Блок питания как зарядное устройство: Чем зарядка отличается от блока питания? Может блок питания заряжать аккумулятор?

Зарядное устройство из компьютерного блока питания

Здравствуйте, уважаемые друзья! Сегодня я расскажу, как переделать компьютерный блок питания в зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Для переделки подойдет блок питания собранный на микросхемах TL494 или KA7500. Другие блоки питания, к сожалению, переделать таким способом не получится.

У каждого блока питания имеется защита от повышения напряжения и короткого замыкания, которую надо отключить.

Чтобы отключить защиту надо перерезать дорожку от  Vref +5v которая подходит к 13, 14 и 15 ноге микросхемы. После этого блок питания будет запускаться автоматически при включении в сеть.

Теперь сделаем блок питания регулируемым. Удаляем два резистора R1 28,7 кОм и R2 5,6 кОм. На место резистора R1 ставим переменный резистор на 100 кОм. Напряжение будет плавно регулироваться от 4 до 16 вольт.

Схема переделки компьютерного блока питания в зарядное устройство

Скачать схему 

Полная схема блока питания на микросхеме TL494, KA7500.

Схема переделки компьютерного блока питания на микросхеме TL494, KA7500 в зарядное устройство

Скачать схему 

Осталось подключить вольт амперметр по этой схеме и зарядное устройство будет полностью готово.

Схема подключения вольт амперметра к зарядному устройству

Скачать схему 

А теперь я расскажу, как работает готовое устройство, что бы вы могли реально оценить все плюсы этой самоделки. Напряжение этого зарядного устройства плавно регулируется от 4 до 16 вольт.

Это позволяет заряжать шести и двенадцати вольтовые аккумуляторы. С помощью встроенного вольт амперметра легко можно определить напряжение, зарядный ток и окончание процесса заряда аккумуляторной батареи.

Для проверки мощности я решил подключить супер яркую 12-ти вольтовую галогеновую лампу на 55 ватт.

Лампа горит полным накалом на вольтметре 12 вольт и сила тока 8,5 ампер и это еще не предел.

Как заряжать аккумулятор? Красный крокодил плюс, черный минус. Если перепутать полярность или замкнуть, ничего страшного не произойдет, просто перегорит десяти амперный предохранитель.

В данный момент вольтметр показывает напряжение аккумулятора. Эту ручку надо повернуть влево до упора. Включаю питание и плавно поднимаю напряжение до 14,5 вольт. Начальная сила тока должна быть не более 10% от емкости аккумулятора. То есть для 60-го аккумулятора начальный ток заряда будет не более 6-ти ампер, для 55-го соответственно 5,5 ампер. И так далее.

По мере заряда аккумулятора сила тока будет постепенно снижаться, когда сила тока снизится до 150 миллиампер, это будет означать, что аккумулятор полностью зарядился. Время зарядки полностью разряженного аккумулятора составит примерно 24 часа.

Друзья, желаю удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Читайте также: Зарядное устройство из блока питания компьютера. Простой способ переделать БП в зарядное устройство.

Как сделать зарядное устройство из компьютерного блока питания

Всем привет, вы меня давно просите показать, как переделать компьютерный блок питания в зарядное устройство для автомобильного аккумулятора или в лабораторный блок питания.

Ну что ж вооружитесь паяльником поскольку этот день настал, но прежде, чем начнем замечу, что в ходе переделки нужно соблюдать крайнюю осторожность, так как мы будем иметь дело с высоким напряжением.

Во время наладочных работ обязательно убедитесь, что блок питания отключен от сети, также не будет лишним лампочкой разрядить ёмкие электролиты на плате блока питания, либо после отключения подождать несколько минут, пока шунтирующие их резисторы не разрядят ёмкость.Схема по которой мы будем переделывать довольно популярная, она более известная, как «схема от итальянца», актуально для блоков питания формата «at» на базе TL494. Современные блоки питания построены на самых разных микросхемах ШИМ, наиболее часто встречаются блоки питания на базе шим контроллера TL490 или её аналога КА7500 и компаратора LM339.Ранее я никогда не рассказывал о процессе переделки блоков питания, так как считаю, что проще собрать новый блок питания своими руками, чем переделывать компьютерный.

Хотя в сети очень много архивов на эту тему, но все повествуют нас о переделки конкретных блоков питания, универсальных способов нет и не может быть.Мне пришлось изрядно попотеть чтобы заставить блок питания работать как нужно, схема итальянца рабочая (есть в архиве в конце статьи), но чтобы применить её для блоков питания на основе TL494 и компаратора LM339, придётся выкинуть половину схемы, при том очень аккуратно, чтобы случайно не выкинуть то, что необходимо для работы.

Поэтому было решено сделать сверх доступное пособие по переделке блоков питания, всё будет очень наглядно в картинках и в мельчайших подробностях.

Сперва нужно найти блок питания. Подойдут блоки построенные на одной TL494 или более современные с применением компаратора LM339 и шим контроллера TL494.

Для начала замыкаем зеленый провод с любым из черных, этим запустив блок питания, начнёт крутится вентилятор, что свидетельствует о том, что блок рабочий, но лениться не стоит лучше мультиметром проверить напряжение на выходе блока питания.

Как мы знаем это у нас 3,3 вольта, 5 вольт и 12 вольт, если всё нормально вскрываем корпус, вынимаем плату и выпаиваем все провода оставляя только пару черных, пару желтых и зеленый провод. Нужны они для тестов, позже будут заменены или убраны.

Далее, можно также выкинуть диодные сборки на линиях 5 и 3,3 вольта, а конденсатор на шине 12 вольт заменить на 25, а лучше 35 или 50 вольтовый, ёмкость от 1000 до 2.2 тысяч микрофарад.

Очень и очень желательно использовать конденсаторы с низким внутренним сопротивлением.

Теперь займёмся серьезным, смотрим на микросхему TL494, (в моём случае стоит аналог K7500), отпаиваем всё, что идёт к первому выводу микросхемы, это как правило несколько резисторов.

Далее смотрим на выводы 13, 14 и 15 той же микросхемы, скорее всего, все они будут замкнуты друг с другом, нужно разъединить 15 вывод от остальных двух, а точнее от 13-го и 14-го.  Я лично перерезал дорожку, таким образом выводы 1 и 15 у нас уже висят в воздухе, идём дальше.

Ту же самую операцию проводим с выводом 16,освобождая её от остальной обвязки. Далее берём любой резистор сопротивлением 2,2 килоома, протягиваем этот резистор с массы блока питания, (то есть с чёрного провода), к первому выводу микросхемы.

Следующим делом, находим переменный резистор на 20 кОм и подключаем его так, как показано на фото.

По идее у нас готова регулировка напряжения, но ничего пока проверять не нужно.

Далее находим пару резисторов сопротивлением 0,1 оМ мощность каждого резистора 5 ватт, соединяем их параллельно и подключаем одним выводом к массе питания, другой конец резистора подключается к выводу 16 микросхемы TL494, этот резистор у нас будет в качестве датчика тока.

Думаете всё))), нет… сделано только полдела, далее нужно скачать архив, который находиться в конце статьи, там есть печатная плата в программе «sprint layout», которую я сделал специально для вас и подробно подписал.Все точки на этой плате нужно подключить к соответствующим точкам, которые указаны на схеме, вот теперь ребята всё.

Можно радоваться и перейти к тестам, я всё сделал на макете, так как приходилось экспериментировать.

Теперь нужно окультурить всё это дело.  Провода которые идут от самодельной платы желательно взять экранированные и как можно короче, места их соединений желательно и даже обязательно залить смолой или термоклеем. Обрыв провода может стать причиной выхода из строя всей конструкции.

Теперь замыкаем зеленый провод с черным, но перед этим обязательно берём страховочную лампу ватт на 40, 60 и подключаем блок питания в сеть только через эту лампу, иначе при косяках возможен фейерверк.

Запускаем источник питания, регулируем сперва напряжение, убеждаемся, что всё прекрасно и плавно регулируется в диапазоне от полутора до 15 с лишним вольт, можно и больше но данный блок питания будет использован в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов, а там 15 вольт сполна хватит.Гоняем блок питания несколько минут, можно даже с небольшой нагрузкой, если всё нормально убираем страховочную лампу и подключаем на выход блока питания более серьезную нагрузку в моем случае галогенка на 60 ватт.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Мультиметр показывает значение тока в цепи и как видим ток также прекрасно регулируется, снять кстати можно более 10 ампер.Осталось только подключить более менее нормальный вольтамперметр например китайский, цифровой, за пару тройку баксов и в добрый путь, подключается следующим образом.

Можно доработать данный блок питания защитой от переполюсовки, но это уже другая история… Спасибо всем за внимание.

Архив к статье; скачать…

Автор; АКА Касьян

Зарядное устройство из блока питания компьютера

Дорогие друзья, я расскажу вам о простом способе переделки компьютерного блока питания в зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов своими руками. Для переделки подойдут любые компьютерные блоки питания собранные на микросхемах TL494 или КА7500 с любым буквенным индексом в конце. Модель, дата производства, цвет и размер блока питания никакого значения не имеют. Самое главное, это наличие в блоке питания микросхемы TL494 или ее аналога КА7500. Снимите верхнюю крышку и проверьте на какой микросхеме собран блок.

Прежде чем приступить к переделке компьютерного блока питания в зарядное устройство, проверьте исправность блока питания. Как включить блок питания без компьютера? Замкните зеленый провод с любым черным. Блок должен включиться.

Для нормальной зарядки аккумулятора требуется напряжение 14,5 вольт, а на выходе из компьютерного блока питания напряжение 12 вольт.  Поэтому, надо сделать блок питания регулируемым, то есть поднять напряжение до максимального значения в 16 вольт. На этом рисунке изображена схема переделки компьютерного блока питания в зарядное устройство.

Схема переделки компьютерного блока питания в зарядное устройство

Скачать схему переделки компьютерного блока питания в зарядное устройство 

В каждом блоке питания, собранном на микросхемах TL494 или КА7500, имеется защита от короткого замыкания и высокого напряжения, которая отключает блок питания в случае нештатной ситуации. Чтобы повысить выходное напряжение до 16 вольт, надо отключить защиту. Для этого отрежьте дорожку от 4 ноги микросхемы. Далее 4 ногу микросхемы соедините куском провода на минус, это большой пучок черных проводов, обозначенных на плате GND. Чтобы сделать блок питания регулируемым, надо удалить резистор, через который подается напряжение с выхода блока питания, обозначенного на плате +12V (пучок желтых проводов)  на первую ногу микросхемы и на его место поставить переменный резистор сопротивлением 50 кОм или 100 кОм. Для каждого блока подбирается индивидуально ведь блоки питания у всех разные.

Для начинающих радиолюбителей это очень сложная задача потому, что этот самый резистор очень любят прятать от зорких глаз и умелых рук начинающих радиолюбителей хитрые производители компьютерных блоков питания. Каких либо стандартов расположения резистора на печатной плате нет. Все производители блоков питания по своему располагают и нумеруют детали на плате. Поэтому, искать надо от выхода +12V  до первой ноги микросхемы или наоборот, кому как удобно. На этой плате я отключил защиту, отрезав дорожку от 4 ноги микросхемы. Потом соединил 4 ногу на минус. После включения в сеть блок питания запускается без замыкания зеленого провода с черным, это означает, что защита отключена.

В этом компьютерном блоке питания, резистор находится здесь, рядом с первой ногой микросхемы. Напряжение на резисторе около 12 вольт.

После установки переменного резистора на 100 кОм. Напряжение плавно регулируется от 4,5 вольт до 16 вольт и обратно. Поскольку выходное напряжение увеличилось до 16 вольт, а в некоторых блоках питания возможно поднять напряжение до 20 вольт. Во избежание мощного взрыва выходных конденсаторов настоятельно рекомендую заменить 16 вольтовые конденсаторы на выходе из блока питания на 25 вольтовые, они по диаметру идеально становятся на свои места, а по высоте немного длиннее. Вентилятор подключите через резистор от 20 до 100 ом.

Для визуального контроля процесса зарядки аккумулятора желательно установить универсальный вольт амперметр китайского производства. Схема подключения изображена на рисунке внизу. Не смотря на свою универсальность, чудо прибор для точности измерительных показаний нуждается в небольшой настройке. На задней плате прибора имеется два маленьких подстроечных SMD резистора. Левый резистор предназначен для калибровки амперметра, а правый показаний вольтметра. Как откалибровать китайский вольт амперметр?

После подключения прибора к выходу компьютерного блока питания, подключите мультиметр в режиме вольтметра. Сравните показания двух приборов. В случае необходимости подкорректируйте показания вольт амперметра правым подстроечным резистором. Чтобы откалибровать амперметр, переключите мультиметр в режим амперметра и соедините последовательно с вольт амперметром через лампу накаливания 12 Вольт 21 Ватт. Точность показаний амперметра установите левым подстроечным резистором. На этом калибровка вольт амперметра окончена.

Схема подключения универсального вольт амперметра к зарядному устройству из компьютерного блока питания

Скачать схему подключения вольт амперметра 

Так выглядит готовое зарядное устройство, все детали легко разместились внутри стандартного корпуса.  Поскольку в зарядном устройстве отсутствует защита от короткого замыкания, не забудьте установить предохранитель на 10А в разрыв (желтого) провода выходящего из линии +12V, который надежно защитит блок питания от короткого замыкания.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Читайте также: Зарядное устройство из компьютерного блока питания

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать зарядное устройство из компьютерного блока питания!

Как сделать зарядное устройство для 12В свинцово-кислотных аккумуляторов из компьютерного БП ATX.

Как сделать зарядное устройство для 12В свинцово-кислотных аккумуляторов из компьютерного БП ATX.

Скопилось у меня много компьютерных БП, отремонтированных в качестве тренировки этого процесса, но для современных компьютеров уже слабоватых. Что с ними делать?

Решил несколько переделать в ЗУ для зарядки 12В автомобильных аккумуляторов.

Итак: начали.

Первым мне подвернулся под руку Linkworld LPT2-20. У этого зверька оказался ШИМ на м/с Linkworld LPG-899. Посмотрел даташит, схему БП и понял – элементарно!

Что оказалось просто шикарно – она питается от 5VSB, т.е наши переделки никак не повлияют на режим её работы. Ноги 1,2,3 используются для контроля выходных напряжений 3,3В, 5В и 12В соответственно в пределах допустимых отклонений. 4-я нога тоже является входом защиты и используется для защиты от отклонений -5В, -12В. Нам все эти защиты не просто не нужны, а даже мешают. Поэтому их надо отключить.

По пунктам:

1. Перерезать дорожку идущую от канала 5В к 2-й ноге м/с и её обвязке и соединить её с +5VSB.

2. выпаять всю обвязку 1-й и 3-й ноги м/с.
3. выпаять детали через которые 4-я нога была связана с -5В и -12В, остальные трогать НЕ НАДО.
4. выпаять детали делителя на 16-й ноге (все резисторы которые к ней подходят)
5. Если будете оставлять канал 5В (зачем может пригодиться скажу далее), замените нагрузочный резистор на выходе этого канала с 10Ом на 15Ом аналогичного размера (мощности). Ибо после переделки там будет уже 6В и ему станет слишком жарко J
6. Теперь можно демонтировать все детали каналов 3,3В -5В и -12В, а также и 5В если вы его решите не оставлять.
7. Также выпаять все провода выходящие из БП кроме 3-х черных и 3-х желтых.

Стадия разрушения на этом окончена, пора переходить к созиданию.

1. Согласно схеме на Рис.1 смонтировать делитель для 1-й и 3-й ноги м/с из резисторов R1, R3 и R2. Я это сделал в свободных дырках оставшихся от удаленных деталей. Теперь защита будет «довольна» и не будет нам мешать. Вот так это выглядело на этом этапе:

2. Замкнуть 9-ю ногу м/с на землю или сделать это через выключатель если сетевого нет или вам его недостаточно. Это действие обеспечивает запуск БП (а теперь, без 5 минут, зарядного), PS-ON — так сказать.

3. Далее (на схеме не обозначено), но очень рекомендую нагрузить канал 12В хотя бы на 0,5А. Чем угодно – лампочкой, резисторами или и тем и другим одновременно. Это нужно для адекватной работы БП на холостом ходу (хотя слабенькие БП, типа этого, могут обойтись штатным нагрузочным резистором).
4. Теперь восстанавливаем делитель на 16-й ноге (R4, R6 и R12 по схеме).
5. Включаем БП (лучше через лампочку на 60-100Вт вместо предохранителя) и меряем напряжение в бывшем 12В канале. Если необходимо подбираем резистор R12 до получения 14,35-14,4В (ну или ещё большего если вам покажется мало, хотя я считаю именно это значение наиболее правильным). Кроме того, можно установить регулятор. Делается это так: сначала подбором R6 добиваемся 13,5-14В на выходе, затем последовательно с ним ставим переменный резистор на 10кОм. Он обеспечит вам регулировку выходного напряжения от 13,5-14 до 14,9-15,4В. Этого диапазона должно хватить для аккумулятора в любом состоянии.

По большому счету ЗУ у нас уже готово, но в нем нет ограничения зарядного тока (хотя защита от КЗ работает). Для того чтобы ЗУ не давало на аккумулятор столько «сколько влезет» – добавляем цепь на VT1, R5, C1, R8, R9, R10. Как она работает? Очень просто. Пока падение напряжения на R8 подаваемое на базу VT1 через делитель R9, R10 не превышает порог открывания транзистора – он закрыт и не влияет на работу устройства. А вот когда он начинает открываться, то к делителю на R4, R6, R12 добавляется ветка из R5 и транзистора VT1, меняя тем самым его параметры. Это приводит к падению напряжения на выходе устройства и, как следствие, к падению зарядного тока. При указанных номиналах, ограничение начинает работать примерно с 5А, плавно понижая выходное напряжение с ростом тока нагрузки. Настоятельно рекомендую эту цепь не выбрасывать из схемы, иначе, при сильно разряженном аккумуляторе ток может быть настолько большим, что сработает штатная защита, или вылетят силовые транзисторы, или шоттки. И зарядить свой аккумулятор вы не сможете, хотя сообразительные автолюбители догадаются на первом этапе включить автомобильную лампу между ЗУ и аккумулятором чтобы ограничить зарядный ток.

VT2, R11, R7 и HL1 занимается «интуитивной» индикацией тока заряда. Чем ярче горит HL1 – тем больше ток. Можно не собирать, если нет желания. Транзистор VT2 – должен быть обязательно германиевый, потому что падение напряжения на переходе Б-Э у него значительно меньше, чем у кремниевого. А значит, и открываться он будет раньше чем VT1.

Цепь из F1 и VD1, VD2 обеспечивает простейшую защиту от переполюсовки. Очень рекомендую сделать её или собрать другую на реле или чём-нибудь ещё. Вариантов в сети можно найти много.

А теперь о том, зачем нужно оставить канал 5В. Для вентилятора 14,4В многовато, особенно с учетом того что при такой нагрузке БП не греется вообще, ну кроме сборки выпрямителя, она немного греется. Поэтому, мы подключаем его к бывшему каналу 5В (сейчас там — около 6В), и он тихо и нешумно выполняет свою работу. Естественно, с питанием вентилятора есть варианты: стабилизатор, резистор и т.п. В дальнейшем некоторые из них мы увидим.

Всю схему я свободно смонтировал на освобожденном от ненужных деталей месте, не делая никаких плат, с минимумом дополнительных соединений. Выглядело это всё после сборки так:

В итоге, что мы имеем?

Получилось ЗУ с ограничением максимального зарядного тока (достигается уменьшением подаваемого на аккумулятор напряжения при превышении порога в 5А) и стабилизированным максимальным напряжением на уровне 14,4В, что соответствует напряжению в бортовой сети автомобиля. Поэтому, его можно смело использовать, не отключая аккумулятор от бортовой электроники. Это зарядное устройство можно смело оставлять без присмотра на ночь, батарея никогда не перегреется. К тому же оно почти бесшумное и очень лёгкое.

Если вам максимального тока в 5-7А маловато (ваш аккумулятор бывает часто сильно разряжен), можно легко увеличить его до 7-10А, заменив резистор R8 на 0,1Ом 5Вт. Во втором БП с более мощной сборкой по 12В именно так я и сделал:

Следующим подопытным у нас будет БП Sparkman SM-250W реализованный на широко известном и горячо любимом ШИМ TL494 (КА7500).

Переделка такого БП ещё проще, чем на LPG-899, так как в ШИМ TL494 нет никаких встроенных защит по напряжениям каналов, зато есть второй компаратор ошибки, который зачастую свободен (как и в данном случае). Схема оказалась практически один к одному со схемой PowerMaster. Её я и взял за основу:

План действий:

1. Выпаиваем всё, что обведено или зачеркнуто на схеме Рис.3 розовым, и все провода. Должно получиться примерно так:

2. Резистор R42 (по схеме, у вас может оказаться другим номером, так что будьте внимательны) заменяем на 10-11кОм. Включаем БП (желательно через лампу на 60-100Вт, на всякий случай) и меряем напряжение на выходе. Обратите внимание: БП должен запуститься сам, замыкать 4-ю ногу ШИМ на землю НЕ НАДО. Если вы это сделаете, то отключите защиту по току и при КЗ на выходе сможете наблюдать вылет силовых транзисторов и других элементов блока питания. Если напряжение не 14,35-14,45В, то подбором резисторов R44, R45 добиваетесь чтоб оно было в указанном диапазоне. Если этого недостаточно можно не сильно изменить и R42.
   В принципе на этом можете и закончить. Нет? Ааа…, вам нужно ограничение максимального зарядного тока как в варианте 1? Тогда продолжим.
   Изображен только фрагмен изменений в обвязке ШИМ. Это не значит что всё остальное вокруг него надо выпаять.
3. В ШИМ TL494 имеется два встроенных усилителя ошибки, в данной схеме один из них не использовался, его мы и задействуем для ограничения максимального зарядного тока. Отключаем 15-ю ногу ШИМ от 13-й и 14-й, а16-ю ногу от земли. Можете дорожки перерезать, можете просто их отдельно выпаять, как вам нравится короче. Затем монтируем цепь из R5, C1, R7, R8, R9, R6 по схеме на Рис.4. При указанных номиналах БП больше 5А давать отказывается. При достижении порога, как и в первом случае, начинает падать выходное напряжение. Правда, есть и отличия, в данном варианте падение будет гораздо более резким. Фактически больше заданного тока, он не даст ни при каких обстоятельствах, напряжение упадет хоть до 0 (ну или почти). В то время, как в первом варианте, при достижении заданного порога напряжение снижается более плавно и не станет менее 2,5-3В даже если управляющий транзистор КТ361 откроется совсем. Но, вернемся к данной схеме. В режиме ограничения максимального тока возможно появление сверчков, убиваются подбором R5 и С1. Роль шунта (резистор R6 на схеме) на 0,005Ом у меня выполнял кусок медной проволоки длиной 2,5см, из телефонного кабеля. Изменение порога ограничения максимального тока достигается изменением номинала резистора R9 или R6. И предвосхищая вопрос: «зачем нужен R7?». Отвечу: «Не помню» J, очевидно что при разработке различных вариантов во время проектирования он был нужен в каком то из них. Но потом схема изменилась и теперь он, судя по всему, не играет никакой роли и вместо него можно ставить перемычку. Вот результат работы, испытание заряда реального аккумулятора от UPS, 12В 7А/ч.  
      Напряжение 14,4В ток 0,44А. Пусть вас цифры тока не удивляют, он разряжен был не сильно.
4. Вентилятор, как и в предыдущем случае, к бывшему каналу 5В. На провода крокодилы, землю платы заизолировать от корпуса. Защита от переполюсовки — аналогична. От КЗ щупов прекрасно защищает оставшаяся нетронутой штатная защита. Проверено неоднократно.

Это был, пожалуй, самый экономичный вариант. Выпаянных деталей у вас останется гораздо больше чем затраченных J. Особенно если учесть что сборка SBL1040CT была извлечена из канала 5В, а туда были впаяны диоды, в свою очередь добытые, с канала -5В. Все затраты состояли из крокодилов, светодиода и предохранителя. Ну, можно ещё ножки приделать для красоты и удобства.

Вот плата в полном сборе:

Если вас пугают манипуляции с 15 и 16-й ногами ШИМ, подбор шунта с сопротивлением в 0,005Ом, устранение возможных сверчков, можно переделать БП на TL494 и несколько другим способом.

Итак: наша следующая «жертва» — БП Sparkman SM-300W. Схема абсолютно аналогична варианту 2, но имеет на борту более мощную выпрямительную сборку по 12В каналу, более солидные радиаторы. Значит — с него мы возьмем больше, например 10А.

Этот вариант однозначен для тех схем, где ноги 15 и 16 ШИМ уже задействованы и вы не хотите разбираться – зачем и как это можно переделать. И вполне пригоден для остальных случаев.

Повторим в точности пункты 1 и 2 из второго варианта.

Канал 5В, в данном случае, я демонтировал полностью.

Далее собираем схему по Рис.5.

Чтобы не пугать вентилятор напряжением в 14,4В — собран узел на VT2, R9, VD3, HL1. Он не позволяет превышать напряжение на вентиляторе более чем 12-13В. Ток через VT2 небольшой, нагрев транзистора тоже, можно обойтись без радиатора.

С принципом действия защиты от переполюсовки и схемы ограничителя зарядного тока и вы уже знакомы, но вот место его подключения здесь — иное.

Управляющий сигнал с VT1 через R4 заведен на 4-ю ногу KA7500B (аналог TL494). На схеме не отображено, но там должен был остаться от оригинальной схемы резистор в 10кОм с 4-й ноги на землю, его трогать не надо.

Действует это ограничение так. При небольших токах нагрузки транзистор VT1 закрыт и на работу схемы никак не влияет. На 4-й ноге напряжение отсутствует, так как она посажена на землю через резистор. А вот когда ток нагрузки растет, падение напряжения на R6 и R7 соответственно тоже растет, транзистор VT1 начинает открываться и совместно с R4 и резистором на землю они образуют делитель напряжения. Напряжение на 4-й ноге возрастает, а так как потенциал на этой ноге, согласно описанию TL494, непосредственно влияет на максимальное время открытия силовых транзисторов, то ток в нагрузке уже не растет. При указанных номиналах порог ограничения составил 9,5-10А. Основное отличие от ограничения в варианте 1, несмотря на внешнюю похожесть, резкая характеристика ограничения, т.е. при достижении порога срабатывания, напряжение на выходе спадает быстро.

Вот этот вариант в готовом виде:

Кстати, эти зарядки можно использовать и в качестве источника питания для автомагнитолы, переноски на 12В и других автомобильных устройств. Напряжение стабилизировано, максимальный ток ограничен, спалить что-нибудь будет не так то просто.

Вот готовая продукция:

Переделка БП под зарядное по такой методике – дело одного вечера, но для себя любимого времени не жалко?

Тогда позвольте представить:

За основу взято БП Linkworld LW2-300W на ШИМ WT7514L (аналог уже знакомой нам по первому варианту LPG-899).

Ну что ж: демонтаж ненужных нам элементов осуществляем согласно варианту 1, с той лишь разницей, что канал 5В тоже демонтируем – он нам не пригодится.

Здесь схема будет более сложной, вариант с монтажом без изготовления печатной платы в данном случае – не вариант. Хотя и полностью от него мы отказываться не будем. Вот приготовленная частично плата управления и сама жертва эксперимента ещё не отремонтированная:

А вот она уже после ремонта и демонтажа лишних элементов, а на втором фото с новыми элементами и на третьем её обратная сторона с уже проклеенными прокладками изоляции платы от корпуса.

То, что обведено на схеме рис.6 зеленой линией – собрано на отдельной плате, остальное было собрано на освободившемся от лишних деталей месте.

Для начала попробую рассказать: чем это зарядное отличается от предыдущих устройств, а уж потом расскажу какие детали, за что отвечают.

• Включение зарядного происходит только при подключении к нему источника ЭДС (в данном случае аккумулятора), вилка при этом должна быть включена в сеть заблаговременно J.
• Если по каким-либо причинам напряжение на выходе превысит 17В или окажется менее 9В – ЗУ отключается.
• Максимальный ток заряда регулируется переменным резистором от 4 до 12А, что соответствует рекомендуемым токам заряда аккумуляторов от 35А/ч до 110А/ч.
• Напряжение заряда регулируется автоматически 14,6/13,9В, либо 15,2/13,9В в зависимости от выбранного пользователем режима.
• Напряжение питания вентилятора регулируется автоматически в зависимости от тока заряда в диапазоне 6-12В.
• При КЗ или переполюсовке срабатывает электронный самовосстанавливающийся предохранитель на 24А, схема которого, с незначительными изменениями, была заимствована из разработки почетного кота победителя конкурса 2010г Simurga. Скорость в микросекундах не мерил (нечем), но штатная защита БП дернуться не успевает – он гораздо быстрее, т.е. БП продолжает работать как ни в чём не бывало, только вспыхивает красный светодиод срабатывания предохранителя. Искр, при замыкании щупов практически не видно, даже при переполюсовке. Так что очень рекомендую, на мой взгляд эта защита лучшая, по крайней мере из тех что я видел (хотя и немного капризная на ложные срабатывания в частности, возможно придётся посидеть с подбором номиналов резисторов).

Теперь, кто за что отвечает:

• R1, C1, VD1 – источник опорного напряжения для компараторов 1, 2 и 3.
• R3, VT1 – цепь автозапуска БП при подключении аккумулятора.
• R2, R4, R5, R6, R7 – делитель опорных уровней для компараторов.
• R10, R9, R15 – цепь делителя защиты от перенапряжения на выходе о которой я упоминал.
• VT2 и VT4 с окружающими элементами – электронный предохранитель и токовый датчик.
• Компаратор OP4 и VT3 с резисторами обвязки – регулятор оборотов вентилятора, информация о токе в нагрузке, как видите, поступает от токового датчика R25, R26.
• И наконец, самое важное — компараторы с 1-го по 3-й обеспечивают автоматическое управление процессом заряда. Если аккумулятор достаточно сильно разряжен и хорошо «кушает» ток, ЗУ ведет заряд в режиме ограничения максимального тока установленного резистором R2 и равном 0,1С (за это отвечает компаратор ОР1). При этом, по мере заряда аккумулятора, напряжение на выходе зарядного будет расти и при достижении порога 14,6 (15,2), ток начнет уменьшаться. Вступает в работу компаратор ОР2. Когда ток заряда упадет до 0,02-0,03С (где С емкость аккумулятора а А/ч), ЗУ перейдет на режим дозаряда напряжением 13,9В. Компаратор OP3 используется исключительно для индикации, и никакого влияния на работу схемы регулировки не оказывает. Резистор R2 не просто меняет порог максимального тока заряда, но и меняет все уровни контроля режима заряда. На самом деле, с его помощью выбирается емкость заряжаемого аккумулятора от 35А/ч до 110А/ч, а ограничение тока это «побочный» эффект. Минимальное время заряда будет при правильном его положении, для 55А/ч примерно посередине. Вы спросите: «почему?», да потому что если, к примеру, при зарядке 55А/ч аккумулятора поставить регулятор в положение 110А/ч – это вызовет слишком ранний переход к стадии дозаряда пониженным напряжением. При токе 2-3А, вместо 1-1,5А, как задумывалось разработчиком, т.е. мной. А при выставлении 35А/ч будет мал начальный ток заряда, всего 3,5А вместо положенных 5,5-6А. Так что если вы не планируете постоянно ходить смотреть и крутить ручку регулировки, то выставляйте как положено, так будет не только правильнее, но и быстрее.
• Выключатель SA1 в замкнутом состоянии переводит ЗУ в режим «Турбо/Зима». Напряжение второй стадии заряда повышается до 15,2В, третья остается без существенных изменений. Рекомендуется для заряда при минусовых температурах аккумулятора, плохом его состоянии или при недостатке времени для стандартной процедуры заряда, частое использование летом при исправном аккумуляторе не рекомендуется, потому что может отрицательно сказаться на сроке его службы.
• Светодиоды, помогают ориентироваться, на какой стадии находится процесс заряда. HL1 – загорается при достижении максимально допустимого тока заряда. HL2 – основной режим заряда. HL3 – переход в режим дозаряда. HL4 – показывает что заряд фактически окончен и аккумулятор потребляет менее 0,01С (на старых или не очень качественных аккумуляторах до этого момента может и не дойти, поэтому ждать очень долго не стоит). Фактически аккумулятор уже хорошо заряжен после зажигания HL3. HL5 – загорается при срабатывании электронного предохранителя. Чтобы вернуть предохранитель в исходное состояние, достаточно кратковременно отключить нагрузку на щупах.

Что касается наладки. Не подключая плату управления или не запаивая в неё резистор R16 подбором R17 добиться напряжения 14,55-14,65В на выходе. Затем подобрать R16 таким, чтобы в режиме дозаряда (без нагрузки) напряжение падало до 13,8-13,9В.

Вот фото устройства в собранном виде без корпуса и в корпусе:

Вот собственно и всё. Зарядка была испытана на разных аккумуляторах, адекватно заряжает и автомобильный, и от UPS (хотя все мои зарядки заряжают любые на 12В нормально, потому что напряжение стабилизировано J). Но это побыстрее и ничего не боится, ни КЗ, ни переполюсовки. Правда, в отличие от предыдущих, в качестве БП использовать не получится (очень оно стремится управлять процессом и не хочет включаться при отсутствии напряжения на входе). Зато, его можно использовать в качестве зарядного для аккумуляторов резервного питания, вообще не отключая никогда. Заряжать будет в зависимости от степени разряда автоматически, а из-за малого напряжения в режиме дозаряда существенного вреда аккумулятору не принесет даже при постоянном включении. При работе, когда аккумулятор уже почти заряжен, возможен переход зарядного в импульсный режим заряда. Т.е. ток зарядки колеблется от 0 до 2А с интервалом от 1 до 6 секунд. Сначала, хотел было устранить это явление, но, почитав литературу – понял, что это даже хорошо. Электролит лучше перемешивается, и даже иногда способствует восстановлению потерянной емкости. Поэтому решил оставить так как есть.

Ну вот, попалось что-то новенькое. На этот раз LPK2-30 с ШИМ на SG6105. Такого «зверя» мне для переделки раньше мне ещё не попадалось. Но я вспомнил многочисленные вопросы на форуме и жалобы пользователей на проблемы по переделке блоков на этой м/с. И принял решение, хоть зарядка мне больше и не нужна, нужно победить эту м/с из спортивного интереса и на радость людям. А заодно и опробовать на практике, возникшую в моей голове идею оригинального способа индикации режима заряда.

Вот он, собственной персоной:

Начал, как обычно, с изучения описания. Обнаружил, что она похожа на LPG-899, но есть и некоторые отличия. Наличие 2-х встроенных TL431 на борту, вещь конечно интересная, но…  для нас — несущественная. А вот отличия в цепи контроля напряжения 12В, и появление входа для контроля отрицательных напряжений, несколько усложняет нашу задачу, но в разумных пределах.

В результате раздумий и непродолжительных плясок с бубном (куда уж без них) возник вот такой проект:

Вот фото этого блока уже переделанного на один канал 14,4В, пока без платы индикации и управления. На втором его обратная сторона:

А это внутренности блока в сборе и внешний вид:

Обратите внимание, что основная плата была развернута на 180 градусов, от своего первоначального расположения, для того чтобы радиаторы не мешали монтажу элементов передней панели.

В целом это немного упрощённый вариант 4. Разница заключается в следующем:

• В качестве источника для формирования «обманных» напряжений на входах контроля было взято 15В с питания транзисторов раскачки. Оно в комплекте с R2-R4 делает всё необходимое. И R26 для входа контроля отрицательных напряжений.
• Источником опорного напряжения для уровней компаратора было взято напряжение дежурки, оно же питание SG6105. Ибо, большая точность, в данном случае, нам не нужна.
• Регулировка оборотов вентилятора тоже была упрощена.

А вот индикация была немного модернизирована (для разнообразия и оригинальности). Решил сделать по принципу мобильного телефона: банка наполняющаяся содержимым. Для этого я взял двухсегментный светодиодный индикатор с общим анодом (схеме верить не надо – не нашёл в библиотеке подходящего элемента, а рисовать было лень L), и подключил как показано на схеме. Получилось немного не так как задумывал, вместо того чтобы средние полоски «g» при режиме ограничения тока заряда гасли, вышло, что они — мерцают. В остальном — всё нормально.

Индикация выглядит так:

На первом фото режим заряда стабильным напряжением 14,7В, на втором – блок в режиме ограничения тока. Когда ток станет достаточно низким, у индикатора загорятся верхние сегменты, и напряжение на выходе зарядного упадёт до 13,9В. Это можно увидеть на фото приведённом немного выше.

Так как напряжение на последней стадии всего 13,9В можно спокойно дозаряжать аккумулятор сколь угодно долго, вреда ему это не принесёт, потому что генератор автомобиля обычно даёт большее напряжение.

Естественно, в этом варианте можно использовать и плату управления из варианта 4. Обвязку GS6105 только нужно сделать так, как здесь.

Да, чуть не забыл. Резистор R30 устанавливать именно так — совсем не обязательно. Просто, у меня никак не выходило подобрать номинал впараллель к R5 или R22 чтобы получить на выходе нужное напряжение. Вот и вывернулся таким… нетрадиционным образом. Можно просто подобрать номиналы R5 или R22, как я делал в других вариантах.

Как видите, при правильном подходе, почти любой БП АТХ можно переделать в то, что вам нужно. Если будут новые модели БП и нужда в зарядках, то возможно будет и продолжение.

Кота от всего сердца поздравляю с юбиелеем! В его честь, кроме статьи, ещё был заведён новый жилец — очаровательная серая киска Маркиза.

Зарядные устройства в качестве источников питания

Бывают ситуации, когда зарядное устройство может работать как источник питания, например а также обслуживают аккумуляторы. Это может быть при проектировании в ИБП (источник бесперебойного питания). Источник питания), или при тестировании или эксплуатации системы постоянного тока с питанием от батарей. Не все зарядные устройства подходят для работы от источника питания. Самая « умная » батарея зарядные устройства имеют «точку переключения», где они переходят в финальную стадию (обычно 3-ю стадию) плавающий режим.Если зарядное устройство никогда не достигает этой точки из-за тока, проходящего через нагрузки, он останется в стадии поглощения, что может повредить батареи и, в конечном итоге, зарядное устройство.

Точка сохранения потребляемого тока ниже точки переключения заключается в отключении зарядного устройства второй, «повышающей ступени», которая имеет более высокое напряжение, чем плавающее, и будет перезаряжаться, если оставался в таком режиме очень долго. Одна из особенностей устройств Samlex, которые мы носим, ​​- это настраиваемый микропереключатель. режим называется «аккумулятор с нагрузкой».Эта настройка отключает ступень наддува, позволяя зарядному устройству для перехода к его номинальной токовой нагрузке без перезарядки подключенных к нему батарей. Зарядное устройство на 30 ампер может обеспечивать до 30 ампер непрерывно, если этого требует нагрузка.

Ситуации, требующие включения питания

Такое приложение, как медицинская тележка с герметичными свинцово-кислотными аккумуляторами, требующими зарядки, но имеющими небольшой расход тока от какого-то устройства, которое всегда включено, может быть кандидатом на переключение в режим зарядное устройство типа Samlex соответствующего напряжения и ампер.Зарядное устройство будет заряжаться до его текущий рейтинг, и понизить до текущего уровня нагрузки, не находясь в повышении (поглощении) режим, безопасный для длительного использования батареи, пока не будет отключен / отключен.

Для больших токов мы всегда используем блоки Samlex. Мы поставили их для самолетов приложений и НИОКР, где техники или инженеры хотят протестировать авионику, не осушая аккумуляторная система.Мы поставляем OEM-производителям автомобилей и производителям оборудования (например, John Deere) с устройствами Samlex для включения в торговую выставку, автомобильную выставку или даже выставку SEMA. дисплей, на котором электрические системы транспортного средства или оборудования работают часами для демонстрации целей. Мы также предоставили инженерам / студентам-робототехникам эти устройства для тестирования и усовершенствование роботизированного устройства с питанием от постоянного тока.

Также есть электронные / радио приложения.Ретрансляторная радиостанция (меньшая мощность постоянного тока) ед.) можно настроить с аккумулятором, питающимся через зарядное устройство. Когда питание отключается, батарейки кормить систему. Когда питание восстанавливается, зарядное устройство заряжает батареи, загрузка системы. Мы использовали эти настройки для ретрансляторов беспроводного Интернета, ретрансляторов любительского радио, станции научного мониторинга и др. Напишите нам по электронной почте с вашим конкретным заявлением, и мы увидим что подходит для решения требований.

Дом | Учебники | Зарядные устройства для аккумуляторов как источники питания

Бортовые зарядные устройства и зарядные станции для электромобилей

Поскольку мир готовится к революции электромобилей, верно то, что скорость адаптации низкая. Электромобили (электромобили), несмотря на то, что они более экологичный, плавный и дешевый вид транспорта, пока не кажутся практичными. Причина в двух словах: Стоимость и Экосистема. В настоящее время электромобили оцениваются в основном на уровне бензиновых автомобилей, что делает их менее важным выбором для покупателей. Ожидается, что развитие аккумуляторных технологий и государственные схемы снизят стоимость электромобилей в будущем.

Вторая часть заключается в том, что для покупателей не существует надлежащей экосистемы, позволяющей без особых хлопот пользоваться электромобилем. Под «Экосистемой» я имею в виду зарядные станции для зарядки вашего электромобиля, когда у вас заканчивается заряд батареи. Представьте, что вы используете бензиновый автомобиль, когда в вашем городе нет заправочных станций и единственное место, где вы можете заправиться, — это ваш дом, к тому же вам понадобится минимум 6-8 часов для зарядки типичного электромобиля. Многие компании, такие как Tesla, EVgo, точки зарядки и т. Д., Уже осознали эту проблему, установив зарядные станции по всей стране.Что касается таких стран, как Нидерланды, которые обещали отказаться от бензиновых двигателей к 2035 году, они уверены, что дороги будущего будут заменены электромобилями вместо двигателей внутреннего сгорания, и вокруг нас появится множество станций зарядки электромобилей.

Но, , как работают зарядные станции для электромобилей ? Может ли одна зарядная станция заряжать все типы электромобилей? Какие типы зарядных устройств для электромобилей ? Какие протоколы используются для зарядных устройств для электромобилей? В этой статье мы обсудим ответы на все эти вопросы, а также поймем, что представляет собой зарядная станция для электромобилей и подсистемы, стоящие за ней .Прежде чем двигаться дальше, вы должны прочитать об аккумуляторах, используемых в электромобиле, и о том, как система управления батареями работает внутри электромобиля.

Оборудование поставки электромобилей (EVSE)

Оборудование, составляющее зарядную станцию ​​для электромобилей, в совокупности называется «Оборудование для снабжения электромобилей» (EVSE). Этот термин более популярен, и он относится только к зарядным станциям. Некоторые люди также называют его ECS, что означает электрическая зарядная станция.

EVSE разработан и спроектирован для зарядки аккумуляторной батареи с использованием сети для подачи энергии; эти аккумуляторные батареи могут присутствовать в электромобиле (EV) или в подключаемом к сети электромобиле (PEV). Питание, разъем и протокол для этих EVSE будут различаться в зависимости от конструкции, которую мы обсудим в этой статье.

Бортовые зарядные устройства и зарядные станции

Прежде чем мы перейдем к зарядным станциям, важно понять, что находится внутри электромобиля и к какой части будет подключено зарядное устройство. Большинство электромобилей сегодня поставляются с бортовым зарядным устройством (OBC ), и производитель также предоставляет зарядное устройство вместе с автомобилем. Эти зарядные устройства вместе с бортовым зарядным устройством могут использоваться покупателем для зарядки своего электромобиля от домашней розетки, как только он / она получит его домой. Но эти зарядные устройства очень простые и не имеют каких-либо дополнительных функций, и, следовательно, для зарядки типичного электромобиля обычно требуется около 8 часов.

Типы зарядных станций для электромобилей (EVSE)

можно разделить на два типа: зарядные станции переменного тока и зарядные станции постоянного тока.

Зарядная станция переменного тока , как следует из названия, обеспечивает питание переменного тока от сети для электромобиля, которое затем преобразуется в постоянный ток с помощью бортового зарядного устройства для зарядки автомобиля. Эти зарядные устройства также называются зарядными устройствами уровня 1 и уровня 2 , которые используются в жилых и коммерческих помещениях. Преимущество зарядной станции переменного тока заключается в том, что бортовое зарядное устройство будет регулировать напряжение и ток в соответствии с требованиями для электромобиля, поэтому для зарядной станции не обязательно связываться с электромобилем. Недостатком является низкая выходная мощность, увеличивающая время зарядки. Типичная система зарядки переменного тока показана на рисунке ниже. Как мы видим, переменный ток из сети подается напрямую в OBC через EVSE, затем OBC преобразует его в постоянный ток и заряжает аккумулятор через BMS. Контрольный провод используется для определения типа зарядного устройства, подключенного к электромобилю, и установки необходимого входного тока для OBC. Мы обсудим это позже.

Зарядная станция постоянного тока получает питание переменного тока от сети, преобразует его в напряжение постоянного тока и использует его для зарядки аккумуляторной батареи напрямую, минуя бортовое зарядное устройство (OBS).Эти зарядные устройства обычно выдают высокое напряжение до 600 В и ток до 400 А, что позволяет заряжать электромобиль менее чем за 30 минут по сравнению с 8-16 часами на зарядном устройстве переменного тока. Они также называются зарядными устройствами уровня 3 и широко известны как зарядные устройства постоянного тока (DCFC) или суперзарядные устройства. Преимуществом этого типа зарядного устройства является его быстрое время зарядки, а недостатком — его сложная инженерия. , где ему необходимо взаимодействовать с электромобилем для его эффективной и безопасной зарядки.Типичная система зарядки постоянным током показана ниже, так как вы можете видеть, что EVSE подает постоянный ток непосредственно на аккумулятор, минуя OBS. EVSE скомпонован стеками для обеспечения высокого тока, при этом один стек не сможет обеспечить высокий ток из-за ограничений переключателя мощности.

Обычно зарядные устройства уровня 1 предназначены для использования в жилых помещениях. — это зарядные устройства, которые поставляются производителями вместе с электромобилем, которые можно использовать для зарядки электромобиля через стандартные домашние розетки.Таким образом, они работают от однофазного источника переменного тока и могут выдавать от 12 до 16 А, а зарядка электромобиля мощностью 24 кВт / ч занимает около 17 часов. Зарядное устройство уровня 1 не играет большой роли в зарядных станциях.

Зарядное устройство уровня 2 предоставляется как обновление для зарядного устройства уровня 1 , оно может быть установлено в доме , по специальному запросу, при условии, что в доме есть источник питания с разделенной фазой , или может использоваться в общественных / коммерческих зарядных станциях в качестве хорошо.Эти зарядные устройства могут обеспечивать выходной ток до 80 А из-за высокого входного напряжения и могут заряжать электромобиль за 8 часов. Зарядное устройство Level 3 или Super Charger предназначены только для общественных зарядных станций. Они требуют многофазного переменного тока от сети и потребляют более 240 кВт, что почти в 10 раз больше, чем у обычного кондиционера в нашем доме. Поэтому для работы этих зарядных устройств требуется специальное разрешение от сети.

Зарядные устройства Уровня 2 и Уровня 3 считаются более эффективными, чем Зарядное устройство Уровня 1 , поскольку преобразование переменного / постоянного и постоянного / постоянного тока происходит в самом EVSE.Из-за огромного размера и сложности зарядных устройств уровня 2 и уровня 3 их нельзя встроить в электромобиль, так как это увеличит вес и снизит эффективность электромобиля.

Типы разъемов для зарядки электромобилей

Так же, как европейцы работают при 220 В 50 Гц, а американцы работают при 110 В 60 Гц, электромобили также имеют разные типы зарядных разъемов в зависимости от страны, в которой они производятся.Это привело к замешательству производителей ESVE, поскольку их нельзя легко сделать универсальными для всех электромобилей. Основные классификации разъемов для зарядных устройств переменного тока и зарядных устройств постоянного тока приведены ниже.

Розетки переменного тока для зарядки электромобилей :

Среди трех наиболее распространенным типом розеток для зарядки переменного тока является розетка JSAE1772 , популярная в Северной Америке. Как вы можете видеть, вилка / разъем имеет несколько соединений: три широких контакта предназначены для фазы, нейтрали и заземления, а два маленьких контакта используются для связи между зарядным устройством и электромобилем (интерфейс пилота), мы обсудим это позже.Mennekes или VDE-AR-E используется в Европе для трехфазной системы зарядки переменного тока и, следовательно, может выдавать высокую мощность до 44 кВт. Le-Grand также представляет собой аналогичную розетку с защитной шторкой для предотвращения попадания мусора в розетку для зарядки. В соответствии с техническими стандартами только розетки HSAE 1772 и VDE-AR-E предлагается использовать во всех зарядных устройствах переменного тока будущего.

Гнезда для зарядки постоянного тока для электромобилей :

На стороне зарядного устройства постоянного тока имеется розетка CHAdeMO для зарядного устройства , которая является наиболее популярным типом розеток.Он был представлен Японией и вскоре адаптирован Францией и Кореей. Сегодня большинство электромобилей, таких как Nissan Leaf, Kia и т. Д., Имеют эти типы розеток. Разъем имеет два широких контакта для шин питания постоянного тока и контакты для протокола CAN. Как мы знаем, зарядные устройства постоянного тока уровня 3 не используют бортовое зарядное устройство и, следовательно, должны обеспечивать необходимое напряжение и ток для аккумуляторной батареи электромобиля. Это делается путем установления канала связи (пилотного канала) через протокол сети управления (CAN) с BMS аккумуляторной батареи.Затем BMS дает команду зарядному устройству начать процесс зарядки, контролирует его и затем запрашивает зарядное устройство прекратить зарядку.

У автомобилей Tesla есть свой собственный тип зарядных устройств, называемый суперзарядными устройствами , и, следовательно, они имеют свой собственный тип разъемов, как показано выше. Но они продают адаптер, который может преобразовать их порт для зарядки от зарядных устройств CHAdeMO или CSS. Зарядное устройство CDD — еще одно популярное гнездо для зарядного устройства, которое сочетает в себе зарядные устройства переменного и постоянного тока.Как вы можете видеть на изображении, зарядное устройство разделено на два сегмента для поддержки постоянного и переменного тока. Он может поддерживать CAN и Power Line Communication (PLC) и широко используется в европейских автомобилях, таких как Audi, BMW, Ford, GM, Porsche и т. Д. Он может поддерживать выход постоянного тока до 400 кВт и выход переменного тока 43 кВт.

Зарядная станция переменного тока EVSE — Зарядные устройства уровня 1 и уровня 2

Зарядная станция уровня 1 и уровня 2 просто должна подавать питание переменного тока на бортовое зарядное устройство в электромобиле, которое затем позаботится о процессе зарядки; это может показаться на первый взгляд.Но они несут ответственность за подтверждение правильного количества энергии от сети, требуемого аккумуляторной батареей электромобиля, посредством связи с ним через пилотный провод. Подсистемы, присутствующие в типичной зарядной станции переменного тока, представленные в учебном документе TI, показаны ниже.

Зарядные устройства уровня 1 имеют максимальный выходной ток 16 А, из-за ограничений бытовых розеток, в то время как зарядные устройства уровня 2 могут обеспечивать до 80 А при работе от трехфазного источника питания.Зарядные устройства переменного тока уровня 1 и уровня 2 обычно используют стандартные разъемы SAEJ1772.

Как вы можете видеть, линия питания переменного тока (L1 и L2) подключена к разъему J1772 через реле. Это реле будет замкнуто, чтобы начать процесс зарядки, и разомкнуто, когда зарядка будет завершена. Связь с пилотным сигналом используется для определения состояния батареи, и центральная система обработки решает, сколько энергии должно подаваться на бортовое зарядное устройство. Мы обсудим это позже.

Блок питания состоит из преобразователя постоянного / переменного тока , который принимает переменную мощность в сеть и преобразует ее в постоянный ток 15 В с помощью схемы переключения. Эти 15 В затем подаются на регулятор, который состоит из преобразователя постоянного / постоянного тока , который использует три разных понижающих регулятора для регулирования 12 В, 5 В и 3,3 В, которые используются для питания датчиков, дисплеев и контроллеров в зарядном устройстве. Система измерения состоит из цепей измерения В / I , которые используются для измерения переменного тока и переменного напряжения.На приведенной выше блок-схеме трансформатор тока (CT) используется для измерения входного тока, но также можно использовать метод шунтирования или потока. Напряжение измеряется с обеих сторон реле, чтобы узнать, открыто или закрыто реле. Поскольку подсистема измерения работает с переменным напряжением и током, она цифрово изолирована от подсистемы обработки хоста.

Подсистема обработки хоста состоит из основного микроконтроллера, который получает информацию от пилотной связи и на основе информации запускает реле, используя схемы драйвера реле.Он также контролирует ток и напряжение, используя значения, предоставляемые подсистемой измерения, и при необходимости принимает корректирующие меры. Этот контроллер также будет иметь дисплей, EEPROM и RTC для предоставления пользователю полезной информации, такой как время зарядки, текущий статус и т. Д.

Связь с пилотным проводом в EVSE (зарядное устройство переменного тока)

В зарядных устройствах переменного тока скорость зарядки, то есть требуемый входной ток, фактически определяется самим электромобилем. Не для всех электромобилей требуется одинаковое количество входного зарядного тока, и, следовательно, зарядное устройство переменного тока должно связываться с электромобилем, чтобы узнать требуемый входной ток и выполнить квитирование до того, как зарядка действительно может начаться, эта связь называется Pilot Wire communication .

Обычно в зарядных устройствах переменного тока используется кабель J1772, который имеет две точки на зарядном устройстве, кроме линий питания. Эти две сигнальные линии помогают зарядному устройству взаимодействовать с электромобилем через сигналы ШИМ +/- 12 В. По умолчанию сигнальные контакты на выходе EVSE + 12В, при подключении к электромобилу это будет уменьшено до 9В из-за нагрузочного резистора, присутствующего в электромобиле, это сигнализирует EVSE, что разъем был подключен к электромобилю. После этого EVSE отправит сигнал ШИМ с величиной 12 В и значением рабочего цикла, соответствующим максимальному току, который он может выдать.Если электромобиль в порядке с этим значением тока, он выполняет квитирование, изменяя сопротивление нагрузки и понижая напряжение ШИМ до 6 В, после чего начинается зарядка.

Приведенный выше график иллюстрирует обмен данными между EV и EVSE. Как вы можете видеть изначально, когда EVSE не подключен к выходу EVSE 12 В, как только он подключается, он падает до 9 В и запускается сигнал ШИМ. В данном случае коэффициент заполнения сигнала ШИМ составляет 50%. означает, что доступный входной ток составляет 30 А (максимальная мощность 60 А).Если бортовые зарядные устройства электромобилей могут работать с этим током, тогда электромобили сигнализируют о рукопожатии, изменяя сопротивление нагрузки, и теперь сигнал ШИМ падает до 6 В. Зарядка начинается с этого момента и будет продолжаться до тех пор, пока сигнал ШИМ колеблется между 6 В и -12 В. По завершении процесса зарядки электромобиль снова изменит сопротивление нагрузки, чтобы подать сигнал зарядному устройству на отключение.

Зарядная станция постоянного тока EVSE — Зарядные устройства уровня 3

Зарядные станции третьего уровня более сложны, чем уровни 1 и 2, поскольку преобразование постоянного / постоянного тока для аккумуляторной батареи должно выполняться самим EVSE.Поскольку EVSE постоянного тока обходит бортовое зарядное устройство, он должен знать все жизненно важные параметры аккумуляторной батареи, чтобы безопасно заряжать ее, поэтому между EVSE и BMS электромобиля следует установить CAN или PLC (связь по силовой линии). Зарядное устройство уровня 3 обычно использует разъем для зарядного устройства CHAdeMO, но другие разъемы, такие как комбинированный разъем для зарядки J1772 и разъем Tesla, также адаптируются различными производителями, эти зарядные устройства могут подавать до 200 А непосредственно на аккумулятор, чтобы зарядить электромобиль менее чем за 30 минут. .Типичная упрощенная блок-схема подсистемы зарядной станции постоянного тока показана ниже.

Система здесь чрезмерно упрощена за счет удаления систем, которые мы обсуждали ранее в системе зарядки переменного тока. Зарядное устройство уровня 3 всегда работает от трехфазного источника переменного тока , поэтому преобразователь переменного / постоянного тока должен принимать трехфазное питание и преобразовывать его в постоянный ток 40 В или выше. Это постоянное напряжение затем будет повышено до более высокого уровня (350-700 В) в соответствии с требованиями аккумуляторной батареи.Выходное напряжение и ток будут определяться BMS EV , которые затем будут переданы в EVSE через связь CAN / PLC. Большинство этих зарядных устройств уровня 3 будет размещено на зарядных станциях для общего доступа, и, следовательно, устройство человеко-машинного интерфейса (HMI) станет обязательным. Некоторые EVSE также будут иметь беспроводные функции, такие как NFC, Bluetooth, функции шлюза онлайн-платежей и т. Д., Чтобы упростить общедоступное использование.

Технологическая проблема связана с подсистемами преобразователя переменного тока в постоянный и постоянного тока в модуле.Поскольку зарядное устройство потребляет большой ток от сети, требуется надлежащая система коррекции коэффициента мощности . Кроме того, преобразователи работают с очень сильным током, а силовые электронные переключатели внутри них, такие как MOSFET и IGBT, не могут работать как единое целое. Следовательно, обычно блоки преобразователя разделяются на небольшие блоки, которые затем объединяются параллельно для обеспечения высокого тока.

Достижения в EVSE

Некоторые люди, возможно, утверждают, что электромобили не являются полностью экологичными, если они питаются от электроэнергии, произведенной на невозобновляемых электростанциях, таких как угольные, ядерные и т. Д.Хорошо, что EVSE на солнечных батареях постепенно набирают популярность. Из-за размера, эффективности и веса солнечных панелей невозможно использовать электромобили напрямую от солнечной энергии. Но EVSE, с другой стороны, может потреблять энергию от солнечной панели вместо сети. Обратной стороной является огромная начальная стоимость и низкая эффективность, поскольку солнечная энергия должна храниться в батареях, а затем снова передаваться на электромобили. Кроме того, эффективность солнечной панели очень низкая (44,5% — это самый высокий показатель на сегодняшний день), и ее технология все еще требует разработки, чтобы сделать ее доступным обновлением.

Еще одним заметным достижением является система Vehicle to Grid (V2G) . При этом аккумулятор в электромобиле может выступать в качестве источника питания для бытовой техники. Современные электромобили поставляются с огромным аккумулятором емкостью до 100 кВт / ч или более, что делает их легким портативным электростанцией. Таким образом, с помощью правильного инвертора мощность этих аккумуляторных блоков может подаваться в сеть в часы пиковой нагрузки. Затем эти электромобили можно доставить на станции, работающие на солнечной энергии, чтобы снова зарядить их, создав полностью зеленую экосистему.

Установка зарядной станции для электромобилей в Индии

Поскольку электромобили становятся быстро популярными в Индии, мы уже можем заметить, что многие установки EVSE появляются в крупных городах Индии. Поскольку правила все еще стандартизированы для Индии, следующие общие проблемы при создании EVSE в Индии.

1. Низкая скорость зарядки для индийских электромобилей: Электромобили в Индии все еще не готовы к зарядным устройствам уровня 3 или Super, поскольку их аккумуляторные блоки не поддерживают быструю зарядку.Скорость зарядки аккумулятора зависит от его рейтинга C. Индийские электромобили по-прежнему имеют очень низкий рейтинг C, поэтому для большинства электромобилей даже зарядное устройство 2-го уровня не требуется. Это снизит спрос на публичный EVSE

2. Проблема с перепродажей электроэнергии: Согласно нормам, прямая перепродажа электроэнергии запрещена. Только DISCOM имеет право продавать электроэнергию. Однако под давлением ISGF зарядные станции могут рассматриваться как ожидание этого в будущем.

3.Слабые распределительные трансформаторы: Большинство распределительных трансформаторов (DT) в Индии уже перегружены. EVSE будет потреблять большую мощность из сети, что делает его серьезной проблемой. Следовательно, полное ОУ в этой области должно быть заменено на более высокие рейтинги. Это будет серьезной проблемой, поскольку в городе начнет появляться новая EVSE. Вы можете прочитать этот технический документ от ISGF, чтобы узнать больше о настройке зарядной станции для электромобилей в Индии.

— Battery University

Изучите разницу между микросхемой зарядного устройства и микроконтроллером.

Когда впервые были представлены в 1980-х годах, микросхемы зарядных устройств упростили конструкцию никель-кадмиевых и никель-металлгидридных зарядных устройств, поскольку батареи с таким химическим составом было трудно заряжать. Литий-ионный аккумулятор проще, и большинство современных зарядных чипов также включают схемы защиты, необходимые для безопасной зарядки литий-ионных аккумуляторов. Они включают в себя регулировку тока и напряжения, переключатели на полевых транзисторах, а также могут содержать индикаторы состояния заряда и балансировку ячеек.К большинству микросхем добавлен таймер тайм-аута, который останавливает зарядку, если предсказуемые симптомы не проявляются должным образом при зарядке неисправной батареи.

также включают предварительную зарядку (ускорение) для пробуждения неактивной батареи, а также спящий режим , который снижает рабочий ток схемы, пока батарея находится в хранилище. Некоторые микросхемы также инициируют заряд, если паразитная нагрузка снижает напряжение аккумулятора ниже заданного порога во время нахождения в зарядном устройстве.

Хотя чипы зарядного устройства просты и экономичны в использовании, они имеют ограничения. Большинство из них предлагают алгоритм фиксированной оплаты, который не позволяет выполнять точную настройку для специальных целей. Микросхемы изготавливаются для данной батареи и могут не соответствовать другому химическому составу по запросу пользователя или не считывать код батареи, который может быть встроен в держатель батареи. Большинство микросхем также не подстраиваются под оптимальный ток заряда при зарядке стареющей батареи с пониженным приемом заряда.

Микроконтроллеры предлагают альтернативу микросхемам зарядного устройства.Хотя стоимость конструкции выше из-за необходимого дополнительного времени на программирование, производственные затраты сопоставимы с микросхемами зарядного устройства. Следует отметить, что микросхема заряда или микроконтроллер составляют лишь небольшую часть схемы зарядного устройства; Основная часть стоимости приходится на периферийные компоненты, в том числе твердотельные переключатели, сигнальные лампы и источник питания. Стоимость запчастей напрямую связана с мощностью.

Доступны модули зарядного устройства заводской конфигурации, настроенные на правильное напряжение, ток и алгоритм.Некоторые из них имеют плавное преобразование постоянного тока в постоянный, что позволяет заряжать аккумулятор с более высоким напряжением, чем обеспечивает вход. Опции включают SMBus, солнечную зарядку, разрядку для калибровки и отображения. Использование программно-программируемых модулей зарядного устройства напоминает готовые блоки питания переменного тока, которые стали популярными в 1990-х годах в качестве недорогой альтернативы созданию собственного зарядного устройства для каждого приложения.

Последнее обновление 25.02.2016

*** Пожалуйста, прочтите комментарии ***

Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта.Battery University отслеживает комментарии и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме. Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык, избегая спама и дискриминации.

Если у вас есть вопрос, вам нужна дополнительная информация, у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, используйте форму «свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected]. Хотя мы прилагаем все усилия, чтобы точно ответить на ваши вопросы, мы не можем гарантировать результаты.Мы также не можем нести ответственность за любой ущерб или травмы, которые могут возникнуть в результате предоставленной информации. Пожалуйста, примите наш совет как бесплатную общественную поддержку, а не как инженерную или профессиональную услугу.

Или перейти к другой артикуле

Руководство инженера по использованию зарядных устройств для свинцово-кислотных аккумуляторов