Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов разрабатывалось в рамках общепризнанных «нельзя» и «надо»:
- Нельзя заряжать выше определенного напряжения.
- Нельзя разряжать ниже определенного напряжения.
- Нельзя хранить незаряженный аккумулятор.
- Надо проводить тренировки 2-4 раза в год при постоянной эксплуатации и ежемесячно при циклической.
Перелопатив интернет и свою библиотеку электротехнических журналов (статей об зарядных у меня оказалось аж 615!) пришел к выводу, что все остальные параметры: сила и форма тока, стабилизация тока или напряжения, временные интервалы, ТКН и т.д. варьируются в очень широких пределах.
В моем ЗУ «определенное напряжение» вычисляется с учетом «температурного коэффициента напряжения электролита». Коэффициент при заряде, при поддержке и при разряде совершенно разный. Получается, что при температуре 0˚С заряжать нужно до напряжения 15,12В, а при 25˚С только до 14,37В. Разница весьма даже ощутимая.
Термодатчик совать в электролит не хотелось, поэтому вырезал с ненужной камеры кольцо и натянул на аккумулятор. Под него и вставляю датчик.
Зарядное умное потому, что:
- его нужно подключить к сети 220В, к аккумулятору подсунуть термодатчик, подсоединить крокодилы и включить. Если перепутали полярность аккумулятора, то еще при подсоединении аккумулятора включится «противная» пищалка. Будет пищать, пока не подключите правильно.
- Если Вы спешите, то это и все. ЗУ само решит: нужно заряжать аккумулятор – зарядит, сейчас не надо – подождет, пока будет надо.
Если же есть желание «покомандовать» — пожалуйста. Есть одна кнопка управления. Ею можно перебирать режимы: тренировка – заряд – дозаряд (с зажиганием соответствующего светодиода). Режим поменять можно в любой момент.
Тренировка — это: разряд аккумулятора (ток зависит от применяемой лампы + ток вентилятора) до напряжения V разряда, потом заряд, дозаряд и выход в режим контроля. При разряде включается вентилятор, потому что лампа даже 40 Ватт выделяет много тепла. Пригодилась лампа фары с перегоревшей нитью дальнего света.
Процесс заряда циклический: заряд – пауза – разряд током 0,5А – пауза. Длительность цикла определяется из расчета среднего тока за 1 сек = 5А. И этот процесс идет до определенного V заряда.
Дозаряд – это периодическое включение заряда при уменьшении напряжения аккумулятора до V заряда – 0,2В в течение 2 часов.
Потом ЗУ переходит в режим контроля: зажигаются все светодиоды. Когда напряжение уменьшится до V поддержки – включится заряд, а потом и дозаряд.
Индикатор будет периодически показывать напряжение аккумулятора с точностью 0,01В и его температуру с точностью 0,1˚ С.
Схема не сложная. Микроконтроллер с индикатором, термодатчик, два входа АЦП меряют напряжения, три порта управляют полевыми ключами. Трансформатор, выпрямительный мост, стабилизатор напряжения 5,12 В. Бузер Ls пищит, если перепутали полярность аккумулятора.
Полевые на радиаторах: Т1 отдельно, а Т2 и Т3 на одном через изолирующую прокладку. Требования к транзисторам: Т1 — с р-каналом, сопротивление в открытом состоянии 0,1 Ом, ток — более 10А; Т2 — n-канал, более 1А; Т3 — n-канал, более10А. Внутри зарядное выглядит так.
Радиаторы от блока питания ПК. Печатная плата выглядит так.
Печатка и прошивка прилагаются.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC | МК PIC 8-бит | PIC16F873 | 1 | -A | ||
| VR1 | DC/DC импульсный конвертер | LM2575 | 1 | -Adj | ||
| T1 | MOSFET-транзистор | IRF9Z34N | 1 | |||
| T2 | MOSFET-транзистор | IRF730 | 1 | |||
| T3 | MOSFET-транзистор | IRFZ46N | 1 | |||
| VT1-VT5 | Биполярный транзистор | КТ3102 | 5 | |||
| VDS1 | Диод | Д242 | 4 | |||
| VD1, VD7 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 2 | Любой 10А | ||
| VD2 | Диод Шоттки | 1N5819 | 1 | |||
| VD3, VD6 | Стабилитрон | BZX79-B5V1 | 2 | |||
| VD4, VD5 | Выпрямительный диод | SB5H100 | 2 | Шоттки 5А | ||
| HL1-4 | Светодиод | FYL3014 | 4 | Любые | ||
| C1, C2 | Конденсатор | 20 пФ | 2 | |||
| C3, C7 | Электролитический конденсатор | 470мкФ 35В | 2 | |||
| C4, C6, C8, C9 | Конденсатор | 100 нФ | 4 | |||
| C5 | Электролитический конденсатор | 330мкФ 16В | 1 | |||
| R1-R3, R9-R16 | Резистор | 330 Ом | 8 | |||
| R4, R21 | Резистор | 10 кОм | 2 | |||
| R5 | Резистор | 4.7 кОм | 1 | |||
| R6 | Резистор | 2 кОм | 1 | |||
| R7 | Резистор | 7.5 кОм | 1 | |||
| R8 | Резистор | 2.2 кОм | 1 | |||
| R17, R19, R22 | Резистор | 3 кОм | 3 | |||
| R18, R27, R30 | Резистор | 100 кОм | 3 | |||
| R20, R25 | Резистор | 1 кОм | 2 | |||
| R23, R24, R26 | Резистор | 3 кОм | 3 | |||
| R29, R31 | Резистор | 3 кОм | 2 | |||
| LED | Светодиодный индикатор | FYQ3641AS21 | 1 | |||
| Q | Датчик температуры | DS18B20 | 1 | |||
| Z1 | Резонатор | HC-49U | 7 | 4 МГц | ||
| L1 | Катушка индуктивности | R0912 | 1 | |||
| Ls1 | Бузер | KPX-G1212B | 1 | 12В | ||
| M1 | Вентилятор | PFS-08A12M | 1 | 12В 120мА | ||