Avtomatski polnilnik je obvezen za vsakega ljubitelja avtomobilov. Sami izdelujemo polnilnike za avtomobilski akumulator Kako deluje polnilnik

Dandanes ima vsaka družina v uporabi veliko elektronskih naprav. Telefoni, pametni telefoni, svetilke, tablični računalniki, igrače za otroke vseh starosti in številni drugi gospodinjski aparati potrebujejo napajanje iz prenosnih virov energije: baterij ali baterij za ponovno polnjenje.

Napajalniki so zasnovani za dolgotrajno delovanje, vendar lahko zaradi malomarnosti hitro odpovejo. Če želite kar najbolje izkoristiti proizvajalčeve vire, ki jih prinašajo, vam priporočamo, da se seznanite z značilnostmi delovanja baterij različnih izvedb, pravili za polnjenje in varnim ravnanjem.

Za najbolj nestrpne bralce lahko preskočite neposredno na tovarniško priporočena pravila zaračunavanja. Navedeni so na koncu. Dosledno branje gradiva pa vam bo omogočilo, da bolje razumete njihove značilnosti in jih pravilno uporabite v praksi.

Kako deluje in deluje baterija

Celotna paleta baterijskih izdelkov deluje na enem samem principu pretvarjanja energije kemičnih procesov v električno energijo. Za njegov tok je bila ustvarjena posebna zasnova.

Načela delovanja baterije

Zaprta posoda, imenovana kozarec, je napolnjena z elektrolitom. Vanj sta postavljeni dve ločeni plošči iz različnih kovin, imenovani elektrodi. Na njih se oblikuje električna razlika potencialov, ki lahko deluje koristno delo.

Za povečanje moči energije so pločevinke s ploščami prevelike ali povezane v vzporednih verigah. Za dvig izhodne napetosti so povezani zaporedno. Takšne zasnove imenujemo polnilne baterije.

Razvrstitev

Po vrsti elektrolita so baterije razdeljene na:

tekočina;
gel.

Tekoče baterije so glede na oblikovanje razdeljene na:

kisla;
alkalna;
fiziološka raztopina.

Kisle baterije se relativno redko uporabljajo. Najdemo jih v proračunskih modelih svetilk, kjer delujejo skupaj s polnilnikom.

Alkalne baterije so na splošno prevelike. Prej so jih uporabljali za razsvetljavo v prenosnih svetilkah, zdaj pa takšne strukture niso primerne za delo in so se prenehale uporabljati.

V mobilne naprave ah za domačo uporabo, priljubljeni modeli baterij:

svinčena kislina (Pb + H 2 SO 4);
nikelj-kadmij (Ni-Cd);
nikelj-cink (Ni-Zn);
kovinski hidrid niklja (Ni-Mh);
litij-ionski (Li-ionski);
litijev polimer (Li-Pol)

Oblikovne značilnosti različnih modelov

Tipična naprava baterije iz baterij, sestavljena iz ločenih pločevink z vstavljenim nizom pozitivnih in negativnih plošč, lahko zaporedje njihove razporeditve opazimo na primeru kisle baterije.

Modeli cilindričnih modelov ali modelov s "prsti" so odsek litij-ionske baterije z razlagalnim besedilom za vsako plast.

Videz baterije

Mere in oblika tokovnih virov so ustvarjeni za njihovo priročno lokacijo v vtičnicah mobilnih naprav, zanesljivo napajanje porabnikov in možnost hitrega polnjenja.

Baterije so lahko v obliki jeklenke ali tablete, kot je prikazano na fotografiji za običajne nikelj-kadmijeve naprave, ki so sestavljene v bloke s posebnimi mostički.

Ko je glede na obratovalne pogoje moč prejemati z ene same enote, se ustvari skupni primer. Vanj so vgrajeni ločeni prstni elementi, ki zaradi vzporedne in zaporedne povezave zagotavljajo izhodne lastnosti toka in napetosti.

To je načelo pri ustvarjanju baterij za prenosnike.

Pri majhnih mobilnih napravah so baterije ustvarjene v obliki majhnega paralelepipeda z zaobljenimi robovi. Na eni od končnih strani ima nameščene medeninaste ploščadi, ki zagotavljajo vzpostavitev električnega stika za vir in porabnike toka.

Načelo pretvorbe kemične energije v električno energijo, ki nas zanima, je razloženo s sliko.

Med dvema sosednjima snovema z izbranimi lastnostmi poteka redoks kemična reakcija. Spremlja ga sproščanje elektronov in ionov, ki, kot veste, pri gibanju tvorijo električni tok.

Za premikanje nabojev za ustvarjanje električnih potencialov in ne le pri ustvarjanju toplote v okolje pri mešanju oksidacijskega sredstva z redukcijskim sredstvom je treba za to ustvariti pogoje.

V te namene služijo:

anoda (pozitivni naboj), ki izvaja oksidativno reakcijo;
katoda redukcijske snovi;
elektrolita, ki vodi tok med disociacijo delovnega medija na katione in anione.

Anoda in katoda sta postavljeni v oddaljene posode, ki so povezane s solnim mostom. Anioni in kationi se premikajo vzdolž njega in ustvarjajo notranji vezje akumulatorja. Zunanji tokokrog nastane s priključitvijo potrošnika na vhod, na primer voltmeter ali drugo obremenitev.

Na anodi in katodi se elektroni in ioni nenehno prenašajo na elektrolit in obratno. V notranji verigi se naboji premikajo skozi solni most, v zunanji verigi pa tok teče od anode do katode.

To načelo je osnova za polnjenje in praznjenje vseh modelov kemičnih virov toka.

Kako deluje nikelj -kadmijeva baterija

Obstajata samo dve vrsti dela:

praznjenje;
napolniti.

Ločite lahko tudi način shranjevanja, vendar je pravilneje, da ga razvrstite v kategorijo, ki jo skušajo čim bolj omejiti, čeprav se ji ni mogoče popolnoma izogniti.

Cikel praznjenja

Energija, ki se nabira na elektrodah, ko je na njih priključena obremenitev, ustvari električni tok v zunanjem vezju.

Nikelj-oksidi z vključki grafitnih delcev, ki zmanjšujejo skupni električni upor, delujejo kot anoda v nikelj-kadmijevi bateriji. Kot katoda se uporablja gobast kadmij.

Med praznjenjem se iz sestave nikljevih oksidov sproščajo aktivne molekule kisika, ki vstopijo v elektrolit in nato v kadmij ter ga oksidirajo.

Cikel polnjenja

Običajno se to izvede, ko je obremenitev odstranjena. Nato lahko porabite manj energije polnilnika.

Polariteta priključkov polnilnika in akumulatorja se mora ujemati, zunanja moč pa mora presegati notranjo. Nato pod vplivom zunanjega vira v notranjosti akumulatorja nastane tok v smeri, nasprotni od praznjenja.

Preusmeri potek kemičnih procesov v posodi kozarca, obogati anodo s kisikom in zmanjša kadmij na katodi.

Kako deluje litij-ionska baterija

Ogljikovo anodo in katodo kovinskih oksidov, ki vsebujejo na primer litij, v sestavi LiMn 2 O 4, potopimo v organski elektrolit.

V njem se premikajo pozitivno nabiti ioni Li +. V tem primeru sam litij ne prehaja v kovinsko stanje, ampak nastane izmenjava njegovih ionov med ploščami elektrod. Zaradi tega se baterije imenujejo litij-ionske baterije.

Cikel polnjenja

Litijeve ione odstranimo (postopek deinterkalacije) s katode, ki vsebuje litij, in jih vgradimo v anodo (interkalacija).

Cikel praznjenja

Gibanje ionov poteka v smeri, nasprotni naboju, elektroni iz anode pa se premaknejo na katodo in tvorijo električni tok.

Če primerjamo načela delovanja baterije katere koli zasnove, lahko opazimo splošni vzorec gibanja ionov med elektrodami vzdolž notranjega vezja in elektronov vzdolž zunanjega vezja pri ustvarjanju polnilnih in praznilnih tokokrogov.

Zmogljivost baterije

Delovna napetost

Njegova vrednost se določi na odprtih sponkah z voltmetrom pri optimalnem naboju. V procesu dela se postopoma zmanjšuje.

Zmogljivost baterije

Značilnost, ki prikazuje količino toka v miliamperih ali amperih, ki jo lahko akumulator odda v določenem časovnem obdobju, izraženo v urah.

Moč

Parameter, ki upošteva sposobnost baterije, da opravlja delo na enoto časa.

Kako deluje polnilec baterij mobilnih naprav?

Zdaj so vse drage elektronske naprave opremljene z lastnimi napajalnimi in polnilnimi napravami.

Za obnovitev delovanja baterij, ki se uporabljajo posamično, so na voljo ločene baterije. polnilna naprava... Priložena so jim navodila in tabele, ki označujejo priporočeno trajanje tehnološkega cikla.

Takšni modeli običajno zagotavljajo stabilizirano napetost na sponkah baterije, pri kateri se električni upor med polnjenjem postopoma spreminja, kar vpliva na količino toka, ki teče. Zato so ta priporočila povprečne narave.

Oblike tokov, ki jih ustvarjajo polnilniki

Za polnjenje baterij ni mogoče uporabiti samo enosmernih tokov, ampak tudi številne druge vrste, ki rešujejo posebne težave.

Za zagotovitev njihovega pretoka se ustvarijo različna elektronska vezja, ki napajajo sponke akumulatorja ustrezne vrste.

Shematski diagram polnilnikov

Glede na njihovo raznolikost bomo za primer podali nekaj tipičnih rešitev.

Vezje za ustvarjanje konstantnega toka

Napetost se zmanjša zaradi transformatorja. Njegov harmonik popravlja diodni most, valovanje pa zgladi kondenzator visoke zmogljivosti.

Na izhod baterije se napajajo konstantni tokovi.

Shema za ustvarjanje pulzirajočih tokov

Z odstranitvijo kondenzatorja iz prejšnje verige dobimo napetostne valove na sponkah akumulatorja, ki tvorijo tokove podobne oblike.

Shema za ustvarjanje pulzirajočih tokov z vrzeljo

Z zamenjavo diodnega mostu z eno samo diodo dobimo valovanje tokov povečane frekvence za faktor dva.

Servisni polnilci

S povečanjem kompleksnosti notranjega vezja se za polnilnike ustvarijo različne dodatne funkcije.

Pri vseh izračunih vrednosti polnilnega toka Ic v amperih se za osnovno vrednost vzame empirično razmerje, merjeno kot odstotek vrednosti kapacitivnosti C, izraženo v amperskih urah.

Vendar lahko proizvajalec pri nekaterih modelih polnilni tok takoj navede v številkah v amperih, kar ni v skladu s tem pravilom. Jasno je, da ima za to dobre razloge.

Svinčeve kislinske baterije

Za polnjenje je običajno uporabljati tokove, ki znašajo 10% ali 0,1 zmogljivosti C. Zabeleženi so kot 1C.

Pri teh baterijah napetost na posamezni celici ne sme presegati 2,3 V, kar je treba upoštevati pri polnjenju baterije, da ne preseže kritične vrednosti.

Kopičenje zmogljivosti kislinskih baterij po doseganju 90% nominalne vrednosti je eksponentno. Zato se dodatno polnjenje izvaja z zmanjšanimi tokovi z nadzorom napetosti na bregovih, kar podaljša trajanje procesa.

Svinčeve kislinske baterije morajo redno izvajati kontrolni cikel usposabljanja s polnim praznjenjem in polnjenjem.

Alkalne baterije

Za njih je običajno vzdrževati polnilni tok pri 25% zmogljivosti ali 0,25C.

Modeli nikelj-kadmijevih baterij

Optimalna temperatura za polnjenje in delo je znotraj + 10 ÷ 30 ° C. Pri tej temperaturi se kisik bolje absorbira na katodi.

Cilindrični akumulatorji so pritrjeni s tesno navitimi elektrodami v zvitek. To jim omogoča učinkovito polnjenje s tokovi v širokem območju 0,1 ÷ 1C. Standardni način predvideva tokove 0,1 ° C in čas 16 ur. Na vsakem elementu se napetost dvigne z enega na 1,35 V.

Če je v polnilniku nameščen nadzorni sistem za prekomerno polnjenje, se uporabijo povečani tokovi konstantne oblike z vrednostjo 0,2 ÷ 0,3C. To omogoča skrajšanje časa polnjenja na 6 ali 3 ure. Dovoljeno je tudi prekomerno plačilo v okviru 120 ÷ 140%.

Značilna pomanjkljivost nikelj-kadmijevih baterij je "spominski" učinek ali reverzibilna izguba zmogljivosti, ki se kaže v kršitvi tehnologije polnjenja, oziroma po začetku polnjenja baterije z nepopolno izrabljeno kapaciteto.

Baterija "zapomni" mejo preostale rezerve in ob naknadnem praznjenju obremenitve zmanjša svoj vir, ko je dosežena. Ta lastnost se upošteva med delovanjem, za shranjevanje Ni-Cd baterij pa se prenesejo v način polnega praznjenja.

Modeli baterij iz nikljevo -kovinske hidridne baterije

Ustvarjene so bile za zamenjavo nikelj-kadmijevih baterij, nimajo spominskega učinka povečana zmogljivost... Toda za pripravo na delo po mesecu ali več skladiščenja je potreben celoten cikel praznjenja, ki mu sledi polnjenje. Ko opravite 3 ÷ 5 takšnih ciklov, lahko povečate delovno zmogljivost.

Za shranjevanje teh baterij se njihova zmogljivost pretvori v 40% nominalne vrednosti.

Polnjenje se izvaja s tehnologijo 0,1C za nikelj-kadmijeve baterije, vendar z nadzorom temperature. Njegov presežek nad 50 ° С je nesprejemljiv. Močno segrevanje se pojavi na koncu cikla, ko se potek kemičnih reakcij upočasni.

Iz teh razlogov za nikelj-kovinsko-hidridne baterije nastajajo specializirani polnilniki z vgrajenimi temperaturnimi senzorji.

Modeli baterij iz nikelj-cinka

Napetost ene pločevinke je 1,6 V. Polnilni tok je 0,25C. Čas polnjenja 12 ur. Ni spominskega učinka. Priporočena meja za doseganje zmogljivosti pri polnjenju je 90% nominalne.

Ne segrevajte več kot 40 ° C. Omejen vir - trikrat krajši kot pri nikelj -kadmijevih baterijah.

Modeli litij-ionskih baterij

Optimalno polnjenje poteka z enosmernim tokom v dveh stopnjah z naslednjimi vrednostmi:

0,2 ÷ 1C z napetostjo 4 ÷ 4,2 V v prvih 40 minutah;
vzdrževanje konstantna napetost na bregu 4,2 V do konca cikla.

Dovoljeno je polnjenje s tokom 1 C za 2 ÷ 3 ure.

Življenjska doba litij-ionskih baterij se zmanjša za:

polnilna napetost večja od 4,2 V;
polnjenje, ki spremlja kopičenje litija na katodi in razvoj kisika na anodi.

Posledično pride do nasilnega sproščanja toplotne energije, povečanja tlaka v telesu in znižanja tlaka.

Za večjo varnost med delovanjem proizvajalci teh baterij med polnjenjem uporabljajo enega ali več zaščitnih ukrepov:

vezje za izklop polnilnega toka, ko temperatura v ohišju doseže 90 ° C;
senzor nadtlaka;
sistem za nadzor polnilne napetosti.

Ker litij-ionska baterija deluje in se polni v dragih elektronskih napravah, jo je treba polniti previdno in uporabljati samo specializirane polnilnike.

Značilnosti polnjenja po globini praznjenja

Značilnosti polnjenja po temperaturi

Pravilna izbira teh parametrov lahko znatno podaljša življenjsko dobo litij-ionskih baterij.

Modeli litij -polimernih baterij

Zanje so primerna vsa pravila delovanja, razvita za litij-ionske modele. Ker pa v njih ni tekočega elektrolita in se uporablja gel podoben, je pri polnjenju ali pregrevanju izključena eksplozija ohišja, ki lahko le nabrekne.

Razumevanje načel delovanja baterije in polnjenja mobilnih naprav bo pripomoglo k podaljšanju življenjske dobe vaših pripomočkov, njihovi zanesljivi in varni uporabi.

Za utrditev materiala predlagamo ogled videoposnetka lastnika Admirala134 "Kako uporabljati litij -ionske baterije».

Zdaj je priročno, da v komentarjih postavite vprašanje in pošljete to gradivo svojim prijateljem v družabnem omrežju.

Akumulatorji v elektrotehniki se običajno imenujejo kemični viri toka, ki lahko napolnijo, obnovijo porabljeno energijo zaradi uporabe zunanjega električnega polja.

Naprave, ki napajajo akumulatorske plošče z električno energijo, se imenujejo polnilci: privedejo trenutni vir v delovno stanje, ga napolnijo. Za pravilno delovanje akumulatorja je potrebno razumeti načela njihovega delovanja in polnilnika.

Kako deluje baterija

Napajanje s kemično recirkulacijo med delovanjem lahko:

1. Vklopite priključeno obremenitev, na primer žarnico, motor, mobilni telefon in druge naprave, ki porabljajo lastno oskrbo z električno energijo;

2. porabijo zunanjo električno energijo, povezano z njo, in jo porabijo za obnovitev rezervnih zmogljivosti.

V prvem primeru se baterija izprazni, v drugem pa se napolni. Obstaja veliko modelov baterij, vendar imajo skupna načela delovanja. Preučimo to vprašanje na primeru nikelj-kadmijevih plošč, položenih v raztopino elektrolita.

Praznjenje baterije

Dva električna vezja delujeta hkrati:

1. zunanji, uporabljen za izhodne sponke;

2. notranji.

Pri praznjenju na žarnico v zunanjem uporabljenem vezju tok, ki nastane pri gibanju elektronov v kovinah, teče iz žic in žarilne nitke, v notranjem delu pa se skozi elektrolit premikajo anioni in kationi.

Nikeljevi oksidi z dodatkom grafita so osnova pozitivno nabite plošče, medtem ko se na negativni elektrodi uporablja gobast kadmij.

Ko se baterija izprazni, se del aktivnega kisika nikljevih oksidov premakne v elektrolit in se premakne na ploščo s kadmijem, kjer oksidira, kar zmanjša skupno zmogljivost.

Polnjenje baterije

Največkrat se odstrani obremenitev z izhodnih sponk za polnjenje, čeprav se v praksi metoda uporablja, ko je obremenitev priključena, kot na bateriji premikajočega se avtomobila ali na polnjenem mobilnem telefonu, na katerem poteka pogovor.

Sponke akumulatorja se napajajo iz zunanjega vira večje moči. Ima obliko konstantne ali zglajene, utripajoče oblike, presega razliko potencialov med elektrodama in je z njimi usmerjen unipolarno.

Ta energija povzroči tok, ki teče v notranjem krogu akumulatorja v nasprotni smeri od praznjenja, ko se aktivni kisikovi delci "iztisnejo" iz gobastega kadmija in se skozi elektrolit vrnejo na prvotno mesto. Zaradi tega se porabljena zmogljivost obnovi.

Med polnjenjem in praznjenjem se kemična sestava plošč spreminja, elektrolit pa služi kot prenosni medij za prehod anionov in kationov. Intenzivnost električnega toka, ki prehaja v notranjem vezju, vpliva na hitrost obnavljanja lastnosti plošč med polnjenjem in hitrost praznjenja.

Pospešen potek procesov vodi do hitrega sproščanja plinov, prekomernega segrevanja, ki lahko deformira zasnovo plošč, moti njihovo mehansko stanje.

Premajhni tokovi med polnjenjem bodo znatno podaljšali čas obnovitve porabljene zmogljivosti. S pogosto uporabo odloženega polnjenja se sulfatiranje plošč poveča, zmogljivost se zmanjša. Zato se za ustvarjanje optimalnega načina delovanja vedno upoštevata obremenitev akumulatorja in moč polnilnika.

Kako deluje polnilec

Sodobna paleta baterij je precej obsežna. Za vsak model so izbrane optimalne tehnologije, ki morda ne ustrezajo in so škodljive za druge. Proizvajalci elektronske in električne opreme empirično preučujejo pogoje delovanja kemičnih virov energije in zanje ustvarjajo lastne izdelke, ki se razlikujejo videz, načrtovanje, izhodne električne lastnosti.

Polnilne strukture za mobilne elektronske naprave

Mere polnilnikov za mobilne izdelke različnih moči se med seboj bistveno razlikujejo. Ustvarjajo posebno delovno okolje za vsak model.

Tudi za baterije iste vrste velikosti AA ali AAA različnih kapacitet je priporočljivo uporabiti svoj čas polnjenja, odvisno od zmogljivosti in značilnosti trenutnega vira. Njegove vrednosti so navedene v priloženi tehnični dokumentaciji.

Določen del polnilnikov in baterij za mobilne telefone je opremljen s samodejno zaščito, ki ob koncu postopka prekine napajanje. Toda nadzor nad njihovim delom je treba še vedno izvajati vizualno.

Polnilne strukture za avtomobilske baterije

Tehnologijo polnjenja je treba še posebej natančno upoštevati pri uporabi avtomobilskih baterij, namenjenih za delo v težkih pogojih. Na primer, pozimi v zmrzali je treba z njihovo pomočjo hladni rotor motorja z notranjim zgorevanjem zavrteti z zgoščenim mazivom skozi vmesni elektromotor - zaganjalnik.

Izpraznjene ali nepravilno pripravljene baterije se običajno ne spopadajo s to nalogo.

Empirične metode so razkrile razmerje med polnilnim tokom za svinčene kisline in alkalne baterije. Šteje se, da je optimalna vrednost naboja (amperi) 0,1 zmogljivosti (amper ure) za prvo vrsto in 0,25 za drugo.

Na primer, baterija ima kapaciteto 25 amper ur. Če je kisla, jo je treba napolniti s tokom 0,1 ∙ 25 = 2,5 A, za alkalno pa 0,25 ∙ 25 = 6,25 A. Če želite ustvariti take pogoje, boste morali uporabiti različne naprave ali uporabiti eno univerzalno napravo z velike količine funkcij.

Sodobni polnilnik svinčevih kislin mora podpirati številne naloge:

nadzor in stabilizacija polnilnega toka;

upoštevajte temperaturo elektrolita in preprečite njegovo segrevanje za več kot 45 stopinj z prekinitvijo napajanja.

Sposobnost izvajanja cikla spremljanja in usposabljanja za kislinsko baterijo vozila s polnilnikom je nujna funkcija, ki vključuje tri stopnje:

1. polna baterija, da doseže največjo zmogljivost;

2. deset urna razelektritev s tokom 9 ÷ 10% nazivne zmogljivosti (empirična odvisnost);

3. napolnite izpraznjeno baterijo.

Med CTC se spremlja sprememba gostote elektrolita in čas dokončanja druge stopnje. Njegova vrednost se uporablja za presojo stopnje obrabe plošč, trajanja preostalih virov.

Polnilnike alkalnih baterij lahko uporabljate z manj zapletenimi izvedbami, saj takšni viri energije niso tako občutljivi na načine podcenjevanja in prenapolnjenosti.

Graf optimalnega polnjenja kislinsko-baznih baterij za avtomobile prikazuje odvisnost povečanja zmogljivosti od oblike trenutne spremembe v notranjem vezju.

Na začetku tehnološkega procesa polnjenja je priporočljivo ohraniti tok na največji dovoljeni vrednosti, nato pa zmanjšati njegovo vrednost na minimum za dokončanje fizikalno -kemijskih reakcij, ki obnavljajo zmogljivost.

Tudi v tem primeru je potrebno nadzorovati temperaturo elektrolita, uvesti popravke za okolje.

Popoln zaključek cikla polnjenja svinčevih kislinskih baterij nadzirajo:

obnovitev napetosti na vsakem bregu 2,5 ÷ 2,6 voltov;

doseganje največje gostote elektrolita, ki se neha spreminjati;

nastanek nasilne evolucije plina, ko elektrolit začne "vreti";

doseganje zmogljivosti akumulatorja, ki za 15 ÷ 20% preseže vrednost, podano med praznjenjem.

Oblike tokov polnilnikov baterij

Pogoj za polnjenje baterije je, da je treba na njene plošče napeti napetost, ki ustvari tok v notranjem vezju določene smeri. On lahko:

1. imajo konstantno vrednost;

2. ali se sčasoma spremeni v skladu z določeno zakonodajo.

V prvem primeru fizikalno -kemijski procesi notranje verige potekajo nespremenjeni, v drugem pa po predlaganih algoritmih s cikličnim povečevanjem in zmanjševanjem ustvarjajo vibracijske učinke na anione in katione. Zadnja različica tehnologije se uporablja za boj proti sulfaciji plošč.

Nekatere časovne odvisnosti polnilnega toka so prikazane z grafi.

Spodnja desna slika prikazuje jasno razliko v obliki izhodnega toka polnilnika, ki s tiristorskim krmiljenjem omejuje odpiralni moment polcikla sinusoide. Ta uravnava obremenitev električnega tokokroga.

Seveda lahko številni sodobni polnilniki ustvarijo druge oblike tokov, ki niso prikazani na tem diagramu.

Načela ustvarjanja vezij za polnilnike

Za napajanje opreme polnilnikov se običajno uporablja enofazno 220-voltno omrežje. Ta napetost se pretvori v varno nizko napetost, ki se prek različnih elektronskih in polprevodniških komponent nanaša na vhodne sponke baterije.

Obstajajo tri sheme za pretvorbo industrijske sinusne napetosti v polnilnikih zaradi:

1. uporaba elektromehanskih napetostnih transformatorjev, ki delujejo po principu elektromagnetne indukcije;

2. uporaba elektronskih transformatorjev;

3. brez uporabe transformatorskih naprav na osnovi delilnikov napetosti.

Tehnično je možna pretvorba pretvorniške napetosti, ki se je široko uporabljala za frekvenčne pretvornike, ki krmilijo elektromotorje. Toda za polnjenje baterij je to precej draga oprema.

Polnilni tokokrogi z ločevanjem transformatorjev

Elektromagnetno načelo prenosa električne energije iz primarnega navitja 220 voltov v sekundarno v celoti zagotavlja ločitev potencialov napajalnega tokokroga od porabljenega, izključuje njegov vdor v akumulator in poškodbe v primeru napak izolacije. Ta metoda je najvarnejša.

Vezja napajalnih delov naprav s transformatorjem imajo veliko različnih izvedb. Spodnja slika prikazuje tri načela ustvarjanja različnih tokov pogonske enote iz polnilnikov z uporabo:

1. diodni most s kondenzatorjem, ki gladi valovanje;

2. diodni most brez valovanja valov;

3. ena sama dioda, ki odreže negativni pol val.

Vsako od teh vezij se lahko uporablja neodvisno, običajno pa je eno od njih osnova, osnova za ustvarjanje drugega, bolj primernega za delovanje in nadzor po vrednosti izhodnega toka.

Uporaba sklopov močnostnih tranzistorjev s krmilnimi vezji v zgornjem delu slike na diagramu vam omogoča, da zmanjšate izhodno napetost na izhodnih kontaktih vezja polnilnika, kar zagotavlja prilagoditev vrednosti konstantnih tokov, ki prehajajo skozi priključene baterije.

Ena od variant takšne zasnove trenutno reguliranega polnilnika je prikazana na spodnji sliki.

Iste povezave v drugem vezju vam omogočajo, da uravnavate amplitudo valovanja in ga omejujete na različnih stopnjah polnjenja.

Enako povprečno vezje deluje učinkovito pri zamenjavi dveh nasprotnih diod v diodnem mostu s tiristorji, ki enako uravnavajo jakost toka v vsakem izmeničnem polciklu. Odprava negativnih polharmonikov je dodeljena preostalim močnostnim diodam.

Zamenjava ene diode na spodnji sliki s polprevodniškim tiristorjem z ločenim elektronsko vezje za krmilno elektrodo omogoča zmanjšanje tokovnih impulzov zaradi njihovega kasnejšega odpiranja, kar se uporablja tudi za različne poti polnjenje baterije.

Ena od variant takšne izvedbe vezja je prikazana na spodnji sliki.

Montaža "naredi sam" ni težka. Lahko je izdelan neodvisno od razpoložljivih delov, omogoča polnjenje baterij s tokom do 10 amperov.

Industrijska različica polnilnega transformatorskega vezja "Electron-6" je izdelana na osnovi dveh tiristorjev KU-202N. Za uravnavanje ciklov odpiranja polharmonikov je bilo za vsako krmilno elektrodo ustvarjeno ločeno vezje iz več tranzistorjev.

Med avtomobilskimi navdušenci so priljubljene naprave, ki omogočajo ne le polnjenje baterij, ampak tudi uporabo energije 220 voltnega napajalnega omrežja za njegovo povezavo vzporedno z zagonom motorja avtomobila. Imenujejo se zagonsko ali zagonsko nalaganje. Imajo še bolj zapleteno elektronsko in napajalno vezje.

Elektronska transformatorska vezja

Proizvajalci proizvajajo takšne naprave za napajanje halogenskih žarnic z napetostjo 24 ali 12 voltov. So relativno poceni. Nekateri navdušenci jih poskušajo povezati za polnjenje baterij z nizko porabo energije. Vendar ta tehnologija ni široko razvita in ima pomembne pomanjkljivosti.

Polnilni tokokrogi brez ločitve transformatorja

Ko je več tovora zaporedno povezanih z virom toka, se skupna vhodna napetost razdeli na sestavne dele. Zaradi te metode delujejo delilniki, ki ustvarjajo padec napetosti na določeno vrednost na delovnem elementu.

Na tem principu nastanejo številni polnilniki z uporno kapacitivnimi upori za baterije z nizko porabo energije. Zaradi majhnih dimenzij sestavnih delov so vgrajeni neposredno v svetilko.

Notranji električni tokokrog je popolnoma zaprt v tovarniško izoliranem ohišju, kar med polnjenjem izključuje stik ljudi z omrežnim potencialom.

Številni eksperimentatorji poskušajo uresničiti isto načelo polnjenja avtomobilskih akumulatorjev, predlagajo shemo povezave iz gospodinjskega omrežja preko sklopa kondenzatorja ali žarnice z žarilno nitko z močjo 150 vatov in prehodom tokovnih impulzov iste polarnosti.

Podobne zasnove je mogoče najti na spletnih mestih mojstrov, ki delajo sami, ki hvalijo preprostost vezja, poceni delov, sposobnost obnavljanja zmogljivosti izpraznjene baterije.

Vendar molčijo o tem, da:

odprto ožičenje 220 predstavlja;

žarilna nitka svetilke pod napetostjo se segreje, spremeni svoj upor po zakonu, neugodnem za prehod optimalnih tokov skozi baterijo.

Ko je vklopljen pod obremenitvijo, skozi hladni navoj prehajajo zelo veliki tokovi in celotna veriga je zaporedno povezana. Poleg tega je treba polnjenje zaključiti z majhnimi tokovi, kar se tudi ne izvaja. Zato baterija, ki je prestala več serij takšnih ciklov, hitro izgubi zmogljivost in zmogljivost.

Naš nasvet: ne uporabljajte te metode!

Polnilniki so zasnovani za delo z določenimi vrstami baterij ob upoštevanju njihovih značilnosti in pogojev za obnovitev zmogljivosti. Pri uporabi univerzalnih, večnamenskih naprav bi morali izbrati način polnjenja, ki najbolj ustreza določeni bateriji.

Zanima me, iz česa je sestavljen polnilnik Siemens (napajalnik) in ali ga je mogoče v primeru okvare popraviti sami.

Najprej je treba blok razstaviti. Sodeč po šivih na ohišju, ta enota ni namenjena razstavljanju, zato je stvar za enkratno uporabo in v primeru okvare ni treba polagati velikih upov.

Moral sem dobesedno raskurochit ohišje polnilnika, sestavljeno je iz dveh tesno zlepljenih delov.

V notranjosti je primitivna plošča in nekaj podrobnosti. Zanimivo je, da plošča ni spajkana na vtič 220V, ampak je nanjo pritrjena s parom zatičev. V redkih primerih lahko ti stiki oksidirajo in izgubijo stik, zato mislite, da se je blok prekinil. Toda debelina žic, ki gredo do priključka za mobilni telefon, me je prijetno razveselila, v napravah za enkratno uporabo pogosto ne najdete običajne žice, ponavadi je tako tanka, da se je grozno sploh dotakniti).

Na zadnji strani plošče je bilo več podrobnosti, izkazalo se je, da vezje ni tako preprosto, a vseeno ni tako zapleteno, da ga ne bi popravili sami.

Spodaj na fotografiji so kontakti notranjosti ohišja.

V vezju polnilnika ni padajočega transformatorja; navadni upor igra svojo vlogo. Potem, kot ponavadi, par usmerniških diod, par kondenzatorjev za odpravo toka, nato dušilka in na koncu zener dioda s kondenzatorjem dokonča verigo in zmanjšano napetost odda na žico s priključkom na mobilni telefon.

Priključek ima samo dva zatiča.

Zdaj ni smiselno, da sami sestavite polnilnik za avtomobilske baterije: v trgovinah je velika izbira že pripravljenih naprav, cene zanje so razumne. Ne pozabimo pa, da je lepo narediti nekaj koristnega z lastnimi rokami, še posebej, ker je preprost polnilnik za avtomobilski akumulator enostavno sestaviti iz improviziranih delov, njegova cena pa bo peni.

Edino, na kar je vredno takoj opozoriti: vezja brez natančne nastavitve toka in napetosti na izhodu, ki na koncu polnjenja nimajo prekinitvenega toka, so primerna za polnjenje samo svinčevih baterij. Za AGM in uporabo podobnih polnilnikov lahko poškodujete baterijo!

Kako narediti najpreprostejšo transformatorsko napravo

Vezje tega polnilnika iz transformatorja je primitivno, vendar funkcionalno in je sestavljeno iz razpoložljivih delov - na enak način so zasnovani tovarniški polnilniki najpreprostejšega tipa.

V svojem jedru je polnovalni usmernik, od tod tudi zahteve za transformator: ker je na izhodu takih usmernikov napetost enaka nazivni izmenični napetosti, pomnoženi s korenom dveh, nato pri napetosti 10 V na navitju transformatorja na izhodu polnilnika bomo dobili 14,1V. Vsak diodni most je vzet z enosmernim tokom več kot 5 amperov ali pa ga sestavite iz štirih ločenih diod, pri enakih trenutnih zahtevah pa je izbran tudi merilni ampermeter. Glavna stvar je, da ga postavite na radiator, ki je v najpreprostejšem primeru aluminijasta plošča s površino najmanj 25 cm2.

Primitivnost takšne naprave ni le minus: zaradi dejstva, da nima niti regulacije niti samodejnega izklopa, jo je mogoče uporabiti za "oživitev" sulfatiranih baterij. Vendar ne pozabite na pomanjkanje zaščite pred obratom polarnosti v tem vezju.

Glavni problem je, kje najti transformator ustrezne moči (najmanj 60 W) in z določeno napetostjo. Lahko se uporablja, če se pojavi sovjetski transformator z žarilno nitko. Njegovi izhodni navitji pa imajo napetost 6,3 V, zato boste morali dva zaporedno povezati, enega od njiju previti, tako da skupaj dobite 10 V na izhodu. Primeren je poceni transformator TP207-3, v katerem so sekundarna navitja priključena na naslednji način:

Hkrati odvijemo navitje med sponkama 7-8.

Preprost polnilec z elektronsko regulacijo

Lahko pa brez previjanja dopolnite vezje z elektronskim stabilizatorjem napetosti na izhodu. Poleg tega bo takšna shema bolj priročna v garažnih aplikacijah, saj vam bo omogočila prilagajanje polnilnega toka, ko napajalna napetost pade, po potrebi se uporablja tudi za majhne avtomobilske baterije.

Tu vlogo regulatorja igra sestavljeni tranzistor KT837-KT814, spremenljiv upor uravnava tok na izhodu naprave. Pri sestavljanju polnjenja lahko zener diodo 1N754A zamenjate s sovjetsko D814A.

Vezje s spremenljivim polnilnikom je enostavno ponoviti in enostavno namestiti na površino brez potrebe po jedkanju tiskanega vezja. Vendar ne pozabite, da so tranzistorji s poljskim učinkom nameščeni na radiatorju, katerega ogrevanje bo opazno. Primerneje je uporabiti star računalniški hladilnik tako, da njegov ventilator priključite na izhode polnilnika. Upor R1 mora imeti moč najmanj 5 W, lažje ga je sami navijati iz nikroma ali fehrala ali vzporedno priključiti 10 eno-vatnih uporov po 10 ohmov. Možno je, da ga ne namestite, vendar ne smemo pozabiti, da ščiti tranzistorje v primeru kratkega stika.

Pri izbiri transformatorja se vodite z izhodno napetostjo 12,6-16V, vzemite bodisi transformator z žarilno nitko, tako da zaporedno priključite dva navitja, ali pa izberite že pripravljen model z zahtevano napetostjo.

Video: Najpreprostejši polnilec baterij

Sprememba polnilnika na prenosnem računalniku

Vendar pa lahko brez iskanja transformatorja storite, če imate pri roki nepotreben polnilnik za prenosni računalnik - s preprosto spremembo bomo dobili kompakten in lahek stikalni napajalnik, ki lahko polni avtomobilske baterije. Ker moramo na izhodu dobiti napetost 14,1-14,3 V, že pripravljen napajalnik ne bo deloval, vendar je sprememba preprosta.
Oglejmo si razdelek tipične sheme, v skladu s katerim so sestavljene te vrste naprav:

V njih vzdrževanje stabilizirane napetosti izvaja vezje iz mikrovezja TL431, ki krmili optični sklopnik (ni prikazano na diagramu): takoj, ko izhodna napetost preseže vrednost, ki jo določajo upori R13 in R12, mikrokrog zasveti LED optičnega sklopnika obvesti krmilnik pretvornika PWM o signalu za zmanjšanje obratovalnega cikla dobavljenega na impulzni transformator. Težko? Pravzaprav je vse enostavno narediti z lastnimi rokami.

Ko odpremo polnilnik, najdemo nedaleč od izhodnega priključka TL431 in dveh uporov, priključenih na Ref. Primerneje je nastaviti zgornji del delilnika (na diagramu - upor R13): z zmanjšanjem upora zmanjšamo tudi napetost na izhodu polnilnika, jo povečamo - dvignemo. Če imamo 12 V polnilnik, potrebujemo upor z visokim uporom, če 19 V polnilnik, potem z nižjim.

Video: Polnilec za avtomobilske baterije. Zaščita pred kratkim stikom in obratno polariteto. Z lastnimi rokami

Spajamo upor in namesto njega namestimo trimer, ki ga je multimeter prednastavil na isti upor. Nato, ko priključite obremenitev (žarnico iz žarometa) na izhod polnilnika, jo priključite in gladko zavrtite drsnik za obrezovanje, hkrati pa nadzirajte napetost. Takoj, ko dobimo napetost v območju 14,1-14,3 V, odklopite polnilnik iz omrežja, motor trimernega upora pritrdite z lakom (vsaj za žeblje) in ohišje sestavite nazaj. Ne bo trajalo več časa, kot ste porabili za branje tega članka.

Obstajajo tudi bolj zapletene stabilizacijske sheme, ki jih že najdemo v kitajskih blokih. Na primer, tukaj mikrovezje TEA1761 nadzoruje optični sklopnik:

Načelo prilagajanja pa je enako: upor upora, spajkanega med pozitivnim izhodom napajanja in 6. krakom mikrovezja, se spremeni. V zgornjem diagramu sta za to uporabljena dva vzporedna upora (tako dobimo upor, ki izhaja iz standardne serije). Namesto njih moramo tudi spajkati trimer in izhod prilagoditi želeni napetosti. Tu je primer ene take plošče:

S klicanjem lahko razumemo, da nas na tej plošči zanima en upor R32 (obkrožen z rdečo barvo) - moramo ga spajkati.

Na internetu pogosto obstajajo podobna priporočila, kako narediti domač polnilec računalniška enota prehrana. Vendar ne pozabite, da so vsi v bistvu ponatisi starih člankov iz zgodnjih 2000 -ih in podobna priporočila za bolj ali manj sodobni bloki napajanje se ne uporablja. V njih ni več mogoče preprosto dvigniti napetosti 12 V na zahtevano vrednost, saj se nadzirajo tudi druge napetosti na izhodu, ki bodo ob takšni nastavitvi in zaščiti napajalnika neizogibno "odplavale" bo delovalo. Uporabite lahko polnilnike za prenosnike, ki oddajajo eno samo izhodno napetost, so veliko bolj priročni za predelavo.

Danes obstaja veliko različnih brezžičnih polnilnikov. In včasih je težko izbrati pravo možnost med njimi. Polnilniki Skyway so odlična rešitev. So kompaktni in udobni. Vklopljeno ta trenutek podjetje ponuja dve sodobni napravi, ki vam bosta omogočili hitro polnjenje vaših pripomočkov.

Skyway Energy Fast

Zmogljiv brezžični polnilnik Skyway Energy Fast je zasnovan za hitro polnjenje telefonov, ki podpirajo tehnologijo QI. Z njim se lahko znebite polnilnih žic, raztresenih po mizi, in potrebe po nenehnem polnjenju pametnega telefona čez dan: telefon le postavite na stojalo Skyway Energy Fast in samodejno se bo začel napajati.

Brezžično hitro polnjenje Skyway Energy bo popolnoma napolnilo vaš telefon s hitrim polnjenjem v samo 2,5 urah. Je 30% hitrejši od običajne brezžične polnilne blazinice.

Z Skyway Energy Fast lahko preprosto komunicirate po telefonu, Skypeu, WhatsAppu, Viberju ali oddajate na Instagram in Periscope, medtem ko bodo vaše roke proste, pametnemu telefonu pa ne bo zmanjkalo energije in se bo celo polnil vzporedno.

Fotografija avtorja Skyway

Prisotnost dveh indukcijskih tuljav bo omogočila, da telefon med polnjenjem postavite ne le v navpični, ampak tudi v vodoravni položaj, v katerem lahko na pametnem telefonu priročno gledate filme, ne da bi vas skrbelo, da se bo izpraznil.

Ergonomski kot nagiba in majhna velikost vam bosta omogočila udobno namestitev polnilnika na mizo, medtem ko se bo telefon Skyway Energy Fast s QI napolnil harmonično v katero koli notranjost doma ali pisarne.

Skyway Energy Fast bistveno skrajša čas polnjenja, zaradi česar se bo telefon manj segreval.

Proizvodnja Skyway Energy Fast je pod strogim nadzorom ruskih inženirjev Skyway, kar zagotavlja visoka kvaliteta montažo in komponente. Skyway Energy Fast podpira modele:

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

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

drugi pametni telefoni, ki podpirajo brezžično polnjenje QI.

Bliskavica Skyway

Brezžični polnilnik Skyway Flash je namenjen polnjenju telefonov, ki podpirajo tehnologijo polnjenja QI. Z njim vam ni treba polniti naprave čez dan: le postavite jo na stojalo in začela se bo polniti sama.

Fotografija avtorja Skyway

Takšna polnilna postaja omogoča neprekinjene pogovore na pametnem telefonu, komunikacijo v hitrih sporočilcih in oddajanje v družabnih omrežjih. Hkrati roke ne bodo zasedene, raven napolnjenosti telefona pa se ne bo le zmanjšala, ampak celo povečala.

Tak polnilnik lahko enostavno postavite tudi na mizo: tako v službi kot doma. In to sploh ne bo kršilo zasnove sobe. Gumijasto tesnilo na dnu vam omogoča varno pritrditev pametnega telefona na mizo.

Varnost Skyway Flash je vklopljena najvišji ravni: Polnjenje je zanesljivo zaščiteno pred kratkim stikom, prenapolnjenostjo, prekomernim praznjenjem, preobremenitvijo in pregrevanjem telefona.

Skyway Flash podpira naslednje modele:

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

Apple iPhone 8 / iPhone 8 Plus / iPhone X;

drugi pametni telefoni, ki podpirajo brezžično polnjenje QI.