Da bi se avtomobil zagnal, potrebuje energijo. Takšno energijo odvzamemo iz baterije. Praviloma se med delovanjem motorja polni iz generatorja. Kadar avtomobila ne uporabljate dlje časa ali je baterija v okvari, se izprazni do takega stanja, da se avtomobil ne more več zagnati . V tem primeru je potrebno zunanje polnjenje. Takšno napravo je mogoče kupiti ali sestaviti neodvisno, vendar za to potrebujete vezje polnilca.
Kako deluje akumulator avtomobila
Avtomobilska baterija napaja različne naprave v avtomobilu z ugasnjenim motorjem in je zasnovana tako, da ga zažene. Po vrsti izvedbe se uporablja baterija s svinčeno kislino. Konstrukcijsko je sestavljen iz šestih baterij z nazivno napetostjo 2, 2 voltov, ki so medsebojno medsebojno povezani. Vsak element je sklop svinčenih plošč. Plošče so prevlečene z aktivnim materialom in potopljene v elektrolit.
Raztopina elektrolita vključuje destilirano vodo in žveplovo kislino . Odpornost proti zmrzovanju baterije je odvisna od gostote elektrolita. V zadnjem času so se pojavile tehnologije, ki omogočajo adsorpcijo elektrolita v steklenih vlaknih ali zgostitev s silikagelom do stanja gela.
Vsaka plošča ima negativen in pozitiven pol, med seboj pa jih izoliramo s pomočjo plastičnega separatorja. Telo izdelka je izdelano iz propilena, ki se pod vplivom kisline ne zruši in služi kot dielektrik. Pozitivni pol elektrode je prevlečen s svinčevim dioksidom, negativni pa s spužvastim svincem. Pred kratkim so se začele proizvajati baterije z elektrodami iz svinčevo-kalcijeve zlitine. Te baterije so popolnoma zapečatene in brez vzdrževanja.
Ko je akumulator povezan z akumulatorjem, aktivni material na ploščah začne kemično reakcijo z raztopino elektrolita in nastane električni tok. Elektrolit se sčasoma izčrpa zaradi odlaganja svinčevega sulfata na ploščah. Baterija (baterija) začne izgubljati polnjenje. Med polnjenjem pride do kemične reakcije v obratnem vrstnem redu, pretvori se svinčev sulfat in voda, poveča se gostota elektrolita in se obnovi vrednost naboja.
Za baterije je značilna samoprazna vrednost. Pojavi se v bateriji, ko je neaktiven. Glavni vzrok je onesnaženje površine akumulatorja in slaba kakovost destilarne. Hitrost samopraznjenja se pospeši z uničenjem svinčenih plošč.
Vrste polnilcev
Razvite so bile številne sheme polnilnikov za avtomobile, ki uporabljajo različne elementarne podlage, in temeljni pristop. Po načelu delovanja polnilne naprave razdelimo v dve skupini:
- Izstrelki, zasnovani za zagon motorja, ko baterija ne deluje. Na kratko priključite veliko količino toka na sponke akumulatorja, zaganjalnik se vklopi in motor se zažene, nato pa se akumulator napolni iz generatorja vozila. Izdajo se samo za določeno trenutno vrednost ali z možnostjo nastavitve njegove vrednosti.
- Pred polnjenjem polnilnikov, sponke iz naprave so priključene na priključke akumulatorja in tok se napaja dlje časa. Njegova vrednost ne presega deset amperov, v tem času se obnovi energija akumulatorja. Po drugi strani jih delimo na postopne (čas polnjenja od 14 do 24 ur), pospešene (do tri ure) in kondicioniranje (približno eno uro).
Po njihovem vezju se razlikujejo impulzne in transformatorske naprave. Prva vrsta se uporablja pri delu visokofrekvenčnega pretvornika signalov, za katerega sta značilna majhnost in teža. Druga vrsta kot transformator uporablja transformator z usmerniško enoto, je enostavna za izdelavo, vendar ima veliko težo in nizek koeficient učinkovitosti (COP).
Polnilnik za avtomobilske akumulatorje, narejen z lastnimi rokami ali kupljen na prodajnem mestu, so zahteve enake, in sicer:
- stabilnost izhodne napetosti;
- visoka vrednost učinkovitosti;
- zaščita pred kratkim stikom;
- indikator nadzora polnjenja.
Ena glavnih značilnosti naprave za polnjenje je količina toka, ki polni baterijo. Pravilno napolnite baterijo in podaljšajte njeno delovanje bo delovalo samo pri izbiri želene vrednosti. V tem primeru je pomembna tudi hitrost polnjenja. Večji kot je tok, večja je hitrost, vendar velika vrednost hitrosti vodi do hitrega razkroja baterije. Verjame se, da bo pravilna trenutna vrednost enaka desetim odstotkom zmogljivosti baterije. Zmogljivost je določena kot količina toka, ki jo daje baterija na enoto časa, meri se v amperih.
Domač polnilec
Vsak ljubitelj avtomobilov bi moral imeti polnilno napravo, tako da, če ni priložnosti ali želje po nakupu končane naprave, ne bo preostalo drugega, kot da sami opravite polnjenje baterije. Z lastnimi rokami je enostavno narediti najpreprostejšo in večnamensko napravo. Če želite to narediti, potrebujete vezje in niz radijskih elementov. Obstaja tudi možnost preoblikovanja neprekinjenega napajanja (UPS) ali računalniške enote (AT) v napravo za ponovno polnjenje baterij.
Polnilnik transformatorjev
Takšno napravo je najlažje sestaviti in ne vsebuje redkih delov. Vezje je sestavljeno iz treh vozlišč:
- transformator
- usmernik blok;
- regulator.
Napetost iz industrijskega omrežja se napaja v primarnem navitju transformatorja. Sam transformator se lahko uporablja katere koli vrste. Sestavljen je iz dveh delov: jedra in navitij. Jedro je sestavljeno iz jekla ali ferita, navitja iz materiala prevodnika.
Načelo delovanja transformatorja temelji na pojavu izmeničnega magnetnega polja med prehodom toka skozi primarno navijanje in njegovim prenosom na sekundarno. Za pridobitev potrebne napetostne napetosti na izhodu je število obratov v sekundarnem navitju manjše kot v primarnem. Raven napetosti na sekundarnem navitju transformatorja je izbrana enaka 19 voltov, njegova moč pa bi morala zagotavljati trikratno polnjenje napajalnega toka.
Iz transformatorja zmanjšana napetost prehaja skozi usmerniški most in vstopi v reostat, ki je zaporedno povezan z baterijo. Reostat je zasnovan za nadzor obsega napetosti in toka s spreminjanjem upora. Odpornost reostata ne presega 10 ohmov. Trenutno vrednost nadzoruje ampermeter, ki je serijsko povezan pred baterijo. Takšna shema ne bo delovala za polnjenje baterije z zmogljivostjo več kot 50 Ah, saj se reostat začne pregrevati.
Vez lahko poenostavite tako, da odstranite reostat in na vhodu pred transformatorjem namestite niz kondenzatorjev, ki se uporabljajo kot reaktanca za zmanjšanje omrežne napetosti. Manjša kot je nazivna vrednost kapacitivnosti, manj napetosti se napaja v primarnem navitju v omrežju.
Posebnost takega vezja je potreba po zagotavljanju nivoja signala na sekundarnem navitju transformatorja, ki je pol in večkrat večji od delovne napetosti bremena. Tak vezje se lahko uporablja brez transformatorja, vendar je zelo nevarno. Brez galvanske izolacije lahko pride do električnega udara.
Naprava za impulzno polnjenje
Prednost impulznih naprav v visoki učinkovitosti in kompaktni velikosti. Naprava temelji na čipu s pulzno-širinsko modulacijo (PWM). Zmogljiv impulzni polnilnik lahko sami sestavite:
Gonilnik IR2153 se uporablja kot krmilnik PWM. Po usmerniških diodah se vzporedno z baterijo postavi polarni kondenzator C1 s kapacitivnostjo v območju 47-470 μF in napetostjo najmanj 350 voltov. Kondenzator odstrani napetosti v linijski napetosti in linijski hrup. Diodni most se uporablja z nazivnim tokom več kot štiri ampere in z obratno napetostjo najmanj 400 voltov. Voznik nadzoruje zmogljive N-kanalne terenske tranzistorje IRFI840GLC, nameščene na radiatorjih. Tok takega naboja bo do 50 amperov, izhodna moč pa do 600 vatov.
Impulzni polnilnik za avtomobil lahko naredite z lastnimi rokami s pomočjo pretvorjenega računalniškega napajanja v formatu AT. Kot krmilnik PWM uporabljajo skupni čip TL494. Sama sprememba je povečanje izhodnega signala na 14 voltov. Če želite to narediti, boste morali pravilno namestiti nastavitveni upor.
Upor, ki povezuje prvo nogo TL494 s stabiliziranim + 5 V vodila, se odstrani, namesto drugega, ki je povezan z 12-voltno vodilko, pa spajkamo upor 68 kΩ. Ta upor nastavi zahtevano stopnjo izhodne napetosti. Napajanje se vklopi z mehanskim stikalom v skladu z vezjem, ki je navedeno na ohišju napajanja.
Naprava na čipu LM317
V integriranem vezju LM317 je enostavno izvedljiv dokaj preprost, a stabilno delujoč polnilni krog. Čip zagotavlja raven signala 13, 6 voltov z največjim tokom 3 amperov. LM317 je opremljen z integrirano zaščito pred kratkim stikom.
Napetost v vezje naprave se napaja prek sponk iz neodvisne enote za napajanje z enosmernim tokom 13-20 voltov. Tok, ki poteka skozi indikator LED HL1 in tranzistor VT1, vstopi v stabilizator LM317. Od izhoda neposredno do baterije preko X3, X4. Delilnik, sestavljen na R3 in R4, nastavi zahtevano vrednost napetosti za odpiranje VT1. Spremenljivi upor R4 nastavi omejitev polnilnega toka in raven izhodnega signala R5. Izhodna napetost je nastavljena od 13, 6 do 14 voltov.
Shemo je mogoče čim bolj poenostaviti, vendar se bo njena zanesljivost zmanjšala.
V njem upor R2 izbere tok. Močan element iz nikromirane žice se uporablja kot upor. Ko se baterija izprazni, je polnilni tok največji, lučka VD2 močno zasveti, ko se napolni, se tok začne zmanjševati in LED zatemne.
Brezprekinitveno napajanje
Polnilnik lahko oblikujete iz navadnega neprekinjenega napajanja, tudi če je napajanje elektronske enote. Če želite to narediti, se iz enote odstrani vsa elektronika, razen transformatorja. V visokonapetostno navijanje 220 V transformatorja se doda vezje usmernika, stabilizacija toka in omejitev napetosti.
Usmernik je sestavljen na kateri koli močni diodi, na primer domačem D-242 in omrežnem kondenzatorju z močjo 2200 µF pri 35-50 voltov. Izhod je signal z napetostjo 18-19 voltov. Kot stabilizator napetosti se uporablja čip LT1083 ali LM317 z obvezno namestitvijo na radiator.
S priključitvijo baterije se nastavi napetost 14, 2 voltov. Raven signala je priročno nadzorovati z voltmetrom in ampermetrom. Voltmeter je priključen vzporedno s terminali akumulatorja, ampermeter pa zaporedno. Ko se baterija napolni, se bo njen upor povečeval, tok pa bo padal. Še enostavneje je regulacijo izvesti s triac, povezanim s primarnim navitjem transformatorja kot zatemnilnik.
Ko napravo izdelujete sami, ne pozabite na električno varnost pri delu z omrežjem z izmeničnim tokom 220 V. Praviloma pravilno izvedena polnilna naprava iz uporabnih delov začne delovati takoj, morate samo nastaviti polnilni tok.