Výber obvodu nabíjačky autobatérie: jednoduché a zložité obvody

Každý automobilový nadšenec vie, aké problémy môže spôsobiť batéria, ktorá nefunguje v normálnom režime. Zaručene bezporuchový môže pracovať minimálne 5 rokov za predpokladu, že vodič neustále sleduje jeho stav. Ale situácie, keď akumulátor (akumulátor) prestane plniť svoje funkcie, sa vyskytujú pomerne často. Dôvodov môže byť viacero, od porúch v napájacom systéme auta až po dlhé prestoje auta v náročných poveternostných podmienkach, najčastejšie v mrazoch.

Preto by motoristi, ktorí nechcú míňať peniaze v špeciálnych servisných strediskách, mali pristupovať k výberu nabíjania batérie s veľkou zodpovednosťou.

Typy nabíjačiek

Pred kúpou nabíjačky (nabíjačky) by to mal motorista vedieť obchod ponúka úložné zariadenia dvoch hlavných typov:

• nabíjacie a predštartovacie zariadenia;
• nabíjanie a štartovanie nabíjačiek.

Prvý typ je určený len na dobíjanie batérií.

Pri pripájaní svoriek batérie pomocou vodičov so svorkami k výstupu zariadenia sa batéria dobíja.

Pomocou nabíjacích a štartovacích nabíjačiek je možné vykonávať ako bežné dobíjanie batérie, tak aj štartovanie motora otáčaním štartéra bez pripojenia batérie.

Hlavné výberové kritériá

Ako kritériá možno použiť prevádzkové parametre. Tie obsahujú:

• maximálne výstupné napätie;
• maximálny zaťažovací prúd.

Maximálne napätie na nabíjanie 12-voltových kyselinových batérií (berúc do úvahy pokles napätia na vodičoch a svorkách batérie) je 15,5 V. Pri výbere takejto nabíjačky na konci nabíjania bude napätie batérie asi 14,5 V.

Maximálny prúd sa volí na základe menovitej kapacity batérie.

Pre kyselinové batérie medzi nimi existuje jednoduchý vzťah:

Imax = 0,1 C nom.

Pre alkalické batérie:

Imax = 0,25 spánok.

C nom - výkon batérie, vyjadrený v ampérhodinách (Ah).

Výberom nabíjačky s Imax = 10A môžete nabíjať akúkoľvek autobatériu.

Klasifikácia nabíjačky

Pamäť možno klasifikovať podľa obvodových riešení, podľa prvkovej bázy použitej pri ich návrhu, podľa princípov premeny striedavého prúdu na jednosmerný. Na základe toho možno rozlíšiť dve skupiny zariadení na nabíjanie batérií:

• transformátorová nabíjačka;
• impulzné nabíjacie zariadenia.

Zariadenia prvej skupiny používajú výkonný výkonový transformátor.

V pulzných nabíjacích zariadeniach sa sieťový prúd premieňa na sekvenciu vysokofrekvenčných impulzov.

Transformátorové nabíjačky

V zariadeniach na ukladanie transformátorov sa používajú výkonné elektronické komponenty. Znesú preťaženie (v rozumných medziach), poradia si so situáciami chybného pripojenia na svorky batérie. Podomácky vyrobená nabíjačka tohto typu nie vždy obsahuje všetky komponenty potrebné pre stabilné a bezpečné nabíjanie batérií. Požadované komponenty nabíjacieho obvodu zahŕňajú:

• napájanie transformátora;
• stabilizátor nabíjacieho prúdu;
• prúdový regulátor nabitia batérie;
• zariadenie na ochranu proti skratu;
• zariadenia na zobrazenie parametrov.

V jednoduchých „domácich“ produktoch sú regulátorom prúdu často ručne ovládané drôtené reostaty, lampy stretávacích a diaľkových svetiel auta, ktoré do istej miery štekajú nehnuteľnosť tepelným odporom. S nárastom prúdu cez špirálu svietidla sa zvyšuje jeho odpor. Veľkosť prúdu sa teda udržiava na konštantnej úrovni. Na prvkoch takýchto obvodov sa uvoľňuje veľký tepelný výkon. Účinnosť týchto nabíjačiek je nízka. Prvky zariadení zostavených podľa takýchto schém sú nebezpečné pre požiar a ich spoľahlivosť ponecháva veľa požiadaviek.

Niektoré obvody používajú sadu kondenzátorov rôznych kapacít. Zapínajú sa ručne v sérii s primárnym vinutím znižovacieho transformátora. S kapacitným odporom znižujú hodnotu vstupného napätia. Klesá napätie v spúšťacom vinutí transformátora a hodnota nabíjacieho prúdu batérie. Ohrev prvkov v týchto okruhoch je menší a ich účinnosť sa zvyšuje.

Diódy v usmerňovacom mostíku musia byť prispôsobené hodnote nabíjacieho prúdu batérie. Prúd cez ne musí byť väčší ako maximálny nabíjací prúd. Zvyčajne sa inštalujú na kovové doskové radiátory, ktoré odvádzajú prebytočné teplo diódam a zabraňujú ich prehrievaniu.

Pokročilejšie konštrukcie poskytujú možnosť ich automatického odpojenia od záťaže, keď je batéria plne nabitá. Takéto riešenia obvodov umožňujú nebáť sa prestávok v záťažovom obvode a skratov v ňom.

V "pokročilých" obvodoch sa na reguláciu nabíjacieho prúdu používajú tyristory. Napätie na riadiacej elektróde, ktorá určuje stupeň otvorenia zariadenia, ktorým preteká nabíjací prúd, sa manuálne nastavuje premenlivým odporom obvodu. Jeho os je vyvedená na predný panel nabíjačky.

Indikátory nabíjacích parametrov sú číselníkové ampérmetre zapojené do série so záťažovým obvodom a voltmetre, ktoré monitorujú napätie na svorkách akumulátorov. V najnovších modeloch pamätí sa ukazovatele postupne nahrádzajú digitálnymi. Obvod sa stáva komplikovanejším, keďže je potrebné napájať aj elektronické indikačné prvky.

Automatický obvod nabíjačky pre 12 V batérie umožňuje pripojiť nabíjačku k sieti pri pripájaní vodičov pomocou svoriek k batérii. Na konci nabíjania, keď prúd klesne na hodnotu činnosti komparátora obvodu, sa relé skontaktuje otvorený, LED signalizuje koniec procesu nabíjania a nabíjačka je odpojená od siete Napätie.

Pulzné zariadenia

Zariadenia tejto triedy, ako napríklad transformátorové nabíjačky, si kladú za úlohu obnoviť prevádzkyschopnosť akumulátorov, keď sú čiastočne alebo úplne vybité. Ale obvodové riešenia, ktoré sa v nich používajú, sú založené na použití modernej základne.

Aby sme sa zbavili výkonných znižovacích transformátorov, v impulzných pamäťových zariadeniach sa striedavé sieťové napätie (50 Hz) premieňa na striedavé napätie vo forme vysokofrekvenčného impulzu. Toto vysokofrekvenčné napätie sa pomocou pulzného transformátora privedie na hodnoty potrebné pre nabíjanie batérie. Potom sa narovná a prefiltruje. Frekvencia prevodu je zvyčajne okolo 50 kilohertzov, minimalizuje sa veľkosť transformátora, ktorý určuje hlavne veľkosť zariadenia.

Zvýšené požiadavky na pamäť pulzného typu sú kladené na úroveň rušenia vytváraného generátormi týchto zariadení. Na tieto účely sa v obvodoch používajú vysokofrekvenčné tlmivky. Transformátory sú vyrobené vo forme vinutí na feritových krúžkoch. Impulzné diódy majú malú veľkosť.

Ak predstavujeme všeobecný diagram zariadenia vo forme samostatných komponentov, bude zahŕňať:

• jednotka sieťového usmerňovača;
• blok prevodníka;
• impulzný transformátor;
• riadiaca jednotka nabíjania;
• zariadenia na indikáciu parametrov.

V pulzných nabíjačkách môžete na obnovenie výkonu batérie použiť jednu z nasledujúcich metód:

• priamy prúd;
• konštantné napätie;
• kombinovaným spôsobom.

Posledná z nich umožňuje použitie prvej aj druhej metódy v rôznych fázach procesu. Keď je batéria vybitá, je potrebné ju dobíjať konštantným prúdom do určitej hranice. Potom sa zapne režim stabilizácie napätia s klesajúcim nabíjacím prúdom.

Impulzné nabíjačky je možné rozdeliť na manuálne nabíjačky, ktoré vyžadujú samoreguláciu. napätia a prúdov, automatické, v ktorých je proces riadený softvérom, a poloautomatické zariadenia.

Porovnanie pamäti rôznych tried

Treba poznamenať, že jedno aj druhé zariadenie na nabíjanie batérie má množstvo výhod a nevýhod. Po zvážení každej triedy a ich vzájomnom porovnaní môžete dospieť ku konečnému záveru o kúpe konkrétneho zariadenia.

Transformátorové nabíjačky

Medzi výhody transformátorovej pamäte patria: jednoduchosť konštrukcie, ktorú môže rádioamatér zopakovať nie veľmi vysoká trieda, časom overená spoľahlivosť, dostupnosť obvodových prvkov, nedostatok siete a rádiové rušenie.

Medzi nedostatky možno poznamenať: významnú hmotnosť a rozmery, nízku účinnosť v dôsledku strát v kovových jadrách transformátorov.

Impulzné nabíjačky

Výhody týchto zariadení sú: nízka hmotnosť v dôsledku nedostatku železa sieťových transformátorov a radiátorov výkonových prvkov, vysoká (až 98%) účinnosť, veľké tolerancie frekvencie a napätia napájacej siete, veľké množstvo ochranných prvkov a automatizácia procesu nabíjania Batéria.

Nevýhody zahŕňajú nasledovné: nedostatok galvanického oddelenia od napájacej siete, prítomnosť širokého rozsahu harmonických, ktoré si vyžadujú dodatočné obvodové riešenia na ich potlačenie.

Postupne narastá počet motoristov, ktorí sa chcú chrániť pred nepríjemnými situáciami spojenými s poruchami batérie, volia pulzné nabíjačky.