Atașament inversor pentru încărcător. Deconectarea automată a bateriei sau atașarea încărcătorului Circuite pentru atașarea încărcătorului

Încărcător-ataș, de ex. un încărcător (încărcător sau atașament pentru încărcător) care nu are propria sursă de alimentare.

Sursa de alimentare a dispozitivului poate fi un SMPS, unitate de alimentare, transformatoare, panouri solare, generatoare eoliene, baterii, rețele de transport, tensiune de la 20 la 60 volți DC sau de la 18 la 42 volți AC. Este posibil să creșteți intervalul superior, dar pentru aceasta va fi necesar să schimbați valorile nominale ale componentelor etapei de intrare și tensiunea de intrare a regulatoarelor interne de tensiune la +12 și +5 V.

Încărcătorul poate funcționa în mai multe moduri:

1. Încărcați/descărcați orice baterii în conformitate cu algoritmul selectat de utilizator, curenți și tensiuni, la fiecare etapă a algoritmului, în intervalul 0-40V și 0-50A. Descărcătorul este de până la 18A și, în prezența unei sarcini active externe, se instalează în loc de siguranța F3 și se modifică valorile nominale ale rezistențelor de curent de la 0,33 Ohm la 0,15 Ohm 10W, apoi până la 40A.
2. Acționează ca sursă de alimentare de laborator sau sursă de alimentare programabilă, în intervalul 0-40V și 0-50A.
3. Controler MPRT - încărcarea bateriei atunci când sursa sunt panouri solare sau un generator eolian (suportat de hardware, dar încă neimplementat în software)
4. În modul inactiv, să fie pornit, dar fără a scoate nimic - o sarcină deconectată galvanic și un convertor de putere oprit.

Algoritmi de încărcare a bateriei:

1. IUoU - stabilizare pas cu pas, primul curent ("I" - stabilizare curent) - stadiul de încărcare principală, până la atingerea tensiunii următoarei etape de stabilizare a tensiunii la bornele bateriei ("U" - stabilizare a tensiunii) - stadiul de încărcare la tensiune stabilizată, stabilizarea de către tensiune este menținută la valoarea curentului minim de încărcare ("o" - curent de oprire), după oprirea încărcătorului, se așteaptă ca tensiunea la bornele bateriei să scadă la valoarea tensiunii a următoarei etape de stabilizare a tensiunii („U” - stabilizare a tensiunii) - etapă de stocare, menținând valoarea tensiunii la bornele Bateria durează nelimitat atâta timp cât bateria este conectată la încărcător. Dacă, în orice etapă a algoritmului, sursa de alimentare este oprită, atunci când alimentarea este restabilită, încărcătorul va relua funcționarea algoritmului specificat, din stadiul care era înainte de oprire. Toate valorile programabile ale curenților, tensiunilor, algoritmului și etapele acestuia sunt stocate în memoria EEPROM nevolatilă.
2. IUIoU - stabilizare pas cu pas, primul curent ("I" - stabilizare curent) - stadiul de încărcare principală, până la atingerea tensiunii următoarei etape de stabilizare a tensiunii la bornele bateriei ("U" - stabilizare a tensiunii) - treapta de încărcare la tensiune stabilizată, stabilizarea prin tensiune se menține până la valoarea curentului de încărcare a următoarei etape de stabilizare a curentului ("I" - stabilizare curentă) - așa-numita etapă de "încărcare" și continuă până la tensiune la bornele bateriei atinge valoarea limită a tensiunii sau tensiunea nu crește în 2 ore, după care bateria este deconectată de la încărcător ("o" - deconectare), după deconectare, tensiunea la bornele bateriei este de așteptat să scadă la valoarea tensiunii următoarei etape de stabilizare a tensiunii („U” - stabilizare a tensiunii) - treapta de stocare, menținând valoarea tensiunii la bornele bateriei pe termen nelimitat atâta timp cât bateria este conectată la încărcător. Dacă, în orice etapă a algoritmului, sursa de alimentare este oprită, atunci când alimentarea este restabilită, încărcătorul va relua funcționarea algoritmului specificat, din stadiul care era înainte de oprire. Toate valorile programabile ale curenților, tensiunilor, algoritmului și etapele acestuia sunt stocate în memoria EEPROM nevolatilă.
3. IUo - la fel ca la punctul 1, dar fără stadiul de stocare - bateria este oprită la sfârșitul încărcării
4. IUIo - la fel ca la punctul 2, dar fără stadiul de stocare - bateria este oprită la sfârșitul încărcării
5. „Swing” - o încărcare cu curent și tensiune limitate, de ex. încărcarea cu un curent dat, până la o tensiune dată, urmată de oprire și așteptare până când o anumită tensiune scade, apoi într-un cerc (ciclu) până când curentul de încărcare scade la un curent de oprire dat.
6. „Asimetric” - alternarea încărcării cu un curent dat, până la o tensiune dată, și descărcarea cu un curent dat, în raportul timp de încărcare/descărcare.
7. Descărcarea cu un curent dat, până la o tensiune dată, la atingerea căreia tensiunea se stabilizează și curentul scade până când curentul scade la valoarea specificată.
8. Combinații de algoritmi - CTC (descărcarea unei baterii încărcate + încărcare ulterioară conform algoritmului IUIo), trei CTC la rând.

Schema de conectare a microcontrolerului:

Schema unei unități de descărcare îmbunătățite (cu curent de descărcare maxim crescut):

Poza dispozitivului:

Principiul de funcționare al dispozitivului:

Când porniți dispozitivul, toate DAC-urile sunt setate la zero, controlerul PWM și driverul semi-bridge sunt blocate, se face o verificare, programatic, pentru a vedea dacă există procese neterminate, dacă există, continuarea lor este activată , dacă nu, rămâne oprit, programul (software) iese în meniul principal. Din meniul principal, utilizatorul setează valorile tensiunilor și curenților pentru fiecare dintre etapele algoritmului selectat pentru lucrul cu bateria sau indică curentul și tensiunea pentru modul de alimentare cu energie de laborator. Și, de asemenea, din meniul principal, utilizatorul poate seta setările de dată și oră, poate calibra senzorul de curent și poate verifica funcționalitatea EEPROM-ului.

În timpul proceselor de operare, MK setează, în funcție de DAC-urile corespunzătoare, nivelurile de tensiune care sunt furnizate amplificatoarelor operaționale de eroare corespunzătoare ale controlerului TL494 PWM sau amplificatorului operațional descărcător. Amplificatorul operațional de eroare compară nivelurile DAC-urilor cu nivelurile provenite din etapa de ieșire, setând ciclul de lucru PWM corespunzător. Semnalul PWM este trimis la driverul semi-bridge IR2184 și pornește/oprește alternativ comutatoarele semi-bridge cu un timp mort specificat. Asigurând astfel funcționarea unui convertor sincron DC-DC descendente (Chopper). MK măsoară, folosind un ADC, tensiunea de ieșire, curentul, tensiunea sursei, tensiunea de sarcină, comparând cu valorile specificate de utilizator, tensiunea și curentul, ajustând nivelurile DAC-urilor specificate. MK afișează toate informațiile primite pe afișaj, „în timp real”. Utilizatorul poate ajusta valorile tensiunilor și curenților specificati în timpul procesului. Dacă apar situații anormale, MK deconectează galvanic convertorul, bateria de la încărcător și informează utilizatorul despre un circuit întrerupt al bateriei, sau valorile excesului de tensiune sau curent.

Utilizatorul poate actualiza independent firmware-ul de pe un computer prin USB folosind programul AVRProg și un bootloader în MK.

Circuitele și firmware-ul (software-ul) sunt distribuite gratuit doar pentru replicare individuală, utilizarea comercială este interzisă.

Codul sursă al software-ului (firmware) nu este distribuit și este proprietate intelectuală Autor.

Cu respect, Toropov Roman Yurievich, Perm.

Lista radioelementelor

Acest set-top box, al cărui circuit este prezentat în figură, este realizat pe un tranzistor compozit puternic și este destinat încărcării unei mașini baterie tensiune 12 V curent alternativ asimetric. Acest lucru asigură antrenamentul automat al bateriei, care reduce tendința acesteia de a se sulfata și îi prelungește durata de viață. Set-top box-ul poate funcționa împreună cu aproape orice încărcător cu impulsuri cu undă completă care furnizează curentul de încărcare necesar, de exemplu, cu Rassvet-2 industrial.

Când ieșirea set-top box-ului este conectată la baterie (încărcătorul nu este conectat), când condensatorul C1 este încă descărcat, curentul inițial de încărcare al condensatorului începe să curgă prin rezistorul R1, joncțiunea emițătorului tranzistorului VT1 și rezistența R2. Tranzistorul VT1 se deschide și un curent semnificativ de descărcare a bateriei trece prin el, încărcând rapid condensatorul C1. Pe măsură ce tensiunea pe condensator crește, curentul de descărcare a bateriei scade la aproape zero.

După conectarea încărcătorului la intrarea set-top box-ului, apare un curent de încărcare a bateriei, precum și un curent mic prin rezistența R1 și dioda VD1. În acest caz, tranzistorul VT1 este închis, deoarece căderea de tensiune pe dioda deschisă VD1 nu este suficientă pentru a deschide tranzistorul. Dioda VD3 este, de asemenea, închisă, deoarece tensiunea inversă a condensatorului încărcat C1 îi este aplicată prin dioda VD2.

La începutul semiciclului, tensiunea de ieșire a încărcătorului se adaugă la tensiunea de pe condensator, iar bateria este încărcată prin dioda VD2, ceea ce duce la întoarcerea energiei acumulate de condensator la baterie. Apoi, condensatorul este complet descărcat și se deschide dioda VD3, prin care acum bateria continuă să se încarce. O scădere a tensiunii de ieșire a încărcătorului la sfârșitul semiciclului până la nivelul bateriei EMF și mai jos duce la o modificare a polarității tensiunii pe dioda VD3, închiderea acesteia și oprirea curentului de încărcare.

În acest caz, tranzistorul VT1 se deschide din nou și apare un nou impuls în descărcarea bateriei și încărcarea condensatorului. Odată cu începutul unui nou semiciclu al tensiunii de ieșire a încărcătorului, începe următorul ciclu de încărcare a bateriei.

Amplitudinea și durata impulsului de descărcare a bateriei depind de valorile rezistenței R2 și condensatorului C1. Acestea au fost selectate în conformitate cu recomandările date în [L].

Tranzistorul și diodele sunt plasate pe radiatoare separate, cu o suprafață de cel puțin 120 cm 2 fiecare. Consola folosește un condensator K50-15 pentru temperatura maximă admisă de funcționare de +125 °C; poate fi înlocuit cu condensatoare mari cu o tensiune nominală de cel puțin 160 V, de exemplu, K50-22, K50-27 sau K50-7 (cu o capacitate de 500 μF). Rezistorul R1 este MLT-0,5, iar R2 este C5-15 sau este realizat independent.

Pe lângă tranzistorul KT827A indicat în diagramă, puteți utiliza KT827B, KT827V. Set-top box-ul poate folosi tranzistori KT825G - KT825E și diode KD206A, dar polaritatea diodelor, condensatorului, precum și bornele de intrare și ieșire ale set-top box-ului trebuie inversată.

Se recomandă echiparea încărcătoarelor de baterii auto cu un dispozitiv automat care să le conecteze la scăderea tensiunii. pe baterie la valoarea minimă și se oprește când încărcarea este completă. Acest lucru este necesar în special atunci când este utilizat ca sursă de alimentare de rezervă sau când bateria este depozitată pentru o perioadă lungă de timp fără funcționare - pentru a preveni autodescărcarea.

Descrierea funcționării mașinii pentru deconectarea încărcătorului

Mașina electrică descrisă pentru a opri încărcătorul pornește bateria pentru încărcare atunci când tensiunea de pe aceasta scade. la un nivel prestabilit și se oprește când este atins valoarea maximă. Tensiunea maximă pentru bateriile acide auto este de 14,2-14,5 volți, iar cea minimă admisă în timpul descărcării este de 10,8 volți. Pentru o mai mare fiabilitate, se recomandă limitarea tensiunii minime la 11,5…12 volți.

Circuitul electric dat conține un comparator pe tranzistoarele VT1, VT2 și un comutator pe VT3, VT4. Circuitul electric funcționează după cum urmează. După conectarea bateriei și alimentarea cu tensiune de rețea, trebuie să apăsați butonul SB1 „Start”. Tranzistoarele VT1 și VT2 sunt blocate, deblocând cheia VT3, VT4, care activează releul electric K1.

Releul, cu bornele sale normal închise K1.2, oprește releul electric K2, ale cărui borne normal închise (K2.1) conectează încărcătorul la rețea. O astfel de diagramă de conexiune electrică complexă este utilizată din 2 motive:

• în primul rând, se realizează o izolație galvanică a circuitului electric de înaltă tensiune față de circuitul de joasă tensiune;
• in al doilea rand, pentru ca releul electric K2 sa fie activat la tensiune maxima. baterie și oprit la minim, pentru că Releul electric RES22 utilizat (pașaport RF 4500163) are o tensiune de funcționare de 12...12,5 V.

Contactele K1.1 ale releului electric K1 sunt mutate în poziția inferioară conform diagramei. În timpul încărcării bateriei, potențialul între rezistențele R1 și R2 crește, iar când tensiunea de deschidere este atinsă la baza VT1, tranzistoarele VT1 și VT2 sunt deblocate, blocând cheia VT3, VT4.

Releul K1 se oprește, pornind K2. Terminalele normal închise ale K2.1 se deschid și opresc încărcătorul. Concluzii K1.1 comută în poziția superioară conform circuitului. Acum potențialul bazat pe tranzistorul compozit VT1, VT2 este determinat de căderea de tensiune. pe rezistenţele R1 şi R2. În timpul descărcării bateriei, potențialul de la baza VT1 scade, iar la un moment dat VT1, VT2 se închid, deschizând cheia VT3, VT4. Ciclul de încărcare este efectuat din nou. Capacitatea C1 este proiectată pentru a elimina interferența cauzată de reluarea contactelor K1.1 în timpul comutării.

Configurarea aparatului pentru a opri încărcătorul

Dispozitivul este configurat fără baterie sau încărcător. Ai nevoie de o sursă de alimentare reglabilă cu limite de reglare de 10...20 V. Este conectată la contacte schema electricaîn loc de GB1. Motorul de rezistență R1 este mutat în poziția superioară, iar motorul R5 este mutat în poziția inferioară. Tensiunea sursei este egală cu tensiunea minimă a bateriei (11,5…12 V).

Prin deplasarea motorului R5, releul electric K1 și LED-ul VD7 sunt aprinse. Apoi, mărind tensiunea sursei de alimentare la 14,2...14,5 volți, prin deplasarea cursorului potențiometrului R1, stingeți K1 și LED-ul. Schimbând tensiunea sursei de alimentare în ambele direcții, asigurați-vă că mașina este conectată la tensiune. 11,5...12 V și oprire - la 14,2...14,5 V. Aceasta completează setarea. În rolul lui R1 și R5, se recomandă utilizarea rezistențelor variabile multi-turn de marca SP5-3 sau similare.

K.Selyugin, Novorossiysk