Плата защиты от переполюсовки своими руками

Содержание

Схемы защиты от КЗ

Многие самодельные блоки имеют такой недостаток, как отсутствие защиты от переполюсовки питания и от Кз (короткого замыкания). Даже опытный человек может по невнимательности перепутать полярность питания. И есть большая вероятность что после этого зарядное устройство придет в негодность.В этой статье будет рассмотрено 3 варианта схемы защиты бп от переполюсовки, которые работают безотказно и не требуют никакой наладки.

Модель защиты 1

Это схема защиты бп наиболее простая и отличается от аналогичных тем, что в ней не используются никакие транзисторы или микросхемы. Реле, диодная развязка – вот и все ее компоненты.

Работает схема следующим образом. Минус в схеме общий, поэтому будет рассмотрена плюсовая цепь.

Если на вход не подключен аккумулятор, то реле находится в разомкнутом состоянии. При подключении аккумулятора плюс поступает через диод VD2 на обмотку реле, вследствие чего контакт реле замыкается, и основной ток заряда протекает на аккумулятор.

Одновременно загорается зеленый светодиодный индикатор, свидетельствуя о том, что подключение правильное.

И если теперь убрать аккумулятор, то на выходе схемы будет напряжение, поскольку ток от зарядного устройства будет продолжать поступать через диод VD2 на обмотку реле.

Если перепутать полярность подключения, то диод VD2 окажется заперт и на обмотку реле не поступит питание. Реле не сработает.

В этом случае загорится красный светодиод, который нарочно подключен неправильным образом. Он будет свидетельствовать о том, что нарушена полярность подключения аккумулятора.

Диод VD1 защищает цепь от самоиндукции, которая возникает при отключении реле.

В случае внедрения такой защиты в зарядное устройство автомобильного аккумулятора, стоит взять реле на 12 В. Допустимый ток реле зависит только от мощности зарядника. В среднем стоит использовать реле на 15-20 А.

Схема универсальная 2

Эта схема до сих пор не имеет аналогов по многим параметрам. Она одновременно защищает и от переполюсовки питания, и от короткого замыкания.

Принцип работы этой схемы следующий. При нормальном режиме работы плюс от источника питания через светодиод и резистор R9 открывает полевой транзистор, и минус через открытый переход «полевика» поступает на выход схемы к аккумулятору.

При переполюсовке или коротком замыкании ток в цепи резко возрастает, вследствие чего образуется падение напряжения на «полевике» и на шунте. Такое падение напряжение достаточно для срабатывания маломощного транзистора VT2. Открываясь, последний запирает полевой транзистор, замыкая затвор с массой. Одновременно загорается светодиод, поскольку питание для него обеспечивается открытым переходом транзистора VT2.

Из-за высокой скорости реагирования эта схема гарантированно защитит зарядное устройство при любой проблеме на выходе.

Схема очень надежна в работе и способна оставаться в состоянии защиты бесконечно долгое время.

Вариант простой 3

Это особо простая схема, которую даже схемой трудно назвать, поскольку в ней использовано всего 2 компонента. Это мощный диод и предохранитель. Этот вариант вполне жизнеспособен и даже применяется в промышленных масштабах.

Питание с зарядного устройства через предохранитель поступает на аккумулятор. Предохранитель подбирается исходя из максимального тока зарядки. Например, если ток 10 А, то предохранитель нужен на 12-15 А.

Диод подключен параллельно и закрыт при нормальной работе. Но если перепутать полярность, диод откроется и случится короткое замыкание.

А предохранитель – это слабое звено в этой схеме, который сгорит в тот же миг. Его после этого придется менять.

Диод следует подбирать по даташиту исходя из того, что его максимальный кратковременный ток был в несколько раз больше тока сгорания предохранителя.

Такая схема не обеспечивает стопроцентную защиту, поскольку бывали случаи, когда зарядное устройство сгорало быстрее предохранителя.

Анализ схемы защиты бп

С точки зрения КПД, первая схема лучше других. Но с точки зрения универсальности и скорости реагирования, лучший вариант – это схема 2. Ну а третий вариант часто применяется в промышленных масштабах. Такой вариант защиты можно увидеть, к примеру, на любой автомагнитоле.

Прикрепленные файлы: zashita_ot_perep

Защита от переполюсовки на реле

Один из самых популярных вариантов защиты – защита поля. Но иногда возникает проблема с настройкой схемы, выбором полевого оператора и не всегда доступна. Но скорее всего у каждого автомобилиста уже есть небольшое реле в гараже.

Основа схемы – реле, обмотка которого подключена через диод VD2. Когда аккумулятор подключен с правильной полярностью, ток пройдет через обмотку и диод VD2, реле активирует контактную группу и начнет процесс зарядки. При неправильной полярности диод VD2 не дает включиться реле.

Схема также включает в себя два светодиода, которые загораются с разной полярностью, в зависимости от того, к какой полярности подключена батарея, этот светодиод загорится.

Диод VD1 – подавляет импульсы, возникающие при срабатывании реле. Кнопка KN1 – это кнопка мгновенного действия, используемая для ручного запуска зарядного устройства. При подключении к зарядному устройству сильно разряженного аккумулятора (менее 8 В) может возникнуть ситуация, когда напряжения аккумулятора будет недостаточно для срабатывания реле. Затем нужно нажать кнопку, вручную запустить зарядное устройство и затем подключить аккумулятор. Имейте в виду, что защита от обратной полярности НЕ РАБОТАЕТ при ручном запуске.

Как сделать защиту от переполюсовки?

Такую защиту мы установим в зарядное устройство, собранное от компьютерного блока питания. Плату со светодиодами можно сделать из небольшого куска макета или печатной платы.

Реле нужно подбирать минимум на 15А, но лучше всего устанавливать с запасом 30-40А. Закрепите через проушину в корпусе, чтобы не занимало много места.

лучше всего вынести кнопку и светодиоды на верхнюю или переднюю панель.

Защита реле от обратной полярности – проверка

Зарядное устройство подключено, вентилятор работает.

Аккумулятор подключен неправильной полярностью – горит красный светодиод.

Аккумулятор подключен с правильной полярностью: загорается зеленый светодиод, включается реле и начинается зарядка.

Недостатки и преимущества защиты от переполюсовки на реле

Преимущества:

простота схемы;
надежность;
нет дорогих и дефицитных комплектующих.

Недостатки:

не спасает от короткого замыкания;
защищает от переполюсовки только тогда, когда аккумулятор установлен для зарядки. При подключении следующего аккумулятора нужно отключить и перезапустить зарядное устройство, чтобы вернуть реле в исходное состояние.

Не забудьте поставить оценку статье, удачи всем и привет!

Иван Миров

Главный редактор , masterkin.ru

Об авторе

Об авторе

Уже лет 20 работаю своими руками. Пробовал и сантехнику, монтаж конструкций, есть свое маленькое производство. Друзья постоянно спрашиваю как сделать разные вещи. Вот и делюсь я с вами своими идеями в интернете.

Устройство защиты от переполюсовки для зарядного устройства. | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Простая схема защиты АКБ и зарядного устройства от переполюсовки

Но при поисках в интернете нужной схемы, не нашел ничего похожего. А до этого год назад видел. По памяти нарисовал схему и готов поделится с вами.

Это устройство нужно для защиты вашего аккумулятора и зарядки от поломки, не давая перепутать клеммы местами, сохранит вас от многих проблем.

Вот схема устройства от переполюсовки для зарядных устройств на реле.

Элементы:
R1 = 510
Rel2 = 12В (Любое на 12В 10-15А, снял с бывшего UPS для компьютера, можно с авто)
VD1-3= 1N4007 (или подобные).

Хотя VD3 не обязательно ставить, можно поставить перемычку вместо него. VD1 от самоиндукции катушки реле.

Работает устройство так. Когда у вы подключаете аккумулятор, оставшийся в нем заряд проходит через реле и замыкает контакты, тем самым подавая ток от зарядника на аккумулятор.

Если же вы подключите не правильно провода на аккумулятор, то VD2 не даст пройти электричеству не реле и зарядка не начнется. А вместо зарядки загорится светодиод, сигнализируя о том, что не правильно подключена зарядка.

Вот устройство защиты от переполюсовки для зарядного устройства на печатной плате.

Печатка устройства защиты от переполюсовки для зарядного устройства.

Схема зарядного устройства для IPod, IPhone

Предлагаемая ниже схема на MC34063A позволяет зарядить Ваш iPod не подключая к компьютеру. Использовать USB-порту компьютера для зарядки батареи не всегда практично. Например, нет компьютера под рукой или нет необходимости включать его из за зарядки. Зарядные устройства для мобильных телефонов плееров iPod и MP3-плееры доступны, но они дорогие и нужно иметь отдельные варианты для зарядки дома и в машине.
Подробнее…

Самодельное автоматическое зарядное устройство для АКБ

Аккумуляторная батарея — один из важных элементов в автомобиле. За ней нужно следить и вовремя заряжать, особенно зимой, а также когда долго автомобиль не эксплуатируется. Для этого нужно зарядное устройство. Можно купить, а можно собрать из недорогих деталей, что обойдётся гораздо дешевле магазинного, а по характеристикам и надёжности превосходящего некоторые продающиеся сейчас экземпляры.
Переделав целую кучу зарядных устройств, наконец собрал довольно простое ЗУ с регулировкой тока и автоматическим контролем заряда.
Подробнее…

Подробнее о заряде и разряде аккумулятора автомобиля

Аккумулятор автомобиля (АКкумуляторная Батарея) – это одна из наиболее важных деталей автомобиля. Аккумулятор обеспечивает электроэнергией: электрические лампы в фарах, подсветки панели приборов и салона, электронной системы зажигания автомобиля, топливного насоса, автомагнитолы и других узлов автомобиля, а также самый потребляемый источник нагрузки — стартер при запуске двигателя. Нормальная работа всех узлов автомобиля возможна только с правильно эксплуатируемым аккумулятором. Он должен быть вовремя обслужен и заряжен.
Подробнее…

Популярность: 17 828 просм.

Защита от переполюсовки и к.з. зарядного устройства

Надо было разработать портативное зарядное устройство З.У. для зарядки 12V АКБ в полевых условиях. То есть, заряжать один аккумулятор от другого. Причем, зарядный ток — до 15 А.

В полевых условиях, в темноте и на морозе перепутать полярность — проще простого. Хотелось сделать так, чтобы при неправильной полярности ничего не перегорало, а просто гудел зуммер.

Самая простая известная схема защиты — с предохранителем.

Если предохранитель сгорит — на морозе его не заменишь! Кроме того, при неправильной полярности на выход З.У. придёт целых — 0.9 Вольт!

Вот так перегорает предохранитель Tesla 20A в схеме с 2-мя диодами шоттки VS42CTQ030. В течение 25 mS на З.У. приходит — 0.9 Вольт! Осциллограф подключен к точке А

Большинство микросхем не выдерживает обратной полярности более — 0.6 Вольт. Скорее всего, З.У. при этом выйдет из строя. Хотя и без особого дыма:)

Схема на реле меня тоже не устроила.

Реле включится, если правильно подключить аккумулятор. Просто, дёшево и сердито. Кроме одного но! Если подключить АКБ правильно, а потом снова подключить АКБ, не отключая З.У. НЕПРАВИЛЬНО — то всё сгорит! Ведь, пока З.У. включено, реле уже не отпустит.

Часто можно встретить и другую схему:

Однако, в ней присутствует шунт. При токе 15А потери на шунте будут значительными. А для портативного устройства каждый ватт на вес золота! Нам нужен был общий КПД 94…96%. Без применения принудительной вентиляции З.У.

Давайте теперь посмотрим мою схему:

Работает она следующим образом: На вход (точкаА) приходит напряжение от З.У. которое ограничено по току до 15А, +10…+15 V. От него питается дифференциальный компаратор DA1 через диод VD2. На положительном входе компаратора всегда +0.1V (определяется диодами VD1 и делителем R2, R3). Пока АКБ не подключена, на отрицательном входе компаратора 0v и силовой ключ VT1 закрыт.

Когда АКБ подключена правильно, и напряжение на ней более 4V, стабилитрон VD4 открывается. На отрицательном входе компаратора появляется +0.2V > +0.1V и силовой ключ VT1 открывается. Начинается заряд батареи. Если теперь отключить АКБ и поменять её полярность, то на отрицательном входе компаратора появляется -0.2V и силовой ключ VT1 закроется.

Защита за 0.3 mS отключит батарею от З.У., и минус на него не придет. На входе компаратора будет только -0.2V, что допустимо на неограниченное время. Как видим, никаких шунтов в этой схеме нет! В момент переполюсовки или К.З. питание компаратора обеспечивается за счёт конденсатора С2 и он всегда остаётся “в сознании”.

Подсоединяем осциллограф. Одиночная синхронизация по спаду напряжения на выходе защиты. Подключаем АКБ сначала правильно (зарядка пошла), а потом неправильно.

Жёлтый луч — выход устройства защиты.(точка В) Мы видим, что при переполюсовке ПЛЮС меняется на МИНУС. Синий луч — показывает напряжение на входе устройства защиты.(точкаА) При переполюсовке оно всегда остается положительным. З.У. не выходит из строя. Зуммер издаёт звуковой сигнал. Аналогично защита срабатывает и при К.З. Правда звука зуммера при этом нет. Диоды VD5 и VD6 ограничивают нежелательные выбросы напряжения (+30…-15V) при соединении и отсоединении проводов. L-образный фильтр С4, С5 — обязательный атрибут на выходе в соответствии со стандартами автомобильной промышленности. Все детали, используемые в этой схеме — миниатюрные SMD 0805. Потери на силовом ключе VT1 минимальные — Rds(ON) = 2.4 mOhm, поэтому на печатной плате защита много места не занимает. (выделена красным) В качестве VT1 можно использовать любые MOSFET P канал. V(ds) = -40…-60V; Id = -100A…-180A; Vgs = -1.5…-2.5V logic level; Ciss Если напряжение на заряжаемой батарее меньше 4V, или мы хотим зарядить суперконденсатор с нуля, параллельно силовому ключу предусмотрен байпас — на фото — розовое реле с внешним управлением.

Буду рад, если моя защита поможет сохранить ваши З.У.

Особенности двойной переполюсовки

Если целью ставится избавление электродов от белого налета и последствий сильной сульфатации, то себя оправдает и двойная переполюсовка. Она избавит от внешних физико-химических процессов разрушения при смене полюсов с возвращением старой электрической конфигурации подключения. Выполняется двойная переполюсовка аккумулятора в той же последовательности.

После изменения полярностей сразу необходимо повторить набор действий, но в другом порядке. Также стоит учитывать, что данная операция возлагает большую нагрузку на АКБ и особенно на электроды. Поэтому выполнять двойную переполюсовку рекомендуется только в отношении блоков с плотными, прочными и толстыми пластинами.

Полупроводниковая конфигурация для ограничения тока

В патенте Германии 19717614 (2002 г.) описана полупроводниковая конфигурация для ограничения тока. На рис.2 показана схема подключения электрического потребителя 12 к двухпроводной сети (фаза R и «земля» Mp).

Рис. 2. Полупроводниковая конфигурация для ограничения тока, патент.

В линии установлен электронный ограничитель тока 13 (специальная полупроводниковая конструкция, описанная в патенте). Его выводы 13А и 13В подключены к устройству 16, которое срабатывает при превышении заданного напряжения. При срабатывании устройства 16 линия 17 разрывается контактами реле 14.

Порядок действий при переполюсовке аккумулятора

Операция проводится в вентилируемом помещении. Необходимо контролировать процесс, придерживаясь рекомендаций. Перед зарядкой убедиться, что пробки на банках сняты. Выделяющаяся при реакции смесь взрывоопасна.

Предлагается схема переполюсовки аккумулятора от специалистов.

В первую очередь аккумулятор разряжается в ноль внешним сопротивлением, в чем следует убедиться, и для верности даже перемкнуть контакты.
Подключаем батарею к зарядному устройству, изменив полярность – красный провод к минусу, черный к плюсу.
Устанавливаем напряжение 14,2 -14,8 В, ток 2 А. Аккумулятор заряжается, при этом температура в банках растет. Не следует допускать нагрева выше 60 0 , снижая ток зарядки и напряжение.

Процесс может идти несколько суток. За это время нерастворимый осадок постепенно диссоциирует ионы свинца в раствор электролита, его плотность повышается. В конце зарядки ареометр покажет рабочие параметры, пластины очистятся. Этот процесс называют переполюсовкой, и оставляют аккумулятор работать так после восстановления емкости.

Двойная переполюсовка аккумулятора — процесс, когда после снятия первого заряда любым сопротивлением, прибор снова ставят на зарядку, но в прямом направлении. В этот момент возвращается классическая полярность, и восстановленный переполюсовкой автомобильный аккумулятор сохранит работоспособность на годы.

Предлагаем посмотреть видео о порядке восстановления аккумулятора методом переполюсовки.

Защита от переполюсовки

Данное зарядное устройство не боится короткого замыкания на выходе, но при переполюсовке может выйти из строя. Для защиты от переполюсовки, в разрыв плюсового провода идущего к аккумулятору можно установить мощный диод Шоттки. Такие диоды имеют малое падение напряжения при прямом включении. С такой защитой, если перепутать полярность при подключении аккумулятора, ток протекать не будет. Правда этот диод нужно будет установить на радиатор, так как через него при заряде будет протекать большой ток.

Подходящие диодные сборки применяются в компьютерных блоках питания. В такой сборке находятся два диода Шоттки с общим катодом, их нужно будет запараллелить. Для нашего зарядного устройства подойдут диоды с током не менее 15 А.

Нужно учитывать, что в таких сборках катод соединен с корпусом, поэтому эти диоды нужно устанавливать на радиатор через изолирующую прокладку.

Необходимо еще раз отрегулировать верхний предел напряжения, с учетом падения напряжения на диодах защиты. Для этого, потенциометром напряжения на плате DC-DC преобразователя нужно выставить 14.5 вольт измеряемых мультиметром непосредственно на выходных клеммах зарядного устройства.

Схема электронного предохранителя

В данной схеме в качестве ключа использован полевой транзистор с р каналом IRF4905, имеющий сопротивление в открытом состоянии 0,02 Ом, при напряжении на затворе = 10В.

В принципе этой величиной ограничивается и минимальное напряжение питания данной схемы. При токе стока, равном 10А, на нем будет выделяться мощность 2 Вт, что повлечет за собой необходимость установки небольшого теплоотвода. Максимальное напряжение затвор-исток у этого транзистора равно 20В, поэтому для предотвращения пробоя структуры затвор-исток, в схему введен стабилитрон VD1, в качестве которого можно применить любой стабилитрон с напряжение стабилизации 12 вольт. Если напряжение на входе схемы будет менее 20В, то стабилитрон из схемы можно удалить. В случае установки стабилитрона, возможно, потребуется коррекция величины резистора R8. R8 = (Uпит — Uст)/Iст; Где Uпит – напряжение на входе схемы, Uст – напряжение стабилизации стабилитрона, Iст – ток стабилитрона. Например, Uпит = 35В, Uст = 12В, Iст = 0,005А. R8 = (35-12)/0,005 = 4600 Ом.

Как сделать переполюсовку аккумулятору

Любой аккумулятор, отработав 2-3 года, теряет емкость по разным причинам. Какая-то из ячеек может сесть из-за осыпавшейся массы. Случится короткое замыкание, и банку нужно менять. Иногда электролит становится черным от окислившейся пластины, иногда высокое сопротивление токам зарядки создает твердый осадок белого цвета на пластинах. Сульфатирование убирают разными способами, но если налет на пластинах остается, крайний способ – переполюсовка. Нельзя использовать метод, если в банках мало электролита, нужно добавить. Старые модели аккумуляторов имеют толстые свинцовые пластины и лучше других выдерживают смену полярности.

Необслуживаемые кальциевые аккумуляторы чистят от сульфатирования импульсными токами. Переполюсовка для них противопоказана – нельзя выполнять глубокий разряд и организовать «кипение». Даже замер плотности электролита в необслуживаемом устройстве проблематичен.

К чему может привести переполюсовка литиевого аккумулятора? Такие АКБ требовательны к эксплуатации, не переносят перенапряжения и глубокого разряда. Аккумуляторы работают с балансирами и специальными контроллерами защиты, предупреждающими выход за режим безопасности. Сульфатации устройства не подвержены, переполюсовка недопустима.

Архивы статей

Коротко о сайте:

Мастер Винтик. Всё своими руками! — это сайт для любителей делать, ремонтировать, творить своими руками! Здесь вы найдёте бесплатные справочники, программы. На сайте подобраны простые схемы, а так же советы для начинающих самоделкиных. Часть схем и методов ремонта разработана авторами и друзьями сайта. Остальной материал взят из открытых источников и используется исключительно в ознакомительных целях.

Если сайт понравился, добавьте в избранное (нажмите Ctrl + D), а также можете подписаться на RSS новости и всегда получать новые статьи по ленте. Если у вас есть вопрос по схеме или поделке? Добро пожаловать на наш ФОРУМ!Мы всегда рады оказать помощь в настройке схем, ремонте, изготовлении поделок!

Работа схемы

Работает схема следующим образом. Например, при токе нагрузки в 3А, на датчике тока выделится напряжение 0,01 х 3 = 0,03В. На выходе усилителя DA1.1 будет напряжение, равное 0,03В х 100 = 3В. Если в данном случае на входе 2 DA1.2 присутствует опорное напряжение выставленное резистором R6, меньше трех вольт, то на выходе компаратора 1 появится напряжение близкое к напряжению питания ОУ, т.е. пять вольт. В результате засветятся светодиод оптрона. Откроется тиристор оптрона и зашунтирует затвор полевого транзистора с его истоком. Транзистор закроется и отключит нагрузку. Вернуть схему в исходное состояние можно кнопкой SB1 или выключением и повторным включением БП.

Недостатком схемы является однополярное питание операционного усилителя, в связи с этим при малых значениях падения напряжения на датчике тока, возникает большая нелинейность коэффициента усиления ОУ DA1.1.

Скачать статью

ru_radio_electr

IMAX B6: схема и печатная плата

Вот я и сделал схему и печатку зарядного устройства. В основном упирал на оформление схемы, печатка получилась так себе. Правда, качество разводки и в оригинале не блещет. Мне не очень интересная оригинальная разводка, ведь я рассматриваю переделку всей печатки.

Есть небольшие отличия от оригинала, потому что я поленился из рисовать. Я не стал рисовать USB-порт, и кварц. Долгое время уже сижу на PIC24, там кварц обычно нафиг не нужен.

Прошу помощи по прохождению нормоконтроля по ГОСТ в оформлении схемы (pdf, p-cad2006). Где есть косяки(кроме того, что нумерация компонентов не по порядку)? Уж сильно много времени убил на оформлении, буквально каждый компонент перерисовывал из своей библиотеки. Получилось красиво, но хочется ещё красивее. Для сравнения, чья-то схема IMAX B6. Нормоконтролировать картинки в посте не надо, на картинках может быть старая версия.

Вот ещё печатка (тоже P-CAD 2006)

Переченя элементов пока так же нет, почти все номиналы на схеме.

Библиотеками поделиться, к сожалению, не могу.

А теперь я расскажу как работает схема. Она весьма интересная.

1. Защита от переполюсовки по питанию

2. DC-DC преобразователь Для работы зарядного устройства необходимо наличие регулируемого источника питания. Источника, способного из 12 В сделать как 2В, так и 25В. Вот его схема:

Вопрос залу: что делают R114+R115+C20?

Силовые MOSFET ключи VT26 и VT27 управляются двухтактный эмиттерным повторителем: VT13-VT14 и VT17-VT18.

Частота работы преобразователя 31250кГц.

Данный преобразователь нельзя включать без минимальной нагрузки, в качестве которой выступает R128. Причём, в моей версии зарядки, он припаян напаян он поверх других элементов — ошибка разработчиков.

3. Включение аккумулятора

4. Защита от дурака при переполюсовке аккумулятора

5: Схема разряда

DA3.2 — это схема интегратора(фильтр низких частот). Он будет увеличивать напряжение на выходе (и на затворе разрядного транзистора VT24), а значит и разрядный ток до тех пор, пока напряжение на выводах In+ и In-(красные цепи) не сравняются. На In+ подаётся опорный сигнал от контроллера, на In- сигнал со схемы обратной связи на DA3.1. Результат — ток плавно нарастает до номинальногоКоричневый провод — запрет разряда. Если на нём 5 Вольт — разряд запрещён.По синей линии можно проконтролировать фактический разрядный ток.

6. Схема балансировки и измерения напряжения на ячейках

Балансировочная схема сделана на двух транзисторах. Применительно к шестой ячейке это VT22 и VT23. VT22 — цифровой транзистор, в нём уже встроены резисторы, и он подключается напрямую к выводу контроллера. Если микроконтроллер замечает, что какая-то ячейка перезарядилась, он остановит заряд, включит соответствующую перезаряженной ячейке схему, и через резисторы побежит ток около 200мА. Как только ячейка немного разрядилась, вновь включается заряд всей батареи аккумуляторов.

7. Цифровые цепи

Ещё вопрос к залу про кварц: неужели для ATMEGA кварц обязателен?

Вариант 3

Все схемы, кроме последней, имеют функцию самовосстановления, то есть работа восстановится, как только будет убрано короткое замыкание или изменится полярность подключения аккумулятора.

Ну вот, как и обещал – вторая статья, которая посвящена системе защиты от переполюсовки, которое нашло довольно широкое применение в промышленных и самодельных зарядных устройствах. Данный вариант был выбран как особо простой и может быть повторен даже человеком, который никак не связан с электроникой.

Для реализации такой схемы защиты вам нужен только диод – всего один диод, который будет установлен в прямом направлении на плюсовой шине зарядного устройства.

Такая система на только проста, что для доработки зарядного устройства, его совсем не обязательно разобрать. Для реализации такой идеи мы используем самую главную функцию полупроводникового диода – в прямом направлении диод открыт, если же его подключить в обратном направлении, то он будет заперт.

Следовательно, если вдруг спутать полярность, то ток просто не будет идти, никаких хлопков, нагрева и прочих дымовых эффектов.

Но как мы знаем, когда напряжение протекает через переход выпрямительного диода, то на выходе последнего будет спад напряжение в районе 0,7 Вольт, именно для того, чтобы спад был минимальным, мы будем использовать диоды ШОТТКИ (с барьером Шоттки) – на нем спад напряжения в районе 0,3-0,4 Вольт. Единственный недостаток такой защиты заключается в том, что через диод будет течь довольно большой ток, что приводит к нагреву диод.

Для того диод обязательно нужно установить на теплоотвод. Диоды шоттки с больим током можно найти в компьютерных блоках питания. Диоды в указанных блоках из себя представляют трехвыводную диодную сборку, в каждой сборке два диода с общим катодом. Нужно подобрать диоды с током не мене 15 Ампер на каждый диод. В компьютерных блоках могут встречаться диоды с током до 2х30 Ампер.

Для начала нужно установить диод на теплоотвод, затем запараллелить аноды диодов, таким образом, мы соединили параллельно оба диода.

Когда ваше устройство не постоянно питается от блока питания, а вам нужно периодически вставлять клеммы в разъём, особенно часто это бывает с зарядными устройствами для аккумуляторов. Возникает вероятность случайно перепутать клеммы. Описанная схема на диодном мосту станет надёжной защитой от переполюсовки и индикатором вашей нечаянной ошибки.

Защита от переполюсовки зарядного устройства

Защита от переполюсовки зарядного устройства вещь очень полезная, а иногда и необходимая. Случайно неправильно подключенная автомобильная АКБ может напрочь угробить зарядное или АКБ. Для защиты от «дурака» на практике применяют основные три вида защиты: схемы на тиристоре, простая защита с помощью реле и схема от переполюсовки на полевом транзисторе.

Защита от переполюсовки зарядного устройства на реле или тиристоре имеют свои недостатки. Схемы на тиристоре довольно практичные и простые, но имеют потери напряжения на самом тиристоре около 2В, а в некоторых автомобильных зарядных при использовании такой схемы уже нечем будет заряжать АКБ. Защита от переполюсовки на реле имеет инертность, что тоже не всегда хорошо, а полностью разряженная батарея может не запустить реле. При сборке зарядного устройства из блока питания компьютера рационально применять схему на полевике.

Схема защиты зарядного устройства

Рассмотрим поближе схему защиты от переполюсовки на полевом транзисторе. Потери напряжения на полевом транзисторе минимальные, а время срабатывания не более 1мкСек.

Работает схема вот таким образом. При правильном подключении полевой транзистор открыт, и весь ток поступает на выход схемы. При коротком замыкании, перегрузке, или переполюсовке падение напряжения на шунте и полевом транзисторе достаточно, что бы сработал маломощный биполярный транзистор. Когда транзистор сработал, он замыкает затвор полевого транзистора на землю, закрывая его полностью.

Через открытый переход маломощного транзистора поступает питание на светодиод. Параллельно светодиоду можно подключить бузер с генератором для звуковой индикации.

При срабатывании защиты полевой транзистор не греется, схема в таком состоянии может находиться довольно долго, пока не устранится короткое замыкание. От сопротивления шунта зависит ток срабатывания защиты.

Защита от переполюсовки зарядного устройства своими руками

Вот таким вот получился блок защиты от переполюсовки зарядного устройства.

Используемый полевой транзистор — IRFZ44N (можно заменить любым аналогом). Маломощный транзистор BC239C (или другой n-p-n аналог). Диод — 1N4007.

Шунт использовался от старого китайского мультиметра, защита при таком шунте срабатывает при токе 10А.

Тест с почти максимальной нагрузкой.

Имитация короткого замыкания.

Как видим эта защита зарядного устройства спасает не только от переполюсовки, но и от короткого замыкания или перегрузки. При использовании данной схемы в трансформаторных зарядных устройствах необходимо исключить скачки напряжение и как можно лучше его сгладить.

Демонстрация работы защиты.

Кому интересен вариант печатки защиты от переполюсовки на полевике, плату в формате lay может скачать в конце статьи. В качестве шунтов в ней используются два резистора по

0,1 Ом; 5 Вт (при таких значениях защита срабатывает при токе 11-12 А). При желании можно самостоятельно дополнить плату бузером с генератором или оставить, как есть.

Защита от переполюсовки на реле

Во избежание выхода из строя зарядного устройства при переполюсовке необходимо использовать специальные схемы защиты. Самой простой и доступной для повторения защитой является защита от переполюсовки на реле. При использовании реле, возникают свои небольшие преимущества и некоторые недостатки, о которых мы сегодня и поговорим.

Защита от переполюсовки на реле

Одной из самых популярных вариантов защиты является защита на полевике. Но иногда возникает проблема с настройкой схемы, подбором полевика, да и стоит он относительно не дешево. А вот небольшое реле скорей всего уже есть у каждого автомобилиста в гараже.

Основу схемы составляет реле, обмотка которого подключена через диод VD2. При подключении АКБ правильной полярностью, ток пройдет через обмотку и диод VD2, реле включит контактную группу и пойдет процесс зарядки. При неправильной полярности — диод VD2 не дает включиться реле.

Диод VD1 – гасит импульсы, которые возникают при срабатывании реле. Кнопка КН1 – кнопка без фиксации, используется для ручного старта зарядного. При подключении к зарядному устройству сильноразряженного аккумулятора (ниже 8 В) может возникнуть случай, когда напряжения АКБ недостаточно для включения реле. Тогда необходимо нажать кнопку, запустить зарядное устройство вручную и после чего уже подключать АКБ. Необходимо знать, что при ручном старте защита от переполюсовки НЕ РАБОТАЕТ.

Как сделать защиту от переполюсовки?

Такую защиту мы установим в зарядное устройство, собранное из блока питания компьютера. Плату со светодиодами можно изготовить из небольшого кусочка макетки или текстолита.

Реле необходимо подбирать минимум на 15 А, но лучше установить с запасом на 30-40 А. Крепить его через ушко к корпусу, так оно не занимает много места.

Кнопку и светодиоды лучше вывести на верхнюю или лицевую панель.

Защита от переполюсовки на реле – тесты

Зарядное устройство включено в сеть, работает вентилятор.

Подключена АКБ неправильной полярностью – загорается красный светодиод.

Подключена АКБ правильной полярностью – загорается зеленый светодиод, включается реле и начинается зарядка.

Недостатки и преимущества защиты от переполюсовки на реле

Преимущества:

простота схемы;
надежность;
нет дорогих и дефицитных компонентов.

Недостатки:

не спасает от короткого замыкания;
защищает от переполюсовки только в момент установки АКБ на зарядку. При подключении следующей батареи, необходимо отключать и перезапускать зарядное, для возвращения реле в исходное состояние.

Назначение твердотельного реле и причины неисправностей

Твердотельное реле (ТТР) или Solid State Relay (SSR) – это особый вид реле, осуществляющий бесконтактную коммутацию цепей переменного тока (при помощи выходного симистора) или постоянного тока (при помощи выходного транзистора), и позволяющий управлять мощными нагрузками при очень малых токах потребления. Сама входная цепь не имеет гальванической связи с выходом, что защищает управляющую цепь приборов. По сути, ТТР позволяет заменить механические коммутационные устройства: электромеханические реле, контакторы и пускатели. За счет своего принципа действия ТТР:

имеют более высокую надежность;
не имеют ресурса механического износа;
обеспечивают высокое быстродействие;
не создают звуковой шум при коммутации и во время работы;
малые габариты даже при больших коммутируемых токах;
имеют сниженный уровень излучаемых электромагнитных помех.

Однако при выборе твердотельного реле необходимо принимать во внимание некоторые особенности их применения. К основным проблемам при эксплуатации относятся:

К основным проблемам при эксплуатации относятся: