью 600 см.кв. при максимальном токе 20А. Поскольку ток у меня 8А, и такого большого радиатора у меня нет, решил попробовать прикрепить транзистор на радиатор Fischer Elektronik площадью около 300 см.кв, но с принудительным обдувом маленьким вентиляторчиком. Скрепил радиатор и вентилятор на удивление подходящем кронштейнике.

Собрал, нагрузил током 6.5А. Радиатор нагрелся больше 100 градусов (слюна кипела). Пришлось задействовать тяжелую артиллерию - старый добрый кулер от Pentium 4 на S478, с шикарным оребрением и медным сердечником. Сверлим в радиаторе дырку и нарезаем резьбу М3 для крепления транзистора.

Крепим кулер вентилятором вниз, так удобнее. Прогоняем током 6,5А, радиатор нормальной температуры, где-то 60 гр.

Диодный мост мне подарили какого-то старого образца, на ток 10А, в большом корпусе со стальной подложкой для крепления на радиатор. Он тоже нормально грелся, поэтому я решил его приколхозить на кулерок от старого Pentium 3. Крепим кулер вентилятором вниз, сверлим дырку и привинчиваем диодный мост. Поскольку у меня стало аж целых 3 вентилятора, решил их запитать через микросхему-стабилизатор н 12В, в народе КРЕНка. Крепим КРЕНку на один кулер с мостом, но через изол. прокладочку.

Для охлаждения нужно много дырок в корпусе. Размечаем и сверлим. Размечать это реальный гемор, а вот сверлить одна радость. Корпус очень качественный, материал отлично обрабатывается и сверлом и ножом. Вольтметр и амперметр заказал цифровые из китайщины, под них также вырезаем дырки. Вольтметр, амперметр и потенциометр кинул через разъемы, дабы крышка не мешала при разборке.

В принципе, все готово. Собираем и пользуемся. Диапазон регулировки напряжения под мощной нагрузкой от 4,5В до 18В. При слабой нагрузке диапазон от 4,5В до 25В (из-за конденсатора). Вообще-то минимальное напряжение 3В, но тогда вольтметр и амперметр гаснет, поэтому я сдвинул нижний порог до 4,5В. Ток выдает больше 10А, но это выше номинального тока. При нагрузке 8А тепловой режим нормальный, три кулера делают своё дело.

Змінено 28 травня, 2013 користувачем Инженегр

[Pugik]

Прикольна пічка вийшла Три вентилятора то звичайно жесть.

Не думав зробити замість тої схеми на польовику декілька баластних опорів, наприклад на лампочках і з переключателем - тепла б набагато менше було.

ЗИ. Я не критикую, воно працює - значить вже добре, якщо ще й з дармових комплектуючих - взагалі шикарно.

А взагалі - ШИМ наше фсьо

[Dueller63]

Зарядка вышла супер,без всяких условностей управляешь процессом.

По поводу плавной регулировки я пошел проще-купил выключатель с плавным включением за 25грн,еще совковый,и через него запитал первичную цепь трансформатора.

[flash]

не хуже всяких фабричных зарядок получилось. а если на продажу собрать такой? возможно? и какова будет цена вопроса?

[Инженегр]

Три вентилятора то звичайно жесть.

Можна було б зробити без єдиного вентилятра, площі радіаторів достатньо для охолодження, але тоді був би локальній нагрів корпуса в місці радіаторів. А завдяки вентиляторам тепле повітря конвектується по всьому об'єму корпуса, заодно охолоджує трансформатори.

Не думав зробити замість тої схеми на польовику декілька баластних опорів, наприклад на лампочках і з переключателем - тепла б набагато менше було.

Ні, навіть не розглядав таку схему. Це не сучасно. Я хотів плавне регулювання напруги і струму. Також цей пристрій можна використовувати як лабораторний блок живлення, а з баластними резисторами не вийде.

А взагалі - ШИМ наше фсьо

Такий варіант я розглядав, навіть трохи експериментував. Якщо я правильно зрозумів, при ШИМі амплітуда напруги на виході завжди буде 18В, мінятиметься тільки скважність. Як ці 18В (навіть в імпульсній формі) будуть впливати на аккумулятор не відомо. Аккумулятор це ж не лампочка, тому цей варіант я відкинув.

[Инженегр]

купил выключатель с плавным включением за 25грн,еще совковый,и через него запитал первичную цепь трансформатора.

Это отличное решение, я как-то не додумался

а если на продажу собрать такой? возможно? и какова будет цена вопроса?

Не, это для души. Комплектующие использовались немецкие, и они дорогие. И не осталось у меня больше 50Вт трансформаторов, только поменьше.

[docstat]

При последовательном соединении трех трансформаторов получим мощность 150Вт и вторичное напряжение 18В.

насчет мощьности - сомневаюсь.

[garry_crannon]

На продажу можно заказать трансформатор с нужными тебе параметрами, но это выйдет гривен 300 за один трансформатор. На продажу нужно городить исключительно импульсный БП, так можно круто съэкономить на блоке питания. После выхода с БП можно поставить пару банок конденсаторов на 16 вольт, которые будут сглаживать напругу до ровненьких величин, тогда на аккумулятор 18 вольт просто не приходило бы (можно померять на выходе осциллографом, для успокоения).

ПС: автор - молодец)) Я б сам не взялся.

[Инженегр]

насчет мощьности - сомневаюсь.

Сомнения противоречат формулам. Смотри, мощность одного трансформатора 50 Вт, напряжение 6В. Ток одного трансформатора равен 50Вт/6В=8,3А. Ток группы трансформаторов при последовательном соединении тоже будет равен 8.3А, но напряжение 18В. Исходя из этого мощность группы трансформаторов будет 18В*8.3А=150Вт. Мощность трансформаторов суммируется при любом соединении, но при параллельном соединении суммируется ток, а при последовательном напряжение. Это хорошие немецкие трансформаторы, там чесные Ватты, а не китайские. Да и не нужны мне 150Вт. Мне нужен ток максимум 6А при напряжении 14В, итого 84Вт. Ну пусть потери на нагрев транзистора и моста, ну максимум 120Вт наберется, и то не продолжительно время, ведь ток заряда падает.

Змінено 29 травня, 2013 користувачем Инженегр

[Igr44]

Да, изделие получилось великолепное!

Блин по комплектующим довольно купеческий вариант ( дороговатый) на классный. Кого как не себя этим можно побаловать. В общем полностью согласен с автором устройство бинарного назначения и довольно мощный бп и зарядка с довольно серьезными параметрами!

На счет зарядки желательно еще конечно добавить по выходу мощное гасящее сопротивление гдето 0.01 ома 5-7вт , чтобы обезопасить в случае пробоя полевика заряжаемое АКБ от сквозного тока .

И в идеале прикрутить к выходам какую нибудь несложную защиту. В режиме бп довольно часто бывает что мощный ток может привести к выгоранию дорожек на плате на каком нибудь магнитофоне , который будет подключаться.

Недавно на радиокоте человек изголялся со всеми разнообразными вариантами включения полевиков ( по витановской ) схеме. Рома посмотри, были там его и схемы и даже печатки.

От себя скажу, пользуюсь такой схемой БП довольно дано, было пару раз таки менял полевики, по причине закорачивания выходов бп или переполюсовки. Но в целом схема такая работает довольно стабильно и устойчиво.

[Igr44]

Вот нашел на всякий случай

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

И конечно кому лень читать все одним документом

Змінено 29 травня, 2013 користувачем Igr44

[Doc_UKR]

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

, молодец.

Это тянет на номинацию "ОчУмелые ручки Lanos Clan 2013"

, берегись

[Igr44]

Только ЗА!

[Инженегр]

желательно еще конечно добавить по выходу мощное гасящее сопротивление гдето 0.01 ома 5-7вт , чтобы обезопасить в случае пробоя полевика заряжаемое АКБ от сквозного тока

Я тоже об этом думал. Поставлю на выход предохранитель на 10А и мощный резистор. Я вольтдобавку на полевик тоже пустил таким способом, как на

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

, только с одним диодом, ато полевик много напряжения воровал.

Кратковременные КЗ блок держит хорошо, при длительных КЗ сгорает предохранитель на стороне 220В, при этом схема не повреждается. Выходной предохранитель поставлю именно с целью защиты аккума от сквозного тока при пробое полевика. Пару-тройку полевиков и одну ТЛ-ку таки спалил при тестах.

Игорь, а если вместо мощного сопротивления на выход поставить мощный диод Шоттки в ТО220. Его удобнее крепить, и заодно он мои гауги спасет при переполюсовке аккума. У них же прямое сопротивление не большое.

Змінено 29 травня, 2013 користувачем Инженегр

[Igr44]

Если пренебречь еще одним тепловыделяющим компонентом то шотку ставить даже желательно , но у тебя под нагрузкой будет небольшое падение напряжения , порядка 0.2 вольта. для условий зарядки это уже довольно много!

Все таки не поленись и подпаяй к выходу мощное сопротивление и сделай отдельно барашек для него, чтобы при необходимости ты мог лекго перебросить выходные провода в режим заряда батареи.

Т.к. ты будеш использовать вариант зарядки стабильным напряжением то для нормальной зарядки батареи придется точно потдерживать 14.3-14.5 вольт на выходе и ток в зависимости от состояния батареи - в начале будет довольно большим - порядка 4-5А , потом лавинообразно уменьшится он до 1-2 а. Вот для этого и нужен этот резистор, чтобы уменьшить ударный ток при начале заряда.

[cmk-elektrik]

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

, я дико извиняюсь что не в унисон к хвалебным одам, но мне кажется Вы выбрали не самый удачный вариант. Во первых, стихия полевого транзистора - ключевой режим, в линейном биполярник будет работать лучше. Во вторых, может стоило рассмотреть вариант регулируемого КРЕНа? Под ваши задачи идеально подошел бы LT1083. Схема подключения проще и изящней. Нет 20-ти ваттного монстра для ограничения тока, вся обвязка микросхемы уместится в спичечный коробок. Уже присутствует встроенная защита от перегрузки по току, КЗ и перегрева. Если не хватает ее 7,5А, то просто параллелятся две, ток будет 15А. Все расписано в даташите.

И еще, если БП будет использоваться при напряжениях ниже 12-13В и током близким к максимальному, то не мешает предусмотреть переключение низковольтных обмоток с целью уменьшения напряжения на входе стабилизатора. Иначе нагрев будет такой, что никакой кулер не спасет.

[Инженегр]

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

, не поверите, я рассматривал вариант на LT1083 в параллели, но как-только я увидел её цену на ИМРАДе в 137 грн/шт, я этот вариант сразу откинул. Рассматривал вариант на биполярных, но ведь они будут греться не меньше полевика, но будут скорее всего дороже и на меньший ток. Мой полевик уверенно держит кратковременные КЗ. И нет у меня в схеме монстра на 20Вт, представленная в схема немного не верна, наиболее похожая схема. Вообщем мне использованная схема на полевике больше всего понравилась. Единственный недостаток - это нагрев. Использованный кулер охлаждал процессоры с TDP 120Вт, так что он с легкостью справится с этим транзистором в любом режиме работы.

[AlexNT]

Ех. Тоже уже с зимы пытаюсь собрать своё зарядное. Но хочу с разными автоматическими режимами работы:

1) Поднятие аккумулятора после сильного разряда, импусьсами

2) Зарядка постоянным током

3) Зарядка постоянным напряжением

4) Поддержание заряженого аккумулятора.

Испробовал уже три схемы на гладком источнике, еще буду пробовать одну Но пока только подогрев окружающей атмосферы получался. Поэтому все больше склоняюсь к ШИМ, разработать с нуля, например на свичах от Power Integrations. Удобнаяя у них программа для разработки импульсных источников питания.

Пару фоток моей не доделаной зарядки

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

Змінено 30 травня, 2013 користувачем AlexNT

[Инженегр]

Да я видел подобную схему на PIC с дисплейчиком. По сложности это для меня космос и предел мечтаний! Корпус у тебя бомбезный! Это ты вместо кеттайского амперметра дисплейчик всунул, или так и было?

[AlexNT]

Да я видел подобную схему на PIC с дисплейчиком. По сложности это для меня космос и предел мечтаний! Корпус у тебя бомбезный! Это ты вместо кеттайского амперметра дисплейчик всунул, или так и было?

Да копус этот, я купил зарядное устройство, но когда я его разобрал, поржал и понял, что я купил отличный корпус для своего будущего зарядного

В окне стоял амперметр. Подобрал дисплей, стат туда почти идеально.

Змінено 30 травня, 2013 користувачем AlexNT

[Igr44]

А не жалко для зарядника использовать жк 4 на 20 ? Да и не практично это.

Есть на пике 676 и паре корпусов расыпухи подобный вариант да светодиодных индикаторах.

[AlexNT]

А не жалко для зарядника использовать жк 4 на 20 ? Да и не практично это.

Есть на пике 676 и паре корпусов расыпухи подобный вариант да светодиодных индикаторах.

Для себя нечего не жалко Дисплей точно закрывает окно вместо амперметра. Собираюсь делать импульсную зарядку, на базе компьютерного БП, но ШИМ регулятор будет процессор ARM. Ну и на дисплей будут выводится режимы, токи и напряжения.

[Igr44]

Алексей!

Ну ты как всегда в своем репертуаре. Нету у тебя чувства экономической целесообразности! Зачем целый кортекс отдавать на такую мелочь?

Мне вот завтра приходят смарт тач чипы. Буду говорить гуд бай кнопкам в автомобиле. Все будет без механической фурнитуры в виде включателей и кнопок.

Змінено 30 травня, 2013 користувачем Igr44

[AlexNT]

Зачем нам легкие победы

Буду говорить гуд бай кнопкам в автомобиле. Все будет без механической фурнитуры в виде включателей и кнопок.

А как же тактильные чувства кнопок?

Змінено 30 травня, 2013 користувачем AlexNT

[Igr44]

О них можно забыть!

Эти девайзы работают даже через стекло толщиной в 50мм, ну и конечно через дерево, пластик, кожу и камень.

Просто вместо кнопки намного легче просто наклеить какой нибудь транспорант на стикере и с обратной стороны небольшую контактную площадку. Первым под переделку пойдут кнопки на руле.