Avtomatski polnilec akumulatorjev od 0.1 do 3A

    Slike LOGOTIPI Svet elektronike color 300x92 - Avtomatski polnilec akumulatorjev od 0.1 do 3AAX elektronika d.o.o.
    2020_287_53

    V eni prvih številk revije Svet Elektronike (št.6) smo objavili avtomatski polnilnik akumulatorjev, ki je doživel lep sprejem med bralci. Na tržišču je vse več novejših ali »pametnejših« polnilnikov akumulatorjev. Naš polnilnik se z njimi ne more kosati, saj ne vsebuje sodobnih mikrokontrolerjev in drugih modernih čipov. Namenjen je le za Pb oziroma svinčene akumulatorje. Ima pa to dobro lastnost da stalno dopolnjuje akumulator.

    Tudi zime niso več takšne, kot so nekoč bile! Se še spominjate -10°C ali -20°C, ko so zjutraj pred garažami avtomobili počasi pokašljevali, preden so, če sploh so, zaropotali in odpeljali!? Z nostalgijo se spominjamo takšnih zim. Naprave, kot je tale, ki jo bomo tukaj opisali, bi bile prav gotovo zanimive za naše bralce.
    Naš polnilnik akumulatorja je namenjen samograditeljem, ki si ga želijo narediti sami doma. Lahko se uporabi tudi kot seminarska naloga, saj je sestava in izdelava preprosta.

    POZOR! KIT komplet je predviden za 230V napajanje,zato bodite ZELO PAZLJIVI ko boste polnilnik priklopili v vtičnico. Preverite, če so vse povezave pravilne, da kakšen kabel ne visi ali se dotika kakšnega elementa, še posebej na napajalnem delu in okoli transformatorja.

    Namen
    Avtomatski polnilnik akumulatorjev je namenjen polnjenju ali stalnemu dopolnjevanju Pb oziroma svinčenih akumulatorjev v avtomobilih ali v motorjih. Glede na vhodno napetost (ki se lahko preklopi), daje na izhodu napetosti za polnjenje 6V ali 12V akumulatorjev.

    Vezje preseneča s svojo zaščito proti raznim neumnostim, ki jih lahko zagreši raztresen uporabnik pri priklopu. Prijatelj, ki takšen polnilnik uporablja že nekaj časa, pravi, da je »trotlziher« in da ga mirno pusti priklopiti tudi neveščim uporabnikom, kot je njegova žena, ki sicer nima nič skupnega z elektriko. Sicer pa ga ima shranjenega v garaži in tako je vedno pri roki, da ga priklopi na akumulator. Brez skrbi ga pusti priklopljenega čez noč. In zjutraj, pravi, ni še nikoli zamudil v službo zaradi praznega akumulatorja.

    Tudi bralcem priporočamo izdelavo tega enostavnega in zanesljivega polnilnika ravno v ta namen: stalno dopolnjevanje akumulatorja v vozilu, sploh pa takrat, kadar so dnevi mrzli in vozilo nekaj dni ni bilo v uporabi.

    Pomembne informacije
    Tri LED diode (LD) opozarjajo uporabnika o stanju vezja:

    • LD1 (rumena – ON) nakazuje, da je polnilnik priključen na napajanje 230V.
    • LD2 (rdeča – NAPAČNA POLARITETA) zasveti, kadar je akumulator priključen z napačno polariteto, kar se nam sicer lahko hitro primeri, da smo obrnili priključke.
    • LD3 (zelena – POLNJENJE) pa sveti, kadar teče polnilni tok, torej je polnjenje akumulatorja v teku. LD3 ugasne, kadar je polnjenje končano in polnilni tok pade pod neko minimalno vrednostjo. LD3 tudi ne sveti, kadar je na izhodu kratek stik.

    Signalizacija torej nakazuje vsa možna stanja, ki lahko nastanejo pri uporabi polnilnika.

    Električna shema vezja

    Glavni sestavni del je integrirano vezje LM723, integrirani stabilizator napetosti, ki je eno največkrat uporabljenih vezij za stabilizacijo napetosti in prav gotovo dobro poznano tudi bralcem. V tem vezju prav tako opravlja stabilizacijo izhodne napetosti, povratno informacijo dobiva preko potenciometra R13, s katerim se tudi nastavi izhodna napetost.

    Tranzistor Q2 – BD645, predstavlja glavni regulacijski element, ki določa izhodni polnilni tok. Tok je omejen v štirih stopnjah in sicer: 3A, 1A, 0,5A in 0,1A. Vsaki od teh vrednosti toka ustreza svoja vrednost omejitvenega upora:

    • R4 = 5R6 Ohm / 0,5W , omejuje tok na 0,1A
    • R3 = 1R4 Ohm / 0,5W, omejuje tok na 0,5A
    • R2 = R56 Ohm / 5W, omejuje tok na 1A
    • R1 = R15 Ohm / 5W, omejuje tok na 3A

    Posamezno vrednost polnilnega toka je možno nastaviti tudi z dodatnim preklopnikom. Nižje vrednosti so primerne tudi za polnjenje manjših Pb akumulatorjev, kot npr. takih za uporabo v alarmnih sistemih. Za polnjenje avtomobilskih akumulatorjev je primerna vrednost 3A, le za dopolnjevanje bi bil primeren tudi tok 1A. Paziti je potrebno na moč uporabljenih uporov, za R1 in R2 priporočamo upore moči reda 5W, za R3 in R4 zadostuje upor moči 0,5W. Pri tem so upori za malenkost predimenzionirani, bodo pa zato sproščali manj toplote. Tranzistor Q2 mora biti montiran na ustrezen hladilnik.

    Omejitev toka je v bistvu izvedena z NPN tranzistorjem Q3. Kadar je padec napetosti na izbranem omejitvenem uporu večji od približno 0,6V, začne tranzistor Q3 prevajati in s tem zapirati tranzistor Q2 ter omejevati izhodni tok.

    Tranzistor Q4 ima zaščitno funkcijo in je pri normalnem delovanju zaprt. V primeru, da se priključi akumulator z obrnjeno polariteto, ta tranzistor dobiva bazno napetost preko diode D3 in upora R4. V takem stanju začne prevajati in s tem zapirati glavni tranzistor Q2.

    Zaščitno funkcijo imata tudi diodi D1 in D2, ki ščitita LM723 pred priključitvijo akumulatorja z napačno polariteto. Tranzistor Q5 ima v vezju le funkcijo prižiganja diode LD3. Za to diodo lahko uporabimo zeleno barvo, saj sveti le v primeru, da je priključitev v redu in teče polnilni tok. Kadar je napetost med bazo in emitorjem Q5 večja od cca. 0,6V, tranzistor začne prevajati in s tem zasveti LD3. Ta napetost pa doseže to vrednost pri cca. 10mA polnilnega toka, ki povzroči tolikšen padec na 56 Ohm uporu R10. Polnilni tok je običajno večji od 10mA, zato je vzporedno z R10 vezana dioda D1, ki prevaja ostanek toka. Dimezionirana mora biti za prevajanje celotnega polnilnega toka, ki je lahko maksimalno 3A. Dobro je, če na tem mestu uporabimo 5A diodo.

    LD2 sveti le v primeru, da smo sponke akumulatorja narobe priključili. R12 omejuje tok skozi obe LED diodi LD3 in LD2, sveti lahko vedno le ena izmed njiju. Če pri priključitvi zasveti LD2, smo naredili napako pri priključitvi akumulatorja, zamenjali smo sponke, zato uporabimo za LD2 rdečo barvo, ki opozarja na napako. Vezje je sicer toliko zaščiteno, da pri napačni priključitvi ne more priti do poškodbe.

    Tranzistor Q1 – BF256, je v vezju zaradi omejitve toka skozi LED diodo LD1, ki signalizira vklop polnilnika. O tej vezavi smo v naši reviji že pisali. Tranzistor omejuje tok skozi LED na približno 12mA ne glede na vhodno napetost. Ker je polnilnik namenjen polnjenju 6V in 12V akumulatorjev, je na vhodu, odvisno od preklopnika na transformatorju, lahko napetost med 14V in 25V, kar bi predstavljalo problem, če bi bil tok skozi LED omejen z upornostjo. Tranzistor Q1 rešuje ta problem saj zagotavlja konstantni tok skozi LED diodo ne glede na vhodno napajalno napetost.

    Transformator T1 ima na primarnem navitju možnost priključitve 230V, na sekundarnem pa daje 8V in 10V. Za polnjenje 12V akumulatorjev potrebujemo 18V in 10V za polnjenje 6V akumulatorjev. Transformator je dimenzioniran za moč cca. 50W.

    Realizacija
    Pripravili smo dvostransko tiskano vezje, na katerem se lahko polnilnik realizira. Tiskano vezje si tako lahko izdelate sami, lahko pa ga tudi naročite preko prodajnega servisa. Na voljo sta dve vrsti KIT kompleta. Mnenja smo, da na ta način puščamo malo prostora tudi tistim bralcem, ki bi radi uporabili star transformator iz svoje zaloge in zmontirali celo napravo v ohišje, ki je na voljo ali ki jim ustreza.

    287 53 11 300x129 - Avtomatski polnilec akumulatorjev od 0.1 do 3A

    Električna shema

    Izdelava
    Za vsakega, ki je že kdaj sestavil kakšno elektronsko napravo, prav gotovo ne bo predstavljalo problema sestaviti tudi to. Kljub temu je nekaj posebnosti, na katere bi opozorili. Vsi elementi so montirani na tiskanem vezju, razen tranzistorja Q2, ki je montiran na hladilno telo. Zgornja površina hladilnika je lahko v velikosti ploščice.

    Varovalka F1 varuje pred napako v transformatorju in to na primarni strani, zato je na njenem nosilcu napetost 230V.

    Ni odveč opozorilo, da pri priključenem polnilcu ne segajte z roko po ploščici tiskanega vezja, ker je to smrtno nevarno!!!

    287 53 06 300x300 - Avtomatski polnilec akumulatorjev od 0.1 do 3A

    Potenciometer R13 pred priključitvijo nastavimo na srednjo vrednost. Pri priključitvi zasveti LD1 (rdeča LED dioda), na izhodnih sponkah pa lahko z instrumentom izmerimo izhodno napetost. S potenciometrom R13 nastavimo izhodno napetost na vrednost 2,3 x število celic akumulatorja.

    Vsi priključki se lahko izvedejo s priključnimi vijačnimi sponkami, ali pa se enostavno na njih prispajka žice.

    Če bomo uporabili polnilnik samo za polnjenje 12V avtomobilskih akumulatorjev, ne potrebujemo transformatorja z dvema sekundarnima napetostima. Tako tudi ne potrebujemo preklopnika za preklop med polnjenjem 12V ali 6V akumulatorja in tudi ne preklopnika, ki bi preklapljal med različnimi polnilnimi tokovi, zadostoval bi le tok 3A ali morda še 1A z enostavnim enopolnim preklopom.

    Za popolni izkoristek vseh zmožnosti polnilnika pa potrebujemo dvostopenjski enopolni preklopnik za preklop sekundarne napetosti transformatorja in štiristopenjski enopolni preklopnik za nastavitev polnilnega toka.Gumbi preklopnikov naj bodo na čelni plošči ohišja, kontakti preklopnika pa z žicami povezani na ploščico TIV. Ohišje naj bo dovolj prostorno, da omogoča nemoteno hlajenje tako transformatorja kot vezja oz. Q2 in uporov R1 in R2. Tranzistor Q2 lahko kot hladilnik uporabi tudi večjo stranico ohišja.

    Če nimamo na voljo elementov, ki so označeni na shemi, lahko namesto Q2 uporabimo tudi BD647 ali BD649, namesto Q3 in Q4 celo paleto tranzistorjev od BC238, BC239 pa do BC547, BC548 in BC549 A, B ali C, verjetno pa bi na tem mestu prav dobro deloval tudi kakšen drugi NPN tranzistor.

    Namesto Q5 pa lahko uporabimo tudi druge PNP tranzistorje, kot na primer BC307, BC308, BC309, BC557, BC558 ali BC559 A, B ali C, prav tako pa bi delovali tudi drugi podobni tranzistorji. Tranzistor Q1 pa bi lahko zamenjali s kakšnim drugim FETom.

    Nastavitev in uporaba
    Pred priključitvijo na napajalno napetost še enkrat preglejmo vse povezave med tiskanino in obrobjem, položaj elementov na tiskanini ter tiskanino samo zaradi morebitnih mrzlih lotov.
    S tem je vsa potrebna nastavitev opravljena. Za sestavljanje nam vam bo v pomoč naša fotogalerija sestavljenega izdelka.

     

    Polnilnik za 6V akumulatorje: Nastavitev potenciometra R13 na 6,9V za 6V akumulator za 3 celice.

    Polnilnik za 12V akumultorje: Nastavitev potenciometra R13 na 13.8V za 12V akumulator za 6 celic.

     

    O uporabi smo že govorili, če sami nimate dovolj časa za priklop polnilnika na akumulator, prepustite to svoji ženi. Ne ženi, ne akumulatorju in ne polnilniku se ne more ničesar zgoditi. Ščasoma boste ugotovili, da je tak polnilnik nepogrešljiv element v vaši garaži.

    Naj naša samogradnja dobro služi vam in vašemu akumulatorju.

    Slike ACC ACC 1a - Avtomatski polnilec akumulatorjev od 0.1 do 3A

    V eni prvih številk revije Svet Elektronike (št.6) smo objavili avtomatski polnilnik akumulatorjev, ki je doživel lep sprejem med bralci. Letošnja zima sicer še ne kaže zob, vendar neminovno prihajajo hladnejši časi. Zato smo se v uredništvu odločili, da ponovimo uspešen projek iz prvih številk revije.

    Tudi zime niso več takšne, kot so nekoč bile! Se še spominjate -10°C ali -20°C, ko so zjutraj pred garažami avtomobili počasi pokašljevali, preden so, če spoloh so, zaropotali in odpeljali!? Z nostalgijo se spominjamo takšnih zim. Naprave, kot je tale, ki jo bomo tukaj opisali, bi bile prav gotovo zanimive za naše bralce. ACC – Avtomatski polnilec akumulatorjev od 0.1 do 3

    Vsebina je na voljo le naročnikom na internetno izdajo.

    Prijava

    Nakup naročnine

    Tags: