Un caricabatterie automatico è un must per ogni appassionato di auto. Produciamo i nostri caricabatterie per la batteria di un'auto Come funziona un caricabatterie?

Al giorno d'oggi, ogni famiglia ha un gran numero di dispositivi elettronici in uso. Telefoni, smartphone, torce elettriche, tablet, giocattoli per bambini di tutte le età e molti altri elettrodomestici necessitano di alimentazione da fonti di alimentazione portatili: batterie o batterie ricaricabili.

Gli alimentatori sono progettati per un funzionamento a lungo termine, ma possono guastarsi rapidamente a causa di negligenza. Per sfruttare al meglio le risorse del produttore intrinseche, ti consigliamo di familiarizzare con le caratteristiche operative delle batterie di vari design, le regole per la ricarica e la manipolazione sicura.

Per i lettori più impazienti, puoi passare direttamente alle regole di addebito consigliate dalla fabbrica. Sono elencati alla fine. Tuttavia, una lettura coerente del materiale ti consentirà di comprenderne meglio le caratteristiche e applicarle correttamente nella pratica.

Come funziona e funziona la batteria

L'intera vasta gamma di prodotti per batterie funziona secondo un unico principio di conversione dell'energia dei processi chimici in energia elettrica. Per il suo flusso è stato creato un design speciale.

Principi della batteria

Un recipiente sigillato, chiamato barattolo, è pieno di elettrolita. Al suo interno sono poste due piastre separate l'una dall'altra di metalli diversi, chiamate elettrodi. Su di essi si forma una differenza di potenziale elettrico, che è in grado di eseguire lavoro utile.

Per aumentare la potenza dell'energia, le lattine con piastre vengono realizzate sovradimensionate o collegate in catene parallele. Sollevare tensione di uscita sono collegati in serie. Tali progetti sono chiamati batterie ricaricabili.

Classificazione

Per tipo di elettrolita, le batterie sono suddivise in:

• liquido;
• gel.

In base alle loro caratteristiche di progettazione, le batterie liquide sono suddivise in:

• acido;
• alcalino;
• salino.

I progetti di batterie ad acido sono usati relativamente raramente. Possono essere trovati nei modelli economici di torce elettriche, dove funzionano in combinazione con un caricabatterie.

Le batterie alcaline sono generalmente sovradimensionate. In precedenza, venivano utilizzati per l'illuminazione in lampade portatili, ma ora tali strutture non sono convenienti per il lavoro e hanno cessato di essere utilizzate.

V dispositivi mobili ah per uso domestico, modelli di batterie popolari:

• acido di piombo (Pb + H 2 SO 4);
• nichel-cadmio (Ni-Cd);
• nichel-zinco (Ni-Zn);
• nichel metallico idruro (Ni-Mh);
• ioni di litio (Li-ion);
• polimeri di litio (Li-Pol)

Caratteristiche di design di vari modelli

Un tipico dispositivo di una batteria di accumulatori, costituito da lattine separate con una serie di piastre positive e negative inserite in esse, la sequenza della loro disposizione può essere osservata dall'esempio di un acido batteria.

I design dei modelli cilindrici o "a dito" sono una vista in sezione per una batteria agli ioni di litio con didascalie esplicative per ogni strato.

Aspetto della batteria

Le dimensioni e la forma delle sorgenti di corrente sono create per la loro comoda posizione nelle prese dei dispositivi mobili, l'alimentazione affidabile per i consumatori e la possibilità di ricarica rapida.

Le batterie possono essere a forma di cilindro o tablet, come mostrato nella foto per i comuni dispositivi al nichel-cadmio, che sono assemblati in blocchi con ponticelli speciali.

Quando, in base alle condizioni operative, è preferibile ricevere alimentazione da una singola unità, viene creato un caso comune. Al suo interno sono integrati elementi a dito separati che, grazie alla loro connessione in parallelo e in serie, forniscono caratteristiche di uscita per corrente e tensione.

Questo è il principio alla base della creazione delle batterie per laptop.

Per i dispositivi mobili di piccole dimensioni, le batterie sono create sotto forma di un piccolo parallelepipedo con bordi arrotondati. Su uno dei lati terminali sono montate piattaforme in ottone, che forniscono un contatto elettrico per la sorgente e i consumatori di corrente.

Il principio della conversione dell'energia chimica in energia elettrica di nostro interesse è spiegato dall'immagine.

Una reazione chimica redox avviene tra due sostanze adiacenti con proprietà selezionate. È accompagnato dal rilascio di elettroni e ioni, che, come sai, formano una corrente elettrica durante il movimento.

Affinché le cariche in movimento creino potenziali elettrici e non solo generino calore nell'ambiente quando si mescola un agente ossidante con un agente riducente, è necessario creare le condizioni per questo.

Questi scopi sono serviti da:

• anodo (carica positiva) che effettua una reazione ossidativa;
• catodo a sostanza riducente;
• elettrolita, conducendo corrente durante la dissociazione del mezzo di lavoro in cationi e anioni.

L'anodo e il catodo sono posti in recipienti distanti che sono collegati da un ponte di sale. Anioni e cationi si muovono lungo di esso, creando un circuito interno della batteria. Il circuito esterno è formato collegando un consumatore a un ingresso, ad esempio un voltmetro o un altro carico.

All'anodo e al catodo, elettroni e ioni vengono costantemente trasferiti all'elettrolita e viceversa. Nella catena interna, le cariche si muovono attraverso il ponte salino e nella catena esterna la corrente scorre dall'anodo al catodo.

Questo principio è la base per caricare e scaricare tutti i modelli di sorgenti di corrente chimica.

Come funziona la batteria al nichel cadmio

Ci sono solo due tipi di lavoro:

1. scarico;
2. carica.

Si può distinguere anche la modalità di archiviazione, ma è più corretto riferirla alla categoria che cercano di limitare il più possibile, sebbene non possa essere del tutto evitata.

Ciclo di scarico

L'energia accumulata sugli elettrodi, quando ad essi viene collegato un carico, crea una corrente elettrica nel circuito esterno.

Gli ossidi di nichel con inclusioni di particelle di grafite, che riducono la resistenza elettrica totale, fungono da anodo in una batteria al nichel-cadmio. Il cadmio spugnoso viene utilizzato come catodo.

Durante la scarica, vengono rilasciate molecole di ossigeno attivo dalla composizione di ossidi di nichel, che entrano nell'elettrolita e successivamente al cadmio, ossidandolo.

Ciclo di carica

È consuetudine eseguirlo quando il carico viene rimosso. Quindi puoi utilizzare meno energia del caricabatterie.

La polarità dei terminali del caricabatterie e della batteria deve corrispondere e l'alimentazione esterna deve superare quella interna. Quindi, sotto l'influenza di una sorgente esterna all'interno del banco batterie, si forma una corrente con una direzione opposta alla scarica.

Riorienta il corso dei processi chimici nel contenitore del vaso, arricchisce l'anodo di ossigeno e riduce il cadmio al catodo.

Come funziona una batteria agli ioni di litio

L'anodo di carbonio e il catodo di ossidi metallici contenenti litio, ad esempio della composizione LiMn 2 O 4, sono immersi in un elettrolita organico.

Gli ioni Li + caricati positivamente si muovono al suo interno. In questo caso, il litio stesso non entra in uno stato metallico, ma viene creato uno scambio dei suoi ioni tra le piastre degli elettrodi. Per questo motivo le batterie sono chiamate batterie agli ioni di litio.

Ciclo di carica

Gli ioni di litio vengono rimossi (processo di deiintercalazione) dal catodo contenente litio e incorporati nell'anodo (intercalazione).

Ciclo di scarico

Il movimento degli ioni va nella direzione opposta alla carica e gli elettroni dall'anodo si spostano al catodo e formano una corrente elettrica.

Se confrontiamo i principi di funzionamento di una batteria di qualsiasi tipo, possiamo osservare lo schema generale di movimento degli ioni tra gli elettrodi lungo il circuito interno e gli elettroni lungo il circuito esterno durante la creazione di circuiti di carica e scarica.

Prestazioni della batteria

Tensione di lavoro

Il suo valore è determinato ai terminali aperti con un voltmetro a una carica ottimale. Nel processo di lavoro, diminuisce gradualmente.

Capacità della batteria

Una caratteristica che mostra la quantità di corrente in milliampere o ampere che una batteria può fornire in un periodo di tempo, espressa in ore.

Potenza

Un parametro che tiene conto della capacità della batteria di svolgere lavoro per unità di tempo.

Come funziona un caricabatterie per dispositivi mobili?

Ora tutti i costosi dispositivi elettronici vengono forniti con i propri dispositivi di alimentazione e ricarica.

Sono disponibili batterie separate per ripristinare le prestazioni delle batterie utilizzate singolarmente. dispositivo di ricarica... Sono corredati da istruzioni e tabelle che indicano la durata consigliata del ciclo tecnologico.

Tali modelli di solito forniscono una tensione stabilizzata ai terminali della batteria, in cui la resistenza elettrica cambia gradualmente durante la carica, il che influisce sulla quantità di corrente che scorre. Pertanto, queste raccomandazioni sono di natura media.

Forme di correnti generate dai caricabatterie

Per caricare le batterie si possono utilizzare non solo le correnti continue, ma anche molti altri tipi che risolvono problemi specifici.

Per garantire il loro flusso, vengono creati vari circuiti elettronici che forniscono una tensione di tipo appropriato ai terminali della batteria.

Schemi schematici dei caricabatterie

Vista la loro varietà, daremo come esempio alcune soluzioni tipiche.

Circuito di generazione di corrente costante

La tensione viene ridotta a causa del trasformatore. La sua armonica è rettificata da un ponte a diodi e l'ondulazione è attenuata da un condensatore ad alta capacità.

Le correnti costanti sono fornite all'uscita della batteria.

Lo schema per la creazione di correnti pulsanti

Rimuovendo il condensatore dalla catena precedente, si ottengono increspature di tensione ai terminali della batteria, che formano correnti di forma simile.

Schema per la creazione di correnti pulsanti con un gap

Sostituendo il ponte a diodi con un singolo diodo, otteniamo l'ondulazione delle correnti di frequenza maggiore di un fattore due.

Caricabatterie di servizio

Aumentando la complessità dei circuiti interni, vengono create varie funzioni aggiuntive per i caricabatterie.

In tutti i calcoli del valore della corrente di carica Ic in ampere si assume come valore base un rapporto empirico, misurato come percentuale del valore della capacità C, espresso in amperora.

Tuttavia, per alcuni modelli, il produttore può indicare immediatamente la corrente di carica in termini numerici in ampere, il che non rispetta questa regola. È chiaro che ha buone ragioni per questo.

Batterie al piombo

È consuetudine utilizzare correnti per la carica, pari al 10% o 0,1 della capacità C. Sono registrate come 1C.

Per queste batterie, la tensione su una singola cella non deve superare i 2,3 V, di cui tenere conto durante la ricarica della batteria per non superare il valore critico.

L'accumulo della capacità delle batterie ad acido dopo aver raggiunto il 90% del valore nominale è esponenziale. Pertanto, l'ulteriore carica viene eseguita con correnti ridotte con controllo della tensione sui banchi, che aumenta la durata del processo.

Le batterie al piombo devono condurre periodicamente un ciclo di addestramento al controllo con una scarica e una carica completa.

Batterie alcaline

Per loro, è consuetudine mantenere la corrente di carica al 25% della capacità o 0,25C.

Modelli con batteria al nichel-cadmio

La temperatura ottimale per la ricarica, oltre che per il lavoro, è compresa tra + 10 ÷ 30 ° C. A questa temperatura, l'ossigeno viene assorbito meglio al catodo.

Gli accumulatori cilindrici sono montati da elettrodi strettamente avvolti in un rotolo. Ciò consente di caricarli efficacemente con correnti in un ampio intervallo di 0,1 ÷ 1C. La modalità standard prevede correnti di 0,1C e un tempo di 16 ore. Ad ogni elemento, la tensione sale da uno a 1,35 V.

Se nel caricabatterie è installato un sistema di controllo del sovraccarico, vengono utilizzate correnti aumentate di forma costante con un valore di 0,2 ÷ 0,3 C. Ciò consente di ridurre il tempo di ricarica a 6 o 3 ore. È ammissibile anche un sovrapprezzo compreso tra il 120 e il 140%.

Un inconveniente caratteristico delle batterie al nichel-cadmio è l'effetto "memoria" o perdita reversibile di capacità, che si manifesta quando viene violata la tecnologia di ricarica, o meglio, dopo l'inizio della ricarica di una batteria con una capacità non completamente consumata.

La batteria “ricorda” il limite della riserva residua e, al successivo scaricamento al carico, riduce la propria risorsa al suo raggiungimento. Questa caratteristica viene presa in considerazione durante il funzionamento e, per la conservazione delle batterie Ni-Cd, vengono trasferite in modalità di scarica completa.

Modelli di batterie all'idruro di nichel metallico

Sono stati creati per sostituire le batterie al nichel-cadmio, non hanno effetto memoria, hanno maggiore capacità... Tuttavia, in preparazione al lavoro dopo un mese o più di stoccaggio, è necessario un ciclo di scarico completo, seguito dalla ricarica. Dopo aver completato 3 ÷ 5 di tali cicli, è possibile aumentare la capacità di lavoro.

Per immagazzinare queste batterie, la loro capacità viene convertita al 40% del valore nominale.

La ricarica viene effettuata utilizzando la tecnologia 0.1C per le batterie al nichel-cadmio, ma con controllo della temperatura. Il suo eccesso di 50 О С è inaccettabile. Il forte riscaldamento si verifica alla fine del ciclo quando il corso delle reazioni chimiche rallenta.

Per questi motivi, vengono creati caricabatterie specializzati con sensori di temperatura incorporati per batterie al nichel-idruro metallico.

Modelli con batteria al nichel-zinco

La tensione di una lattina è 1,6 V. La corrente di carica è 0,25 C. Tempo di ricarica 12 ore. Non c'è effetto memoria. Il limite consigliato per raggiungere la capacità durante la ricarica è il 90% del valore nominale.

Non riscaldare più di 40 ° C. Risorsa limitata: tre volte più corta di quella delle batterie al nichel-cadmio.

Modelli con batteria agli ioni di litio

La carica ottimale viene eseguita a corrente costante in due fasi con i seguenti valori:

1. 0,2 ÷ 1C con una tensione di 4 ÷ 4,2 V nei primi 40 minuti;
2. mantenere tensione costante in banca 4,2 V fino a fine ciclo.

È consentita la ricarica con una corrente di 1C per 2 ÷ 3 ore.

La durata delle batterie agli ioni di litio si riduce di:

• tensione di carica superiore a 4,2 V;
• ricarica accompagnando l'accumulo di litio al catodo e l'evoluzione di ossigeno all'anodo.

Di conseguenza, c'è un rilascio violento di energia termica, un aumento della pressione nel corpo e una depressurizzazione.

Al fine di migliorare la sicurezza durante il funzionamento, i produttori di queste batterie applicano una o più misure di protezione durante la carica:

• circuito per lo spegnimento della corrente di carica quando la temperatura nella custodia raggiunge i 90 ° C;
• sensore di sovrapressione;
• sistema di controllo della tensione di carica.

Poiché una batteria agli ioni di litio funziona e si carica all'interno di dispositivi elettronici costosi, dovrebbe essere caricata con cura, utilizzando solo caricabatterie specializzati.

Caratteristiche della carica in base alla profondità di scarica

Caratteristiche di ricarica in base alla temperatura

La scelta corretta di questi parametri può prolungare notevolmente la durata delle batterie agli ioni di litio.

Modelli di batterie ai polimeri di litio

Tutte le regole operative sviluppate per i modelli agli ioni di litio sono adatte a loro. Ma poiché non contengono elettrolita liquido e ne viene utilizzato uno simile al gel, durante la ricarica o il surriscaldamento viene esclusa un'esplosione della custodia, che può solo gonfiarsi.

Comprendere i principi del funzionamento della batteria e della ricarica per i dispositivi mobili ti aiuterà a prolungare la vita dei tuoi gadget, a farli funzionare in modo affidabile e sicuro.

Per consolidare il materiale, suggeriamo di guardare il video del proprietario Admiral134 "Come usare batterie agli ioni di litio».

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Nell'ingegneria elettrica, le batterie sono solitamente chiamate sorgenti di corrente chimica che possono ricostituire, ripristinare l'energia consumata a causa dell'applicazione di un campo elettrico esterno.

I dispositivi che forniscono elettricità alle piastre della batteria sono chiamati caricabatterie: portano la fonte di corrente in condizioni di lavoro, la caricano. Per far funzionare correttamente la batteria, è necessario comprendere i principi del loro funzionamento e il caricabatterie.

Come funziona la batteria?

Un alimentatore a ricircolo di sostanze chimiche durante il funzionamento può:

1. Alimentare il carico collegato, come una lampadina, un motore, cellulare e altri dispositivi, consumando la propria fornitura di energia elettrica;

2. consumare energia elettrica esterna ad essa collegata, spendendola per ripristinare la propria capacità di riserva.

Nel primo caso, la batteria viene scaricata e nel secondo riceve una carica. Esistono molti modelli di batterie, ma hanno principi di funzionamento comuni. Esaminiamo questo problema usando l'esempio di piastre di nichel-cadmio poste in una soluzione elettrolitica.

Scaricamento della batteria

Due circuiti elettrici funzionano contemporaneamente:

1.esterno applicato ai terminali di uscita;

2.interno.

Quando si scarica su una lampadina in un circuito applicato esterno, una corrente formata dal movimento degli elettroni nei metalli scorre da fili e un filamento, e nella parte interna, anioni e cationi si muovono attraverso l'elettrolita.

Gli ossidi di nichel con l'aggiunta di grafite costituiscono la base della piastra caricata positivamente, mentre il cadmio spugnoso viene utilizzato sull'elettrodo negativo.

Quando la batteria è scarica, parte dell'ossigeno attivo degli ossidi di nichel si sposta nell'elettrolita e si sposta sulla piastra con il cadmio, dove lo ossida, riducendo la capacità totale.

Carica batterie

Il carico dai terminali di uscita per la ricarica viene spesso rimosso, sebbene in pratica il metodo venga utilizzato quando il carico è collegato, come sulla batteria di un'auto in movimento o di un telefono cellulare messo in carica, su cui si sta conducendo una conversazione.

I terminali della batteria sono alimentati con tensione da una sorgente esterna di potenza superiore. Ha la forma di una forma pulsante costante o levigata, supera la differenza di potenziale tra gli elettrodi ed è diretta unipolare con essi.

Questa energia fa fluire una corrente nel circuito interno della batteria in senso opposto alla scarica, quando le particelle di ossigeno attivo vengono "spremute" dal cadmio spugnoso e attraverso l'elettrolita ritornano nella loro posizione originale. A causa di ciò, la capacità consumata viene ripristinata.

Durante la carica e la scarica, la composizione chimica delle piastre cambia e l'elettrolita funge da mezzo di trasferimento per il passaggio di anioni e cationi. L'intensità della corrente elettrica che passa nel circuito interno influenza la velocità di ripristino delle proprietà delle piastre durante la carica e la velocità di scarica.

Il corso accelerato dei processi porta al rapido rilascio di gas, riscaldamento eccessivo, che può deformare la struttura delle piastre, interrompere il loro stato meccanico.

Correnti troppo piccole durante la carica allungheranno notevolmente il tempo di recupero della capacità consumata. Con l'uso frequente di una carica ritardata, la solfatazione delle piastre aumenta e la capacità diminuisce. Pertanto, il carico applicato alla batteria e la potenza del caricabatterie vengono sempre presi in considerazione per creare una modalità ottimale.

Come funziona il caricabatterie

La moderna gamma di batterie è piuttosto ampia. Per ogni modello, vengono selezionate le tecnologie ottimali che potrebbero non adattarsi, essere dannose per gli altri. I produttori di apparecchiature elettroniche ed elettriche studiano empiricamente le condizioni operative delle fonti di energia chimiche e creano per esse i propri prodotti, che differiscono aspetto esteriore, progetto, caratteristiche elettriche di uscita.

Strutture di ricarica per dispositivi elettronici mobili

Le dimensioni dei caricabatterie per prodotti mobili di diversa potenza differiscono significativamente l'una dall'altra. Creano un ambiente di lavoro speciale per ogni modello.

Anche per batterie dello stesso tipo di taglia AA o AAA di capacità diverse, si consiglia di utilizzare un proprio tempo di ricarica, a seconda della capacità e delle caratteristiche della sorgente di corrente. I suoi valori sono indicati nella documentazione tecnica di accompagnamento.

Una certa parte di caricabatterie e batterie per telefoni cellulari è dotata di protezione automatica, che interrompe l'alimentazione alla fine del processo. Ma il controllo sul loro lavoro dovrebbe ancora essere effettuato visivamente.

Strutture di ricarica per batterie auto

La tecnologia di ricarica dovrebbe essere seguita con particolare attenzione quando si utilizzano batterie per auto progettate per funzionare in condizioni difficili. Ad esempio, in inverno quando fa freddo con il loro aiuto è necessario far girare il rotore freddo di un motore a combustione interna con lubrificante addensato attraverso un motore elettrico intermedio - un motorino di avviamento.

Le batterie scariche o preparate in modo improprio di solito non fanno fronte a questo compito.

Metodi empirici hanno rivelato la relazione tra la corrente di carica per batterie al piombo e alcaline. Si considera il valore ottimale della carica (Ampere) di 0,1 capacità (Amperora) per il primo tipo e 0,25 per il secondo.

Ad esempio, una batteria ha una capacità di 25 ampere ore. Se è acido, deve essere caricato con una corrente di 0,1 ∙ 25 = 2,5 A e per alcalino - 0,25 ∙ 25 = 6,25 A. Per creare tali condizioni, sarà necessario utilizzare dispositivi diversi o utilizzare un dispositivo universale con una grande quantità di funzioni.

Un moderno caricabatterie al piombo deve supportare una serie di compiti:

controllare e stabilizzare la corrente di carica;

tenere conto della temperatura dell'elettrolita ed evitare che si scaldi oltre i 45 gradi interrompendo l'alimentazione.

La possibilità di effettuare un ciclo di monitoraggio e training della batteria acida del veicolo tramite un caricabatteria è una funzione necessaria, che prevede tre fasi:

1. carica completa della batteria per raggiungere la capacità massima;

2. scarica di dieci ore con una corrente del 9 ÷ 10% della portata nominale (dipendenza empirica);

3. ricaricare una batteria scarica.

Durante il CTC vengono monitorati la variazione della densità dell'elettrolita e il tempo di completamento della seconda fase. Il suo valore viene utilizzato per giudicare il grado di usura delle piastre, la durata della risorsa rimanente.

I caricabatterie alcaline possono essere utilizzati con progetti meno complessi, poiché tali fonti di alimentazione non sono così sensibili alle modalità di sottocarica e sovraccarica.

Il grafico della carica ottimale delle batterie acido-base per auto mostra la dipendenza del guadagno di capacità dalla forma della variazione di corrente nel circuito interno.

All'inizio del processo tecnologico di carica, si consiglia di mantenere la corrente al valore massimo consentito, quindi ridurne il valore al minimo per il completamento finale delle reazioni fisico-chimiche che ripristinano la capacità.

Anche in questo caso è necessario controllare la temperatura dell'elettrolita, introdurre correzioni per l'ambiente.

Il completamento completo del ciclo di carica delle batterie al piombo è controllato da:

ripristino della tensione su ciascun banco 2,5 ÷ 2,6 volt;

raggiungere la densità massima dell'elettrolita, che cessa di cambiare;

la formazione di violente evoluzioni di gas quando l'elettrolita inizia a "bollire";

raggiungimento della capacità della batteria, superando del 15 ÷ 20% il valore dato durante la scarica.

Forme di correnti di caricabatterie

La condizione per caricare la batteria è che alle sue piastre sia applicata una tensione, che crea una corrente nel circuito interno di una certa direzione. Lui può:

1. avere un valore costante;

2. o cambiare nel tempo secondo una certa legge.

Nel primo caso, i processi fisico-chimici della catena interna procedono invariati, e nel secondo - secondo gli algoritmi proposti con aumento e diminuzione ciclici, creando effetti vibrazionali su anioni e cationi. L'ultima versione della tecnologia viene utilizzata per combattere la solfatazione delle lastre.

Alcune delle dipendenze temporali della corrente di carica sono illustrate da grafici.

L'immagine in basso a destra mostra una chiara differenza nella forma della corrente di uscita del caricabatterie, che utilizza il controllo a tiristori per limitare il momento di apertura del semiciclo della sinusoide. Questo regola il carico sul circuito elettrico.

Naturalmente, numerosi caricabatterie moderni possono creare altre forme di correnti non mostrate in questo diagramma.

Principi di creazione di circuiti per caricabatterie

Di solito viene utilizzata una rete monofase da 220 volt per alimentare l'apparecchiatura di ricarica. Questa tensione viene convertita in una bassa tensione sicura, che viene applicata ai terminali di ingresso della batteria attraverso vari componenti elettronici e semiconduttori.

Esistono tre schemi per convertire la tensione sinusoidale industriale nei caricabatterie a causa di:

1.utilizzo di trasformatori di tensione elettromeccanici funzionanti secondo il principio dell'induzione elettromagnetica;

2. l'uso di trasformatori elettronici;

3. senza l'utilizzo di dispositivi trasformatori basati su partitori di tensione.

Tecnicamente, è possibile la conversione della tensione dell'inverter, che è diventata ampiamente utilizzata per i convertitori di frequenza che controllano i motori elettrici. Ma, per caricare le batterie, questo è un dispositivo piuttosto costoso.

Circuiti di carica con separazione del trasformatore

Il principio elettromagnetico di trasferire energia elettrica dall'avvolgimento primario di 220 volt al secondario garantisce completamente la separazione dei potenziali del circuito di alimentazione da quello consumato, esclude il suo ingresso alla batteria e danni in caso di guasti di isolamento. Questo metodo è il più sicuro.

I circuiti delle parti di potenza dei dispositivi con trasformatore hanno molti design diversi. L'immagine seguente mostra tre principi per creare diverse correnti della sezione di potenza dai caricabatterie attraverso l'uso di:

1. ponte a diodi con condensatore di livellamento dell'ondulazione;

2. ponte a diodi senza ripple smoothing;

3. un singolo diodo che taglia la semionda negativa.

Ciascuno di questi circuiti può essere utilizzato indipendentemente, ma di solito uno di essi è la base, la base per crearne un altro, più conveniente per il funzionamento e il controllo in base al valore della corrente di uscita.

L'uso di set di transistor di potenza con circuiti di controllo nella parte superiore dell'immagine sullo schema consente di ridurre la tensione di uscita ai contatti di uscita del circuito del caricatore, il che garantisce la regolazione dei valori delle correnti costanti attraversate le batterie collegate.

Una delle varianti di un tale design del caricabatterie regolato in corrente è mostrata nella figura seguente.

Gli stessi collegamenti nel secondo circuito consentono di regolare l'ampiezza dell'ondulazione, per limitarla nelle diverse fasi di carica.

Lo stesso circuito centrale funziona efficacemente quando si sostituiscono due diodi opposti nel ponte a diodi con tiristori, che regolano equamente l'intensità della corrente in ciascun semiciclo alternato. E l'eliminazione delle semiarmoniche negative è affidata ai restanti diodi di potenza.

Sostituzione del singolo diodo nell'immagine in basso con un tiristore a semiconduttore con un separato circuito elettronico per l'elettrodo di controllo, permette di ridurre gli impulsi di corrente dovuti alla loro successiva apertura, che serve anche per diversi modi batteria in carica.

Una delle varianti di tale implementazione del circuito è mostrata nella figura seguente.

Assemblare con le tue mani non è difficile. Realizzabile indipendentemente dalle parti disponibili, permette di caricare batterie con correnti fino a 10 ampere.

La versione industriale del circuito di carica del trasformatore "Electron-6" è realizzata sulla base di due tiristori KU-202N. Per regolare i cicli di apertura delle semiarmoniche, è stato creato un circuito separato di diversi transistor per ciascun elettrodo di controllo.

Tra gli automobilisti sono popolari dispositivi che consentono non solo di caricare le batterie, ma anche di utilizzare l'energia di una rete di alimentazione a 220 volt per collegarla in parallelo all'avvio del motore di un'auto. Si chiamano avvio o avvio-caricamento. Hanno un circuito elettronico e di potenza ancora più complesso.

Circuiti trasformatori elettronici

Tali dispositivi sono fabbricati dai produttori per alimentare lampade alogene con una tensione di 24 o 12 volt. Sono relativamente economici. Alcuni appassionati stanno cercando di collegarli per caricare batterie a bassa potenza. Tuttavia, questa tecnologia non è ampiamente sviluppata e presenta notevoli inconvenienti.

Circuiti di carica senza separazione del trasformatore

Quando più carichi sono collegati in serie a una sorgente di corrente, la tensione di ingresso totale viene suddivisa in sezioni componenti. A causa di questo metodo, i divisori funzionano, creando una caduta di tensione fino a un certo valore sull'elemento di lavoro.

Su questo principio vengono creati numerosi caricabatterie con resistenze resistive-capacitive per batterie a bassa potenza. A causa delle piccole dimensioni dei componenti, sono incorporati direttamente all'interno della torcia.

Interno circuito elettrico completamente racchiuso in una custodia isolata di fabbrica, escludendo il contatto umano con il potenziale di rete durante la ricarica.

Numerosi sperimentatori stanno cercando di implementare lo stesso principio per caricare le batterie delle auto, proponendo uno schema di connessione da una rete domestica attraverso un gruppo di condensatori o una lampadina a incandescenza con una potenza di 150 watt e impulsi di corrente passanti della stessa polarità.

Disegni simili possono essere trovati sui siti dei maestri del fai-da-te che esaltano la semplicità del circuito, l'economicità delle parti, la capacità di ripristinare la capacità di una batteria scarica.

Ma tacciono sul fatto che:

il cablaggio aperto 220 rappresenta;

Il filamento della lampada sotto tensione si riscalda, cambia la sua resistenza secondo una legge sfavorevole al passaggio di correnti ottimali attraverso la batteria.

All'accensione sotto carico, correnti molto elevate passano attraverso il filo freddo e l'intera catena collegata in serie. Inoltre, la ricarica dovrebbe essere completata con piccole correnti, cosa che non viene eseguita. Pertanto, una batteria che ha subito diverse serie di tali cicli perde rapidamente capacità e prestazioni.

Il nostro consiglio: non usate questo metodo!

I caricabatterie sono progettati per funzionare con determinati tipi di batterie, tenendo conto delle loro caratteristiche e condizioni per il ripristino della capacità. Quando si utilizzano dispositivi universali e multifunzionali, è necessario scegliere la modalità di ricarica più adatta a una determinata batteria.

Mi chiedo in cosa consista il caricabatterie Siemens (alimentatore) e se sia possibile ripararlo da soli in caso di guasto.

Innanzitutto, il blocco deve essere smontato. A giudicare dalle cuciture sulla custodia, questa unità non è destinata allo smontaggio, quindi la cosa è usa e getta e in caso di guasto, non si possono riporre grandi speranze.

Ho dovuto letteralmente raskurochit la custodia del caricabatterie, è composta da due parti strettamente incollate.

All'interno c'è una tavola primitiva e alcuni dettagli. È interessante notare che la scheda non è saldata alla presa da 220 V, ma è collegata ad essa con un paio di pin. In rari casi, questi contatti possono ossidarsi e perdere il contatto e si pensa che il blocco si sia rotto. Però lo spessore dei fili che vanno al connettore del cellulare mi ha fatto piacere, non si trova spesso un filo normale nei dispositivi usa e getta, di solito è così sottile che fa paura anche solo a toccarlo).

C'erano diversi dettagli sul retro della scheda, il circuito non era così semplice, ma comunque non è così complicato da non essere in grado di ripararlo da solo.

Sotto nella foto ci sono i contatti dell'interno della custodia.

Non c'è un trasformatore step-down nel circuito del caricabatterie; un normale resistore svolge il suo ruolo. Quindi, come al solito, una coppia di diodi raddrizzatori, una coppia di condensatori per raddrizzare la corrente, quindi un'induttanza e infine un diodo zener con un condensatore completano la catena e inviano la tensione ridotta a un filo con un connettore a un telefono cellulare.

Il connettore ha solo due pin.

Ora non ha senso assemblare da solo un caricabatterie per batterie per auto: c'è una vasta selezione di dispositivi già pronti nei negozi, i prezzi per loro sono ragionevoli. Tuttavia, non dimentichiamo che è bello fare qualcosa di utile con le tue mani, soprattutto perché un semplice caricabatterie per la batteria di un'auto può essere facilmente assemblato da parti improvvisate e il suo prezzo sarà economico.

L'unica cosa che vale la pena avvertire subito: circuiti senza una regolazione precisa della corrente e della tensione in uscita, che non hanno una corrente di interruzione a fine carica, sono adatti per caricare solo batterie al piombo. Per AGM e l'uso di caricabatterie simili danneggerà la batteria!

Come realizzare il dispositivo trasformatore più semplice

Il circuito di questo caricabatterie da un trasformatore è primitivo, ma funzionale ed è assemblato da parti disponibili, allo stesso modo in cui sono progettati i caricabatterie di fabbrica del tipo più semplice.

Al suo interno, è un raddrizzatore a onda intera, quindi i requisiti per il trasformatore: poiché all'uscita di tali raddrizzatori, la tensione è uguale alla tensione CA nominale moltiplicata per la radice di due, quindi a 10 V sull'avvolgimento del trasformatore otterremo 14,1 V all'uscita del caricabatterie. Qualsiasi ponte a diodi viene prelevato con una corrente continua superiore a 5 ampere o assemblato da quattro diodi separati, con gli stessi requisiti di corrente, viene selezionato anche un amperometro di misura. L'importante è posizionarlo su un radiatore, che nel caso più semplice è una piastra di alluminio di almeno 25 cm2 di superficie.

La primitività di un tale dispositivo non è solo un aspetto negativo: dovuto al fatto che non ha né regolazione né spegnimento automatico, può essere utilizzato per "rianimare" le batterie solfatate. Ma non dimenticare la mancanza di protezione contro l'inversione di polarità in questo circuito.

Il problema principale è dove trovare un trasformatore di potenza adeguata (almeno 60 W) e con una data tensione. Può essere utilizzato se arriva un trasformatore a incandescenza sovietico. Tuttavia, i suoi avvolgimenti di uscita hanno una tensione di 6,3 V, quindi è necessario collegarne due in serie, riavvolgendone uno in modo che in totale si ottengano 10 V in uscita. È adatto un trasformatore economico TP207-3, in cui gli avvolgimenti secondari sono collegati come segue:

Allo stesso tempo, svolgiamo l'avvolgimento tra i terminali 7-8.

Caricabatterie semplice con regolazione elettronica

Tuttavia, puoi fare a meno del riavvolgimento integrando il circuito con uno stabilizzatore di tensione elettronico in uscita. Inoltre, un tale schema sarà più conveniente nelle applicazioni in garage, poiché consentirà di regolare la corrente di carica quando la tensione di alimentazione diminuisce, viene utilizzato anche per piccole batterie per auto, se necessario.

Il ruolo del regolatore qui è svolto dal transistor composito KT837-KT814, resistore variabile regola la corrente all'uscita del dispositivo. Quando si assembla la ricarica, il diodo Zener 1N754A può essere sostituito con il D814A sovietico.

Il circuito del caricatore variabile è semplice da ripetere e facile da montare in superficie senza la necessità di incidere il PCB. Tuttavia, tieni presente che i transistor ad effetto di campo sono posizionati su un radiatore, il cui riscaldamento sarà evidente. È più comodo utilizzare un vecchio dispositivo di raffreddamento del computer collegando la sua ventola alle uscite del caricabatterie. Il resistore R1 deve avere una potenza di almeno 5 W, è più facile avvolgerlo da nicromo o fechral o collegare 10 resistori da un watt da 10 ohm in parallelo. È possibile non installarlo, ma non dobbiamo dimenticare che protegge i transistor in caso di cortocircuito.

Quando si sceglie un trasformatore, essere guidati dalla tensione di uscita di 12,6-16 V, prendere un trasformatore a incandescenza collegando due avvolgimenti in serie o selezionare un modello già pronto con la tensione richiesta.

Video: il caricabatterie più semplice

Alterazione del caricabatterie dal laptop

Tuttavia, puoi fare a meno di cercare un trasformatore se hai un caricabatterie per laptop non necessario a portata di mano: con una semplice modifica, otterremo un alimentatore switching compatto e leggero in grado di caricare le batterie dell'auto. Poiché abbiamo bisogno di ottenere una tensione all'uscita di 14,1-14,3 V, nessun alimentatore pronto funzionerà, tuttavia, la conversione è semplice.
Diamo un'occhiata a una sezione di uno schema tipico, in base al quale vengono assemblati dispositivi di questo tipo:

In essi, il mantenimento di una tensione stabilizzata viene effettuato da un circuito di un microcircuito TL431 che controlla un fotoaccoppiatore (non mostrato nello schema): non appena la tensione di uscita supera il valore impostato dai resistori R13 e R12, il microcircuito si accende il LED del fotoaccoppiatore, informa il controller PWM del convertitore di ridurre il ciclo di lavoro dell'alimentazione al trasformatore di impulsi. Duro? In effetti, tutto è facile da realizzare con le tue mani.

Aprendo il caricatore, troviamo poco distante il connettore di uscita TL431 e due resistenze collegate al Rif. È più conveniente regolare il braccio superiore del divisore (nel diagramma - resistore R13): diminuendo la resistenza, riduciamo anche la tensione all'uscita del caricabatterie, aumentandola - la alziamo. Se abbiamo un caricabatterie da 12 V, abbiamo bisogno di un resistore con una resistenza elevata, se un caricabatterie da 19 V, quindi con uno più basso.

Video: caricabatteria per batterie per auto. Protezione da cortocircuito e inversione di polarità. Con le tue mani

Saldiamo la resistenza e al suo posto installiamo un trimmer, preimpostato dal multimetro alla stessa resistenza. Quindi, dopo aver collegato il carico (una lampadina dal faro) all'uscita del caricabatterie, lo colleghiamo alla rete e ruotiamo dolcemente il cursore del trimmer, controllando contemporaneamente la tensione. Non appena otteniamo una tensione nell'intervallo di 14,1-14,3 V, scollegare il caricabatterie dalla rete, fissare il motore della resistenza di taglio con vernice (almeno per i chiodi) e montare il fondello. Non ci vorrà più tempo di quello che hai passato a leggere questo articolo.

Ci sono più circuiti complessi stabilizzazione, e si trovano già nei blocchi cinesi. Ad esempio, qui il microcircuito TEA1761 controlla il fotoaccoppiatore:

Tuttavia, il principio di regolazione è lo stesso: la resistenza del resistore saldato tra l'uscita positiva dell'alimentatore e la sesta gamba del microcircuito cambia. Nel diagramma sopra, vengono utilizzati due resistori in parallelo (quindi si ottiene una resistenza che esce dalla serie standard). Abbiamo anche bisogno di saldare un trimmer invece di loro e regolare l'uscita alla tensione desiderata. Ecco un esempio di una di queste schede:

Componendo, puoi capire che siamo interessati a un singolo resistore R32 (cerchiato in rosso) su questa scheda: dobbiamo saldarlo.

Su Internet, ci sono spesso consigli simili su come realizzare un caricabatterie fatto in casa da unità computer nutrizione. Ma tieni presente che sono tutte essenzialmente ristampe di vecchi articoli dei primi anni 2000 e raccomandazioni simili per più o meno blocchi moderni alimentazione non sono applicabili. Non è più possibile aumentare semplicemente la tensione di 12 V al valore richiesto in essi, poiché vengono monitorate anche altre tensioni di uscita e inevitabilmente "gallezzeranno via" con tale impostazione e la protezione dell'alimentatore funzionerà. Puoi utilizzare caricabatterie per laptop che emettono una singola tensione di uscita, sono molto più convenienti per la rilavorazione.

Oggi ci sono molti caricabatterie wireless diversi. E a volte può essere difficile scegliere l'opzione giusta da loro. I caricabatterie Skyway sono un'ottima soluzione. Sono compatti e comodi. Sopra questo momento l'azienda offre due moderni dispositivi che ti permettono di caricare velocemente i tuoi gadget.

Skyway Energia veloce

Potente caricabatterie wireless Skyway Energy Fast è progettato per la ricarica rapida di telefoni che supportano la tecnologia QI. Con esso puoi liberarti dei cavi di ricarica sparsi sul tavolo e della necessità di ricaricare costantemente il tuo smartphone durante tutta la giornata: basta appoggiare il telefono sul supporto Skyway Energy Fast, e inizierà automaticamente a caricarsi.

La ricarica wireless Skyway Energy Fast caricherà completamente il tuo telefono con Quick Charge in sole 2,5 ore. È il 30% più veloce di un normale pad di ricarica wireless.

Con Skyway Energy Fast puoi comunicare facilmente tramite telefono, Skype, WhatsApp, Viber o trasmettere su Instagram e Periscope, mentre le tue mani saranno libere e il tuo smartphone non si scaricherà e si caricherà anche in parallelo.

Foto per gentile concessione di Skyway

La presenza di due bobine di induzione consentirà di posizionare il telefono in carica, non solo in posizione verticale, ma anche orizzontale, in cui potrai guardare comodamente i film sul tuo smartphone senza preoccuparti del fatto che possa scaricarsi .

L'angolo di inclinazione ergonomico e le dimensioni ridotte ti permetteranno di posizionare comodamente il caricabatterie sul tavolo, mentre il telefono Skyway Energy Fast QI si adatterà armoniosamente a qualsiasi interno di casa o ufficio.

Skyway Energy Fast riduce significativamente il tempo di ricarica, grazie al quale il telefono si scalderà meno.

La produzione Skyway Energy Fast è sotto lo stretto controllo degli ingegneri russi di Skyway, il che garantisce alta qualità montaggio e componenti. Skyway Energy Fast supporta i modelli:

Samsung: S9/S9+/Note8/S8/S8+/S7 edge/S7/Note5/S6 edge plus/S6 edge/S6;

Apple: iPhone 8 / iPhone 8 Plus / iPhone X;

altri smartphone che supportano la ricarica wireless QI.

Skyway flash

Il caricabatterie wireless Skyway Flash è progettato per caricare telefoni che supportano la tecnologia di ricarica QI. Con esso, non è necessario ricaricare il dispositivo durante il giorno: basta metterlo sul supporto e si ricaricherà da solo.

Foto per gentile concessione di Skyway

Una tale stazione di ricarica fornisce conversazioni ininterrotte su uno smartphone, comunicazioni in messaggistica istantanea e trasmissioni sui social network. In questo caso, le mani non saranno occupate e il livello di carica del telefono non solo non diminuirà, ma aumenterà addirittura.

Un tale caricabatterie può anche essere facilmente posizionato sul tavolo: sia al lavoro che a casa. E questo non violerà affatto il design della stanza. Il pad in gomma sul fondo ti permetterà di fissare saldamente il tuo smartphone al tavolo.

Sicurezza Skyway Flash attivato il livello più alto: La ricarica è protetta in modo affidabile da cortocircuito, sovraccarico, scarica eccessiva, sovraccarico e surriscaldamento del telefono.

Skyway Flash supporta i seguenti modelli:

Samsung S9/S9+/Note8/S8/S8+/S7 edge/S7/Note5/S6 edge plus/S6 edge/S6;

Apple iPhone 8 / iPhone 8 Plus / iPhone X;

altri smartphone supportati ricarica senza fili utilizzando la tecnologia QI.