Wie man aus einem Transformator ein 12-V-Batterieladegerät macht. Wie baue ich ein Batterieladegerät zum Selbermachen? Video: Wie man das einfachste Ladegerät herstellt

Jeder Besitzer eines Gebrauchtwagens steht vor der Notwendigkeit, die Batterie wieder aufzuladen. Darüber hinaus werden Akkus oft als Backup- (oder Haupt-)Stromquelle in einer Garage, einem Schuppen oder einer Datscha ohne zentrale Stromversorgung verwendet.

Um die Akkuladung wiederherzustellen, können Sie einen vorgefertigten kaufen, im Angebot herrscht kein Mangel.

Wird zum Laden der Autobatterie verwendet

Viele Heimwerker ziehen es jedoch vor, ihre eigenen Hände zu machen. Wenn Sie eine funktechnische Ausbildung haben, können Sie die Schaltung selbst berechnen. Und für die meisten Bastler, die wissen, wie man einen Lötkolben in der Hand hält, bieten wir ein paar einfache Designs an.

Lassen Sie uns zunächst entscheiden, welche Batterien Sie aufladen müssen. Typischerweise sind dies saure Starterbatterien, die in Automobilen verwendet werden.

Eine solche Batterie können Sie günstig im Autohaus erwerben oder Sie verwenden eine alte Ersatzbatterie für Ihr Auto. ein gebrauchter kann vielleicht nicht als Starter funktionieren, aber es ist einfach, ein Beleuchtungsgerät (insbesondere eine LED) oder einen Funkempfänger im Land daran anzuschließen.

Wie berechnet man ein selbstgebautes Ladegerät richtig?

Die erste zu lernende Regel ist die Höhe der Ladespannung.
Bleibatterien haben eine Betriebsspannung von 12,5 Volt. Zum Aufladen müssen Sie jedoch eine Spannung im Bereich von 13,9 - 14,4 Volt anlegen. Dementsprechend muss das Ladegerät mit genau solchen Ausgangsparametern hergestellt werden.

Der nächste Wert ist Leistung.
Genauer gesagt die Stromstärke, bei der an den Ausgangsklemmen des Ladegeräts kein Spannungsabfall auftritt. Wenn Sie nicht planen, Akkus mit einer Kapazität von mehr als 65 A / h zu laden, ist ein stabiler Strom von 12 A erforderlich.

Wichtig! Dieser Wert sollte genau von der Ausgangsstufe des Ladegeräts bereitgestellt werden, der Strom am Eingang von 220 Volt wird um ein Vielfaches geringer sein.

Ein Low-Power-Ladegerät kann auch Batterien mit hoher Kapazität laden. Nur wird es noch viel länger dauern.

Sinnvoll ist auch eine automatische Abschaltfunktion bei Erreichen des normalen Ladezustands, Schutz des Gerätes vor Rückstrom (der Akku ist eine starke Energiequelle, die die Endstufe eines falsch ausgelegten Ladegeräts beschädigen kann) oder bei am wenigsten Kontrolle der Ausgangsspannung und vorzugsweise des Stroms.

Wenn Sie zusätzlich zur Sicherung einen Verpol- und Kurzschlussschutz einbauen – super. Jedoch verkompliziert jede Modifikation die Vorrichtung und erhöht ihre Kosten.

Dies ist ein sehr einfaches Diagramm der Befestigung an Ihrem vorhandenen Ladegerät. Welche steuert die ladespannung Batterie und wenn der eingestellte Pegel erreicht ist, trennen Sie es vom Ladegerät, um ein Überladen des Akkus zu verhindern.
Dieses Gerät hat absolut keine knappen Teile. Die gesamte Schaltung ist auf nur einem Transistor aufgebaut. Verfügt über LED-Anzeigen, die den Status anzeigen: Ladevorgang läuft oder der Akku ist geladen.

Wer profitiert von diesem Gerät?

Für Autofahrer wird sich ein solches Gerät auf jeden Fall als nützlich erweisen. Für diejenigen, die kein automatisches Ladegerät haben. Dieses Gerät verwandelt Ihr normales Ladegerät in ein vollautomatisches Ladegerät. Sie müssen den Ladezustand Ihres Akkus nicht mehr ständig überwachen. Alles, was Sie tun müssen, ist, den Akku aufzuladen, und er schaltet sich automatisch aus, wenn er vollständig aufgeladen ist.

Automatische Ladeschaltung

Hier ist die eigentliche Schaltung der Maschine. Tatsächlich handelt es sich hierbei um ein Schwellwertrelais, das bei Überschreiten einer bestimmten Spannung anspricht. Die Ansprechschwelle wird durch den variablen Widerstand R2 eingestellt. Für voll aufgeladen Autobatterie es ist normalerweise gleich - 14,4 V.
Hier können Sie das Schema herunterladen -

Leiterplatte

Wie Sie eine Leiterplatte herstellen, liegt bei Ihnen. Es ist nicht kompliziert und kann daher leicht auf ein Steckbrett geworfen werden. Nun, oder Sie können sich verwirren und es auf Textolith mit Ätzen tun.

Anpassung

Wenn alle Details in Ordnung sind, wird die Einstellung der Maschine nur auf die Einstellung der Schwellenspannung durch den Widerstand R2 reduziert. Dazu verbinden wir den Stromkreis mit dem Ladegerät, verbinden aber noch nicht den Akku. Wir übertragen den Widerstand R2 gemäß dem Schema in die unterste Position. Wir stellen die Ausgangsspannung am Ladegerät auf 14,4 V ein. Dann drehen Sie langsam den variablen Widerstand, bis das Relais aktiviert wird. Alles ist eingerichtet.
Lassen Sie uns mit der Spannung spielen, damit die Konsole mit 14,4 V zuverlässig funktioniert. Danach ist Ihr automatisches Ladegerät einsatzbereit.
In diesem Video können Sie den gesamten Ablauf der Montage, Einstellung und Prüfung im Betrieb im Detail verfolgen.

Ladegerät für Autobatterien.

Es ist für niemanden neu, wenn ich sage, dass jeder Autofahrer in seiner Garage ein Ladegerät haben sollte. Natürlich kann man es im Laden kaufen, aber angesichts dieser Frage bin ich zu dem Schluss gekommen, dass ich kein bewusst nicht sehr gutes Gerät zu einem erschwinglichen Preis mitnehmen möchte. Es gibt solche, bei denen der Ladestrom durch einen leistungsstarken Schalter geregelt wird, der die Windungszahl in der Sekundärwicklung des Transformators hinzufügt oder verringert, wodurch der Ladestrom erhöht oder verringert wird, während die Stromüberwachung praktisch fehlt. Dies ist wohl die günstigste Variante eines werkseitig hergestellten Ladegeräts, aber so günstig ist ein sinnvolles Gerät nicht, der Preis beißt wirklich, also habe ich mich entschlossen, eine Schaltung im Internet zu suchen und selbst zusammenzubauen. Die Auswahlkriterien waren wie folgt:

Einfaches Schema, kein unnötiger Schnickschnack;
- Verfügbarkeit von Funkkomponenten;
- stufenlose Anpassung des Ladestroms von 1 bis 10 Ampere;
- es ist wünschenswert, dass dies ein Diagramm eines Lade-Trainingsgeräts ist;
- keine komplizierte Einrichtung;
- Stabilität der Arbeit (gemäß den Bewertungen derjenigen, die dieses Programm bereits durchgeführt haben).

Nach Recherchen im Internet bin ich auf eine industrielle Ladeschaltung mit regelnden Thyristoren gestoßen.

Alles ist typisch: ein Transformator, eine Brücke (VD8, VD9, VD13, VD14), ein Impulsgenerator mit einstellbarem Tastverhältnis (VT1, VT2), Thyristoren als Schlüssel (VD11, VD12), eine Ladekontrolleinheit. Wenn wir diese Konstruktion etwas vereinfachen, erhalten wir ein einfacheres Schema:

In dieser Schaltung gibt es kein Ladekontrollgerät, der Rest ist fast gleich: Trans, Brücke, Generator, ein Thyristor, Messköpfe und eine Sicherung. Bitte beachten Sie, dass sich im Stromkreis ein KU202-Thyristor befindet, der etwas schwach ist. Um einen Durchschlag durch hohe Stromimpulse zu verhindern, muss er daher am Strahler installiert werden. Der Trafo ist 150 Watt, oder Sie können den TC-180 von einem alten Röhrenfernseher verwenden.

Geregeltes Ladegerät mit einem Ladestrom von 10A am Thyristor KU202.

Und noch ein Gerät, das keine knappen Teile enthält, mit einem Ladestrom von bis zu 10 Ampere. Es handelt sich um einen einfachen Thyristor-Leistungsregler mit Puls-Phasen-Steuerung.

Das Thyristorsteuergerät ist auf zwei Transistoren aufgebaut. Die Zeit, die der Kondensator C1 zum Aufladen benötigt, bevor der Transistor umgeschaltet wird, wird durch den variablen Widerstand R7 eingestellt, der tatsächlich den Wert des Ladestroms der Batterie einstellt. Die VD1-Diode dient zum Schutz des Thyristor-Steuerkreises vor Sperrspannung. Der Thyristor wird wie in den vorherigen Schaltungen auf einem guten Kühlkörper oder auf einem kleinen mit einem Lüfter platziert. Die Steuerplatine sieht so aus:

Die Schaltung ist nicht schlecht, hat aber einige Nachteile:
- Schwankungen der Versorgungsspannung führen zu Schwankungen des Ladestroms;
- kein Kurzschlussschutz außer der Sicherung;
- das Gerät stört das Netzwerk (es wird mit einem LC-Filter behandelt).

Wiederaufladbares Batterieladegerät.

Dieses Impulsgerät kann fast jeden Batterietyp laden und regenerieren. Die Ladezeit hängt vom Zustand des Akkus ab und beträgt 4 bis 6 Stunden. Durch den gepulsten Ladestrom kommt es zur Desulfatisierung der Batterieplatten. Siehe das Diagramm unten.

In diesem Schema ist der Generator auf einer Mikroschaltung montiert, die einen stabileren Betrieb gewährleistet. Anstatt von NE555 Sie können den russischen Analog-Timer verwenden 1006VI1... Wenn jemand KREN142 am Timer-Netzteil nicht mag, dann kann es durch einen herkömmlichen parametrischen Stabilisator ersetzt werden, d.h. Widerstand und Zenerdiode mit der gewünschten Stabilisierungsspannung und reduzieren Sie den Widerstand R5 auf 200 Ohm... Transistor VT1- am Kühler wird es unbedingt sehr heiß. Die Schaltung verwendet einen Transformator mit einer Sekundärwicklung von 24 Volt. Eine Diodenbrücke kann aus Dioden des Typs . aufgebaut werden D242... Zur besseren Kühlung des Transistorkühlkörpers VT1 Sie können einen Lüfter von einem Computernetzteil verwenden oder die Systemeinheit kühlen.

Batteriewiederherstellung und Aufladung.

Durch unsachgemäßen Gebrauch von Autobatterien können ihre Platten sulfatieren und zerfallen.
Es gibt ein bekanntes Verfahren zum Wiederherstellen solcher Batterien, wenn sie mit einem "asymmetrischen" Strom geladen werden. In diesem Fall wird das Verhältnis von Lade- und Entladestrom 10:1 gewählt (optimaler Modus). Dieser Modus ermöglicht nicht nur die Wiederherstellung sulfatierter Batterien, sondern auch die vorbeugende Behandlung von gebrauchsfähigen Batterien.

Reis. 1. Elektrischer Schaltplan des Ladegeräts

In Abb. 1 zeigt ein einfaches Ladegerät, das dafür ausgelegt ist, das obige Verfahren zu verwenden. Die Schaltung liefert einen gepulsten Ladestrom von bis zu 10 A (wird für die Schnellladung verwendet). Um Batterien wiederherzustellen und zu trainieren, ist es besser, einen gepulsten Ladestrom von 5 A einzustellen. In diesem Fall beträgt der Entladestrom 0,5 A. Der Entladestrom wird durch den Wert des Widerstandswerts R4 bestimmt.
Die Schaltung ist so ausgelegt, dass die Batterie während einer Hälfte der Netzspannungsperiode durch Stromimpulse geladen wird, wenn die Spannung am Ausgang der Schaltung die Spannung an der Batterie überschreitet. Während der zweiten Halbwelle sind die Dioden VD1, VD2 geschlossen und die Batterie wird über den Lastwiderstand R4 entladen.

Der Wert des Ladestroms wird vom R2-Regler entsprechend dem Amperemeter eingestellt. Bedenkt man, dass beim Laden der Batterie ein Teil des Stroms auch durch den Widerstand R4 fließt (10%), dann sollten die Messwerte des Amperemeters PA1 1,8 A (bei einem Impulsladestrom von 5 A) entsprechen, da das Amperemeter zeigt den Durchschnittswert des Stroms über einen Zeitraum und die Ladung, die innerhalb der Hälfte des Zeitraums erzeugt wurde.

Die Schaltung schützt den Akku vor unkontrollierter Entladung bei einem versehentlichen Verlust der Netzspannung. In diesem Fall öffnet das Relais K1 mit seinen Kontakten den Batterieanschlusskreis. Das Relais K1 wird vom Typ RPU-0 mit einer Betriebsspannung der Wicklung von 24 V oder einer niedrigeren Spannung verwendet, gleichzeitig ist jedoch ein Begrenzungswiderstand in Reihe mit der Wicklung geschaltet.

Für das Gerät können Sie einen Transformator mit einer Leistung von mindestens 150 W mit einer Spannung in der Sekundärwicklung von 22 ... 25 V verwenden.
Das Messgerät PA1 ist mit einer Skala von 0 ... 5 A (0 ... 3 A) geeignet, zB M42100. Der Transistor VT1 ist auf einem Heizkörper mit einer Fläche von mindestens 200 Quadratmetern installiert. cm, für die es praktisch ist, das Metallgehäuse des Ladegeräts zu verwenden.

Die Schaltung verwendet einen Transistor mit hoher Verstärkung (1000 ... 18000), der bei Umpolung der Dioden und Zenerdioden durch KT825 ersetzt werden kann, da er eine andere Leitfähigkeit hat (siehe Abb. 2). Der letzte Buchstabe in der Bezeichnung des Transistors kann beliebig sein.

Reis. 2. Schaltplan des Ladegeräts

Um den Stromkreis vor unbeabsichtigten Kurzschlüssen zu schützen, ist am Ausgang die Sicherung FU2 installiert.
Die verwendeten Widerstände sind R1 Typ C2-23, R2 - PPBE-15, R3 - C5-16MB, R4 - PEV-15, R2 kann von 3,3 bis 15 kOhm sein. Die Zenerdiode VD3 ist für jeden geeignet, mit einer Stabilisierungsspannung von 7,5 bis 12 V.
umgekehrte Spannung.

Welches Kabel ist besser vom Ladegerät zum Akku zu verwenden.

Natürlich ist es besser, flexible Kupferlitzen zu verwenden, aber der Querschnitt muss aus der Berechnung ausgewählt werden, welcher maximale Strom durch diese Drähte fließt. Dazu sehen wir uns die Platte an:

Wenn Sie sich für die Schaltung von Impulslade- und Wiederherstellungsgeräten mit dem Timer 1006VI1 im Master-Oszillator interessieren, lesen Sie diesen Artikel:

Viele Autoenthusiasten wissen, dass die Batterie zur Verlängerung der Lebensdauer regelmäßig über das Ladegerät und nicht über den Generator des Autos versorgt werden muss.

Und je länger der Akku hält, desto häufiger muss er zum Aufladen aufgeladen werden.

Ladegeräte sind unverzichtbar

Um diesen Vorgang durchzuführen, werden, wie bereits erwähnt, Ladegeräte verwendet, die mit einem 220-V-Netz betrieben werden.Auf dem Automobilmarkt gibt es viele solcher Geräte, die verschiedene nützliche Zusatzfunktionen haben können.

Sie alle machen jedoch den gleichen Job - sie wandeln eine Wechselspannung von 220 V in eine Konstantspannung von 13,8-14,4 V um.

Bei einigen Modellen wird der Ladestrom manuell angepasst, es gibt aber auch Modelle mit vollautomatischem Betrieb.

Von allen Nachteilen gekaufter Ladegeräte sind ihre hohen Kosten zu beachten, und je ausgefeilter das Gerät ist, desto höher ist der Preis.

Viele haben jedoch eine Vielzahl von Elektrogeräten zur Hand, deren Komponenten sich durchaus für ein selbstgebautes Ladegerät eignen.

Jawohl, hausgemachtes Gerät es wird nicht so vorzeigbar aussehen wie das gekaufte, aber seine Aufgabe ist es, den Akku aufzuladen und nicht im Regal "zu zeigen".

Eine der wichtigsten Voraussetzungen bei der Erstellung eines Ladegerätes sind zumindest Grundkenntnisse der Elektrotechnik und Funkelektronik sowie die Fähigkeit, einen Lötkolben in den Händen halten und richtig bedienen zu können.

Speicher vom Röhrenfernseher

Das erste ist das Schema, vielleicht das einfachste, und fast jeder Autofahrer kann damit umgehen.

Um das einfachste Ladegerät herzustellen, benötigen Sie nur zwei Komponenten - einen Transformator und einen Gleichrichter.

Die Hauptbedingung, die das Ladegerät erfüllen muss, ist, dass der Strom am Ausgang des Geräts 10 % der Batteriekapazität betragen muss.

Das heißt, bei Pkw wird häufig eine 60-Ah-Batterie verwendet, dementsprechend sollte die Stromabgabe des Geräts bei 6 A liegen. Gleichzeitig beträgt die Spannung 13,8-14,2 V.

Wenn jemand einen alten, unnötigen sowjetischen Röhrenfernseher hat, ist es besser, einen Transformator zu finden, als keinen davon zu finden.

Das schematische Diagramm des Ladegeräts vom Fernseher sieht so aus.

An solchen Fernsehern wurde oft ein TS-180-Transformator installiert. Seine Besonderheit war das Vorhandensein von zwei Sekundärwicklungen mit jeweils 6,4 V und einem Strom von 4,7 A. Die Primärwicklung besteht ebenfalls aus zwei Teilen.

Zuerst müssen Sie eine serielle Verbindung der Wicklungen herstellen. Der Vorteil der Arbeit mit einem solchen Transformator besteht darin, dass jeder der Wicklungsanschlüsse eine eigene Bezeichnung hat.

Für die Reihenschaltung der Sekundärwicklung ist es erforderlich, die Pins 9 und 9\' zusammenzuschließen.

Und an die Klemmen 10 und 10 '- zwei Stück Kupferdraht anlöten. Alle Drähte, die an den Klemmen angelötet werden, müssen einen Querschnitt von mindestens 2,5 mm haben. qm

Was die Primärwicklung betrifft, so ist es für die serielle Verbindung erforderlich, die Pins 1 und 1 \ 'zusammen zu verbinden. Die Drähte mit einem Stecker zum Anschluss an das Netzwerk müssen an die Pins 2 und 2 \ ' gelötet werden. Damit ist die Arbeit mit dem Transformator abgeschlossen.

Das Diagramm zeigt, wie die Dioden angeschlossen werden sollten - Drähte von den Klemmen 10 und 10 \ 'werden an die Diodenbrücke gelötet, sowie Drähte, die zur Batterie führen.

Vergiss die Sicherungen nicht. Es wird empfohlen, einen davon am "positiven" Anschluss der Diodenbrücke zu installieren. Diese Sicherung muss für einen maximalen Strom von 10 A ausgelegt sein. An Klemme 2 des Transformators muss eine zweite Sicherung (0,5 A) installiert werden.

Bevor Sie mit dem Laden beginnen, ist es besser, den Betrieb des Geräts zu überprüfen und seine Ausgangsparameter mit einem Amperemeter und einem Voltmeter zu überprüfen.

Manchmal kommt es vor, dass die Stromstärke etwas höher als erforderlich ist, deshalb verbauen manche eine 12-Volt-Glühlampe mit einer Leistung von 21 bis 60 Watt im Stromkreis. Diese Lampe wird überschüssige Stromstärke "wegnehmen".

Mikrowellen-Ladegerät

Einige Autoenthusiasten verwenden einen defekten Mikrowellenherd-Transformator. Aber dieser Transformator muss erneuert werden, da es sich um eine Aufwärts- und keine Abwärtsbewegung handelt.

Es ist nicht erforderlich, dass der Transformator funktionstüchtig ist, da darin oft die Sekundärwicklung durchbrennt, die bei der Erstellung des Geräts noch entfernt werden muss.

Der Umbau des Transformators reduziert sich auf das vollständige Entfernen der Sekundärwicklung und das Aufwickeln einer neuen.

Als neue Wicklung wird ein isolierter Draht mit einem Querschnitt von mindestens 2,0 mm verwendet. qm

Beim Wickeln müssen Sie sich für die Anzahl der Windungen entscheiden. Sie können dies experimentell tun - wickeln Sie 10 Windungen eines neuen Drahts um den Kern, schließen Sie dann ein Voltmeter an seine Enden an und schalten Sie den Transformator ein.

Anhand der Messwerte des Voltmeters wird ermittelt, welche Spannung am Ausgang diese 10 Windungen liefern.

Messungen haben beispielsweise gezeigt, dass am Ausgang 2,0 V anliegen, 12 V am Ausgang liefern also 60 Umdrehungen und 13 V - 65 Umdrehungen. Wie Sie sich vorstellen können, addieren 5 Umdrehungen 1 Volt.

Es ist erwähnenswert, dass es besser ist, ein solches Ladegerät mit hoher Qualität zusammenzubauen und dann alle Komponenten in ein Gehäuse zu legen, das aus Schrottmaterialien hergestellt werden kann. Oder montieren Sie es auf der Basis.

Es ist unbedingt erforderlich, zu markieren, wo der "positive" Draht und wo - "minus", um nicht "wieder positiv" zu werden und das Gerät nicht zu deaktivieren.

Ladegerät vom ATX-Netzteil (für vorbereitet)

Eine komplexere Schaltung hat ein Ladegerät, das aus einer Computerstromversorgung besteht.

Für die Herstellung des Gerätes eignen sich Geräte mit einer Leistung von mindestens 200 Watt der AT- oder ATX-Modelle, die von einem TL494 oder KA7500 Controller angesteuert werden. Wichtig ist, dass das Netzteil voll funktionsfähig ist. Das Modell ST-230WHF aus alten PCs hat sich nicht schlecht gezeigt.

Ein Fragment des Diagramms eines solchen Ladegeräts ist unten dargestellt, und wir werden daran arbeiten.

Zusätzlich zum Netzteil benötigen Sie noch einen Potentiometer-Regler, einen 27 kΩ Trimmerwiderstand, zwei 5 W Widerstände (5WR2J) und einen Widerstand von 0,2 Ohm oder einen C5-16MV.

Die Anfangsphase der Arbeit beschränkt sich auf das Trennen aller unnötigen Kabel, die die Drähte "-5 V", "+5 V", "-12 V" und "+12 V" sind.

Der im Diagramm als R1 bezeichnete Widerstand (er liefert +5 V Spannung an Pin 1 des TL494-Controllers) muss entfernt und an seiner Stelle ein vorbereiteter 27 kΩ-Trimmer angelötet werden. An den oberen Anschluss dieses Widerstands muss der +12-V-Bus angeschlossen werden.

Klemme 16 des Controllers muss von der gemeinsamen Leitung getrennt werden, und auch die Verbindungen der Klemmen 14 und 15 müssen getrennt werden.

In die Rückwand des Netzteilgehäuses muss ein Potentiometer-Regler (im Schema - R10) eingebaut werden. Es muss auf einer Isolierplatte montiert werden, damit es den Blockkörper nicht berührt.

Durch diese Wand sollten Sie auch die Kabel zum Anschluss an das Netzwerk sowie Kabel zum Anschließen der Batterie herausführen.

Um die bequeme Einstellung des Geräts zu gewährleisten, müssen Sie aus den vorhandenen zwei 5-W-Widerständen auf einer separaten Platine einen parallel geschalteten Widerstandsblock herstellen, der am Ausgang 10 W mit einem Widerstand von 0,1 Ohm liefert.

Akkumulatoren in der Elektrotechnik werden in der Regel als chemische Stromquellen bezeichnet, die durch Anlegen eines externen elektrischen Feldes verbrauchte Energie auffüllen, wiederherstellen können.

Geräte, die die Batterieplatten mit Strom versorgen, werden Ladegeräte genannt: Sie bringen die Stromquelle in einen funktionsfähigen Zustand, laden sie auf. Für den ordnungsgemäßen Betrieb der Batterie ist es erforderlich, die Funktionsprinzipien und das Ladegerät zu verstehen.

Wie funktioniert der Akku

Eine Chemikalien-Umlaufstromversorgung während des Betriebs kann:

1. die angeschlossene Last, z. B. eine Glühbirne, einen Motor, ein Mobiltelefon und andere Geräte, mit Strom versorgen und dabei selbst elektrische Energie verbrauchen;

2. an ihn angeschlossenen externen Strom verbrauchen und ihn zur Wiederherstellung seiner Reservekapazität ausgeben.

Im ersten Fall wird die Batterie entladen und im zweiten Fall aufgeladen. Es gibt viele Ausführungen von Batterien, aber sie haben gemeinsame Funktionsprinzipien. Lassen Sie uns diese Frage am Beispiel von Nickel-Cadmium-Platten untersuchen, die in eine Elektrolytlösung eingelegt wurden.

Batterieentladung

Zwei Stromkreise arbeiten gleichzeitig:

1.extern an die Ausgangsklemmen angelegt;

2.intern.

Beim Entladen auf eine Glühbirne in einem externen angelegten Stromkreis fließt ein Strom, der durch die Bewegung von Elektronen in Metallen gebildet wird, von Drähten und einem Glühfaden, und im inneren Teil bewegen sich Anionen und Kationen durch den Elektrolyten.

Nickeloxide mit Graphitzusatz bilden die Basis der positiv geladenen Platte, während auf der negativen Elektrode schwammartiges Cadmium verwendet wird.

Wenn die Batterie entladen wird, gelangt ein Teil des aktiven Sauerstoffs der Nickeloxide in den Elektrolyten und gelangt mit Cadmium zur Platte, wo es oxidiert und die Gesamtkapazität reduziert wird.

Batterieladung

Die Last von den Ausgangsanschlüssen zum Laden wird meistens entfernt, obwohl das Verfahren in der Praxis verwendet wird, wenn die Last angeschlossen ist, wie bei der Batterie eines fahrenden Autos oder einem aufgeladenen Mobiltelefon, auf dem ein Gespräch geführt wird.

Die Batteriepole werden von einer externen Quelle höherer Leistung mit Spannung versorgt. Es hat die Form einer konstanten oder geglätteten, pulsierenden Form, es überschreitet die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden und ist mit diesen unipolar gerichtet.

Diese Energie bewirkt, dass der Strom im internen Kreislauf der Batterie in entgegengesetzter Richtung zur Entladung fließt, wenn die Aktivsauerstoffpartikel aus dem schwammartigen Cadmium „herausgedrückt“ werden und durch den Elektrolyten an ihren ursprünglichen Platz gelangen. Dadurch wird die verbrauchte Kapazität wiederhergestellt.

Beim Laden und Entladen ändert sich die chemische Zusammensetzung der Platten und der Elektrolyt dient als Übertragungsmedium für den Durchtritt von Anionen und Kationen. Die Stärke des im internen Stromkreis fließenden elektrischen Stroms beeinflusst die Geschwindigkeit der Wiederherstellung der Eigenschaften der Platten während des Ladens und die Geschwindigkeit der Entladung.

Der beschleunigte Ablauf der Prozesse führt zur schnellen Freisetzung von Gasen, übermäßige Erwärmung, die die Struktur der Platten verformen kann, ihren mechanischen Zustand stören.

Zu kleine Ströme während des Ladens verlängern die Erholungszeit der verbrauchten Kapazität erheblich. Bei häufiger Verwendung einer verzögerten Ladung nimmt die Sulfatierung der Platten zu und die Kapazität nimmt ab. Daher werden die Belastung des Akkus und die Leistung des Ladegeräts immer berücksichtigt, um einen optimalen Modus zu erstellen.

Wie funktioniert das Ladegerät

Das moderne Batteriesortiment ist recht umfangreich. Für jedes Modell werden die optimalen Technologien ausgewählt, die möglicherweise nicht passen oder anderen schaden. Hersteller von Elektro- und Elektronikgeräten untersuchen empirisch die Betriebsbedingungen chemischer Stromquellen und stellen dafür eigene Produkte her, die sich unterscheiden Aussehen, Design, elektrische Ausgangseigenschaften.

Ladestrukturen für mobile elektronische Geräte

Die Abmessungen von Ladegeräten für mobile Produkte unterschiedlicher Leistung unterscheiden sich erheblich voneinander. Sie schaffen für jedes Modell eine besondere Arbeitsumgebung.

Auch für Batterien des gleichen Typs der Größe AA oder AAA mit unterschiedlichen Kapazitäten wird empfohlen, je nach Kapazität und Eigenschaften der Stromquelle eine eigene Ladezeit zu verwenden. Seine Werte sind in der begleitenden technischen Dokumentation angegeben.

Ein bestimmter Teil der Ladegeräte und Akkus für Mobiltelefone ist mit einem automatischen Schutz ausgestattet, der den Strom am Ende des Vorgangs abschaltet. Die Kontrolle über ihre Arbeit sollte jedoch weiterhin visuell erfolgen.

Ladestrukturen für Autobatterien

Bei der Verwendung von Autobatterien, die für den Einsatz unter schwierigen Bedingungen ausgelegt sind, sollte die Ladetechnik besonders genau beachtet werden. Zum Beispiel ist es im Winter bei kaltem Wetter mit ihrer Hilfe notwendig, den kalten Rotor des Motors durch einen zwischengeschalteten Elektromotor zu drehen - Anlasser Verbrennungs mit angedicktem Fett.

Entladene oder unsachgemäß vorbereitete Batterien sind dieser Aufgabe in der Regel nicht gewachsen.

Empirische Methoden haben den Zusammenhang zwischen dem Ladestrom für Blei-Säure- und Alkali-Batterien aufgedeckt. Es wird als optimaler Wert der Ladung (Ampere) von 0,1 Kapazität (Amperestunden) für den ersten Typ und 0,25 für den zweiten angesehen.

Ein Akku hat beispielsweise eine Kapazität von 25 Amperestunden. Wenn es sauer ist, muss es mit einem Strom von 0,1 ∙ 25 = 2,5 A und für alkalisch - 0,25 ∙ 25 = 6,25 A aufgeladen werden. Um solche Bedingungen zu schaffen, müssen Sie verschiedene Geräte verwenden oder ein Universalgerät mit verwenden eine große Menge Funktionen.

Ein modernes Blei-Säure-Batterieladegerät muss eine Reihe von Aufgaben erfüllen:

den Ladestrom steuern und stabilisieren;

Berücksichtigen Sie die Temperatur des Elektrolyten und verhindern Sie, dass er sich über 45 Grad erwärmt, indem Sie die Stromversorgung unterbrechen.

Die Möglichkeit, mit einem Ladegerät einen Überwachungs- und Trainingszyklus für die Säurebatterie des Fahrzeugs durchzuführen, ist eine notwendige Funktion, die drei Stufen umfasst:

1. volle Ladung des Akkus, um die maximale Kapazität zu erreichen;

2. zehnstündige Entladung mit einem Strom von 9 ÷ 10 % der Nennkapazität (empirische Abhängigkeit);

3. Laden Sie einen entladenen Akku wieder auf.

Während der CTC werden die Dichteänderung des Elektrolyten und die Fertigstellungszeit der zweiten Stufe überwacht. Sein Wert wird verwendet, um den Abnutzungsgrad der Platten und die Lebensdauer der verbleibenden Ressource zu beurteilen.

Alkalische Batterieladegeräte können mit weniger komplexen Konstruktionen verwendet werden, da solche Stromquellen nicht so empfindlich auf Unterladungs- und Überladungsmodi reagieren.

Das Diagramm der optimalen Ladung von Säure-Base-Batterien für Autos zeigt die Abhängigkeit des Kapazitätsgewinns von der Form der Stromänderung im internen Stromkreis.

Zu Beginn des technologischen Ladevorgangs wird empfohlen, den Strom auf dem maximal zulässigen Wert zu halten und dann seinen Wert auf das Minimum zu reduzieren, um die physikalisch-chemischen Reaktionen, die die Kapazität wiederherstellen, endgültig abzuschließen.

Auch in diesem Fall ist es erforderlich, die Temperatur des Elektrolyten zu kontrollieren, um Korrekturen für die Umgebung vorzunehmen.

Der vollständige Abschluss des Ladezyklus von Blei-Säure-Batterien wird kontrolliert durch:

Wiederherstellung der Spannung an jeder Bank 2,5 ÷ 2,6 Volt;

Erreichen der maximalen Dichte des Elektrolyten, die sich nicht mehr ändert;

die Bildung einer heftigen Gasentwicklung, wenn der Elektrolyt zu "sieden" beginnt;

Erreichen der Kapazität der Batterie, die um 15 ÷ 20 % des während der Entladung angegebenen Wertes überschritten wird.

Stromformen von Batterieladegeräten

Voraussetzung für das Aufladen der Batterie ist, dass an ihre Platten eine Spannung angelegt werden muss, die im internen Stromkreis einen Strom einer bestimmten Richtung erzeugt. Er kann:

1. einen konstanten Wert haben;

2. oder sich im Laufe der Zeit nach einem bestimmten Gesetz ändern.

Im ersten Fall laufen die physikalisch-chemischen Prozesse der inneren Kette unverändert ab und im zweiten Fall - nach den vorgeschlagenen Algorithmen mit zyklischer Zunahme und Abnahme, wodurch Schwingungseffekte auf Anionen und Kationen erzeugt werden. Die letzte Version der Technologie wird verwendet, um die Sulfatierung von Platten zu bekämpfen.

Einige der Zeitabhängigkeiten des Ladestroms werden durch Grafiken veranschaulicht.

Das Bild unten rechts zeigt einen deutlichen Unterschied in der Form des Ausgangsstroms des Ladegeräts, das durch Thyristorsteuerung das Öffnungsmoment der Halbwelle der Sinuskurve begrenzt. Dadurch wird die Belastung des Stromkreises geregelt.

Natürlich können zahlreiche moderne Ladegeräte andere Stromformen erzeugen, die in diesem Diagramm nicht dargestellt sind.

Prinzipien zum Erstellen von Schaltungen für Ladegeräte

Normalerweise wird ein einphasiges 220-Volt-Netz verwendet, um die Ladegeräte mit Strom zu versorgen. Diese Spannung wird in eine sichere Niederspannung umgewandelt, die über verschiedene Elektronik- und Halbleiterkomponenten an die Eingangsklemmen der Batterie angelegt wird.

Es gibt drei Schemata für die Umwandlung von industrieller Sinusspannung in Ladegeräten aufgrund von:

1.Verwendung elektromechanischer Spannungswandler, die nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion arbeiten;

2. die Verwendung elektronischer Transformatoren;

3. ohne den Einsatz von Transformatorgeräten auf Basis von Spannungsteilern.

Technisch ist eine Wechselrichterspannungswandlung möglich, die bei Frequenzumrichtern zur Steuerung von Elektromotoren weit verbreitet ist. Aber zum Laden von Batterien ist dies ein ziemlich teures Gerät.

Ladekreise mit Trafotrennung

Das elektromagnetische Prinzip der Übertragung elektrischer Energie von der Primärwicklung von 220 Volt auf die Sekundärwicklung gewährleistet die vollständige Trennung der Potenziale des Versorgungsstromkreises vom verbrauchten Stromkreis, schließt das Eindringen in die Batterie und Schäden bei Isolationsfehlern aus. Diese Methode ist die sicherste.

Die Stromkreise der Leistungsteile von Geräten mit Transformator sind vielfältig aufgebaut. Das folgende Bild zeigt drei Prinzipien zur Erzeugung unterschiedlicher Ströme des Leistungsteils von Ladegeräten durch die Verwendung von:

1. Diodenbrücke mit einem Welligkeitsglättungskondensator;

2. Diodenbrücke ohne Welligkeitsglättung;

3. eine einzelne Diode, die die negative Halbwelle abschneidet.

Jeder dieser Schaltkreise kann unabhängig verwendet werden, aber normalerweise ist einer von ihnen die Grundlage, die Grundlage für die Schaffung eines anderen, bequemeren Betriebes und der Steuerung durch den Wert des Ausgangsstroms.

Durch die Verwendung von Leistungstransistorsätzen mit Steuerkreisen im oberen Teil des Bildes im Diagramm können Sie die Ausgangsspannung an den Ausgangskontakten der Ladeschaltung reduzieren, wodurch die Anpassung der Werte der durchgeleiteten Konstantströme sichergestellt wird die angeschlossenen Batterien.

Eine der Varianten einer solchen Ausführung des stromgeregelten Ladegeräts ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Die gleichen Anschlüsse im zweiten Stromkreis ermöglichen es Ihnen, die Amplitude der Welligkeit einzustellen, um sie in verschiedenen Ladestadien zu begrenzen.

Der gleiche Mittelkreis funktioniert effektiv, wenn zwei gegenüberliegende Dioden in der Diodenbrücke durch Thyristoren ersetzt werden, die die Stromstärke in jeder Wechselhalbwelle gleichmäßig regeln. Und die Beseitigung negativer Halbharmonischen wird den verbleibenden Leistungsdioden anvertraut.

Das Ersetzen der einzelnen Diode im unteren Bild durch einen Halbleiterthyristor mit separater elektronischer Schaltung für die Gate-Elektrode ermöglicht eine Reduzierung der Stromimpulse aufgrund ihrer späteren Öffnung, die auch für verschiedene Methoden zum Laden von Batterien verwendet wird.

Eine der Varianten einer solchen Implementierung der Schaltung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Der Zusammenbau mit eigenen Händen ist nicht schwierig. Es kann unabhängig von verfügbaren Teilen hergestellt werden und ermöglicht das Laden von Batterien mit Strömen bis zu 10 Ampere.

Die Industrieversion der Transformator-Ladeschaltung "Electron-6" basiert auf zwei KU-202N Thyristoren. Um die Öffnungszyklen von Halbharmonischen zu regulieren, wurde für jede Steuerelektrode eine separate Schaltung aus mehreren Transistoren geschaffen.

Unter Autofahrern sind Geräte beliebt, die es ermöglichen, nicht nur Batterien aufzuladen, sondern auch die Energie eines 220-Volt-Versorgungsnetzes zu nutzen, um es parallel zum Anlassen eines Automotors zu schalten. Sie werden als Start oder Start-Laden bezeichnet. Sie haben eine noch komplexere Elektronik- und Leistungsschaltung.

Elektronische Transformatorschaltungen

Solche Geräte werden von Herstellern hergestellt, um Halogenlampen mit einer Spannung von 24 oder 12 Volt zu betreiben. Sie sind relativ günstig. Einige Enthusiasten versuchen, sie anzuschließen, um Batterien mit niedrigem Stromverbrauch aufzuladen. Diese Technologie ist jedoch nicht weit entwickelt und weist erhebliche Nachteile auf.

Ladekreise ohne Trafotrennung

Bei der Reihenschaltung mehrerer Lasten an eine Stromquelle wird die gesamte Eingangsspannung in Teilkomponenten aufgeteilt. Aufgrund dieser Methode arbeiten Teiler und erzeugen am Arbeitselement einen Spannungsabfall auf einen bestimmten Wert.

Nach diesem Prinzip entstehen zahlreiche Ladegeräte mit widerstands-kapazitiven Widerständen für Low-Power-Batterien. Aufgrund der geringen Abmessungen der Einzelteile werden diese direkt in die Taschenlampe eingebettet.

Der interne Stromkreis ist vollständig in einem werkseitig isolierten Gehäuse eingeschlossen, das den menschlichen Kontakt mit dem Netzpotential während des Ladevorgangs ausschließt.

Zahlreiche Experimentatoren versuchen, das gleiche Prinzip zum Laden von Autobatterien umzusetzen, indem sie ein Anschlussschema von einem Haushaltsnetz über eine Kondensatorbaugruppe oder eine Glühbirne mit einer Leistung von 150 Watt und Stromimpulsen gleicher Polarität vorschlagen.

Ähnliche Designs finden Sie auf den Websites von Heimwerkermeistern, die die Einfachheit der Schaltung, die Billigkeit der Teile und die Fähigkeit, die Kapazität einer entladenen Batterie wiederherzustellen, preisen.

Aber sie schweigen über die Tatsache, dass:

offene Verdrahtung 220 repräsentiert;

Der Glühfaden der Lampe erwärmt sich unter Spannung, ändert seinen Widerstand nach einem Gesetz, das für den Durchgang optimaler Ströme durch die Batterie ungünstig ist.

Beim Einschalten unter Last fließen sehr große Ströme durch den kalten Faden und die gesamte in Reihe geschaltete Kette. Außerdem sollte mit kleinen Strömen geladen werden, was ebenfalls nicht durchgeführt wird. Daher verliert eine Batterie, die mehrere Serien solcher Zyklen durchlaufen hat, schnell ihre Kapazität und Leistung.

Unser Tipp: Verwenden Sie diese Methode nicht!

Ladegeräte sind für bestimmte Batterietypen ausgelegt, wobei deren Eigenschaften und Bedingungen für die Wiederherstellung der Kapazität berücksichtigt werden. Bei universellen, multifunktionalen Geräten sollten Sie den Lademodus wählen, der am besten zu einem bestimmten Akku passt.