Как ограничить ток зарядки аккумулятора: 7 вариантов
В процессе зарядки аккумулятора имеются требования к напряжению и току, обеспечиваемым адаптером питания. Может сложиться ситуация, когда его электрические параметры не соответствуют тем, которые нужны для этой процедуры. Чтобы ограничить силу тока, надо внести дополнения в используемую схему. Для этого необходимо понимать, как работает зарядник и какие физические процессы происходят во время работы.
Зачем ограничивать
При использовании аккумуляторов они постепенно разряжаются. Для того, чтобы восстановить работоспособность, необходимо провести процедуру зарядки. При этом обеспечивается поступление определённого напряжения и тока. Первое из них обычно поддерживается на постоянном уровне, а второй может быть различным.
Ситуация, когда необходимо обеспечить ограничение силы тока может возникнуть в нескольких случаях. Чаще всего речь идёт о следующих вариантах:
- Иногда зарядное устройство изготавливают самостоятельно. При этом оно рассчитано на использование определённых параметров. Но не всегда удаётся правильно сделать схему. Таким образом создателю этого блока придётся столкнуться с тем, что через аккумулятор пройдёт слишком большой ток.
- При работе со смартфонами регулярно приходится сталкиваться с необходимостью их подзарядки. Для этого требуется всего несколько дней. Часто зарядное устройство подсоединяется с кабелем с разъёмом USB. При этом используется различная сила тока. Речь может идти об 1, 0,25, 2 Ампера. Иногда нужной зарядки нет под рукой, и владелец берёт ту, которая рассчитана на другую силу тока.
В таких ситуациях возникает вопрос о том, что будет, если провести процедуру, не обращая внимание на применяемые параметры. Иногда это можно сделать безболезненно, а в некоторых случаях зарядка или электроприбор могут быть повреждены. Результат зависит от величины превышения тока, используемого устройства и типа заряжаемого аккумулятора.
Если же найти такой способ, при помощи которого можно ограничить силу тока до нужной величины, то восстановление работоспособности аккумулятора произойдёт без сложностей. Для того чтобы решить эту проблему, необходимо разобраться, какие физические процессы происходят в рассматриваемом случае, и найти способ обеспечить ограничение тока.
В этом видеоролике рассказано об ограничении тока зарядного устройства:
Видео описание
Как регулировать ток в блоке питания и ещё полезная информация.
Если устройство для подзарядки самодельное, то его автор должен рассмотреть применение регулятора тока. Он позволит при использовании отрегулировать его до нужной величины. Дорогие зарядники могут включать такую возможность по умолчанию.
Каким должен быть ток при зарядке
Если используется очень сильный, это может привести к ухудшению работы зарядного устройства. В тех случаях, когда он слишком маленький, то зарядка будет происходить медленно. Принято считать, что для автомобильных аккумуляторов на электролитах оптимальное значение силы тока зависит от ёмкости, выраженной в ампер-часах. Считается, что предельная допустимая сила тока составляет десятую часть от этой величины, а минимальная — двадцатую. В качестве примера можно привести ёмкость 60 А*ч. При этом наибольший ток зарядки будет равен 6 А, а наименьший — 3 А.
Способы регулировки выходного тока
Когда возникает необходимость уменьшить выходной ток, это можно реализовать различными способами. Далее рассказано о наиболее часто употребляющихся вариантах того, как ограничить ток заряда аккумулятора:
- Как известно, ток и напряжение подчиняется закону Ома. Таким образом, для того, чтобы уменьшить силу тока, нужно увеличить сопротивление. Один из способов это сделать — подключить реостат.
- В некоторых случаях ко входу зарядного устройства подключают лампочку, уменьшающая своим потреблением электроэнергии силу тока.
- Если зарядное устройство использует трансформатор, то у него можно отрегулировать выходные параметры путём уменьшения количества витков вторичной обмотки. Как известно, в выпрямителях переменный ток обычно поступает на первичную. Он создаёт магнитное поле, которое через сердечник порождает в силу явления индукции ток заданной величины. Он зависит от количества витков обмотки. Чем их меньше, тем слабее ток. Далее происходит выпрямление и на выходные клеммы зарядника поступает постоянное напряжение.
- Предохранители или выключатели при превышении предельного значения размыкают цепь. В некоторых из них предусматривается автоматическое включение после того, как электрические параметры станут соответствовать нормативам. В других может быть установлена кнопка для этого. В этом случае решение о продолжении работы принимает человек.
- Иногда в самом начале процесса зарядки по цепи может в первые секунды проходит большой ток, который значительно превышает обычный. В этом случае для защиты оборудования могут быть применены термисторы. Особенность их действия состоит в том, что они меняют сопротивление в зависимости от температуры. Пока детали не разогреты, оно значительны. Впоследствии оно уменьшается и переходит в диапазон обычных рабочих значений. При этом создаётся надёжная защита от пускового тока.
- Активные виды нагрузки представляют собой схемы с использованием транзисторов и диодов. Они спроектированы таким образом, чтобы динамически ограничивать силу тока, подстраиваясь к её значениям в каждый момент.
- Для регулировки применяются токоограничивающие диоды. Они могут быть использованы для различных уровней напряжения.
При подборе правильного сопротивления требуется учитывать то, которое имеется у блока питания и внутреннее у аккумулятора. При применении описанных здесь способом можно столкнуться с некоторыми сложностями. Они могут иметь различную природу.
Нужно учитывать разницу между аккумуляторами. Часто используются те, которые применяются для мобильных гаджетов. В них проходит небольшой ток. Если его превысить, это может привести к повреждению зарядного устройства, а в некоторых случаях и гаджета. При этом важно точно рассчитать величину дополнительной нагрузки.
Просмотрев видеоролик, можно узнать о том, как провести ограничение силы тока зарядного устройства:
Видео описание
Как при помощи лампочки ограничить ток выпрямителя и защитить трансформатор от короткого замыкания.
При работе с автомобильными аккумуляторами часто можно столкнуться с использованием нестандартных зарядных устройств. Кроме того, надо учитывать, что его могут заряжать на ходу. Во всех этих случаях сила тока может меняться в широких пределах.
В частности, при подзарядке во время работы двигателя стартовый ток может быть очень значительным на протяжении первых секунд. То есть его сила изменяется динамически, поэтому регулировка должна иметь активный характер, зависящий от значений параметров в этот момент.
Самый простой способ состоит в том, чтобы сделать пассивную нагрузку. Однако в этом случае величина сопротивления окажется постоянной и не будет реагировать на изменения силы тока. При неправильном подборе этой характеристики существует риск, что эта деталь просто сгорит от сильного тока.
Также необходимо помнить, что сила тока при зарядке меняется в зависимости от её уровня. Применяемая нагрузка должна это учитывать. Поэтому оптимальным решением является использование схемы с обратной связью, которая подстраивает сопротивления в соответствии с текущими значениями электрических параметров.
Также существует важный момент при подстройке вторичной обмотки. Важно помнить, что при работе с переменным током рассматривается действующее напряжение. Однако посчитав нужное количество витков, мастер может на выходе получить не то, на которое он рассчитывал. Это связано с тем, что в последнем случае речь идёт о пиковом значении, примерно в 1,4 раза превышающее действующее. Эту разницу необходимо учитывать при определении точного количества витков вторичной обмотки выпрямителя.
Способы зарядки
При зарядке различных компьютерных и домашних гаджетов обычно непосредственно применяется постоянный ток. Но для автомобильных аккумуляторов существует возможность использования также и переменного тока. При их зарядке нужно учитывать следующее:
- Используя постоянный с помощью выбранного способа обеспечивают оптимальную величину. По мере роста заряда будет происходить уменьшение силы тока, пока она не упадёт до нуля и процедура завершится.
- При использовании переменного тока аккумулятор заряжают до тех пор, пока разность потенциалов не достигнет 14 В. В этот момент силу тока необходимо уменьшить вдвое. После роста показателя до 15 В зарядку прекращают.
В обоих случаях начальный ток должен быть равен одной десятой от величины ёмкости, выраженной в Ампер * час.
Заключение
Для того, чтобы достичь безопасности и эффективности проведения зарядки аккумулятора желательно приобрести штатное устройство или найти такое, где имеется встроенная регулировка по току и напряжению. Это позволит обеспечить оптимальные параметры при проведении процедуры. Если используется самодельное зарядное оборудование, оно обязано вырабатывать нужную силу тока или позволять её менять требуемым образом. Если нет возможности выполнить такие условия, мастер должен применять подходящую нагрузку. В этом случае более эффективной будет активная схема, создающая переменное сопротивление в зависимости от силы тока в определённый момент.
Самый действенный способ восстановления аккумулятора
Приветствую вас друзья. Сегодня я расскажу вам о самом эффективном способе восстановления емкости у свинцово-кислотных аккумуляторов.
В период даже самой правильной эксплуатации, аккумулятор каждый день теряет свою емкость. И в один прекрасный момент его заряда не хватает, чтобы завести двигатель автомобиля. Обостряется данный пример с приходом холодов.
Естественно автолюбитель ставит аккумулятор на зарядку и спустя некоторое время видит, что батарея не заряжается, а напряжение при зарядке стоит как в норме – 14,4-14,7 В или выше (12,6 без зарядника).
Тогда если есть нагрузочная вилка проверка производится ей и выясняется, что под нагрузкой напряжение сильно просаживается. Все указывает на потерю емкости аккумулятором. Причиной тому – сульфатация пластин.
Обычно, при правильной эксплуатации это происходит примерно через 5 лет. Это очень хороший показатель. И тут есть выход – купить новый аккумулятор. Но, если вы хотите сэкономить деньги (так как батареи сейчас не из дешевых), и продлить срок службы аккумулятора ещё на пару лет, то тогда необходимо провести его обслуживание. И не простое, а специальное, которое может реанимировать батарею.
Какие аккумуляторы можно восстановить?
Этот способ подходит для батарей, которые в период своей эксплуатации не были подвержены серьезным токовым или механическим повреждения. А пришли в негодность в результате временной, естественной сульфатации.
Этот способ не подходит для аккумуляторных батарей у которых имеется внутреннее осыпание пластин, имеется внутреннее замыкание банок, имеется вздутие или иные механические повреждения.
Способ отлично подходит для десульфатации пластин и называется в народе методом «переполюсовки» аккумулятора.
Я разделю восстановление аккумуляторной батареи на три этапа.
Процесс восстановления аккумулятора
Этап первый: подготовка
Первое что не обязательно, но нужно сделать это очистить поверхность батареи от любых загрязнений. Промыть с моющим средством всё поверхность.
Далее, визуально убедиться в отсутствии повреждений на корпусе, в отсутствии вздутий и выпуклостей по сторонам.
Второе, открыть все пробки банок и убедиться в наличии электролита. Если в одной из банок его нет, то нужно убедиться в отсутствии трещин на корпусе.
Затем, с помощью фонарика осмотреть пластины внутри – осыпаний быть не должно. Тут как раз за одно можно отчетливо увидеть сульфатацию – белый налет на пластинах.
Если все в порядке – доливаем в каждую банку дистиллированную воду до уровня. Не лишним будет замерить плотность электролита каждого отсека.
Этап второй: классический способ восстановления
Прежде чем переходить к переполюсовке аккумулятора, необходимо протестировать обычный способ восстановления, ставший уже классическим.
Шаг первый: заряжаем аккумулятор до полного заряда 14,4 В.
Шаг второй: галогеновой лампочкой или другой нагрузкой разряжаем батарею до 10,6 В (напряжение замеряется под этой же нагрузкой).
Повторяем цикл из этих двух шагов 3 раза и заряжаем батарею на полную. Проверяем емкость нагрузочной вилкой или стартером в работе машины. Если батарея восстановилась – хорошо – продолжаем эксплуатацию. Если нет, или не достаточно, то переходим к третьему этапу.
Этап третий: переполюсовка аккумуляторной батареи
Этот метод восстановления аккумулятора самый действенный из всех существующих. И реанимирует батарею почти в 90% случаях.
Шаг первый: вешаем на батарею нагрузку в виде галогенной лампы, и разряжаем аккумулятор в ноль. Лампа потухнет примерно через сутки (все зависит от начальной емкости аккумулятора). Оставляем батарею с подключенной лампой ещё на 2-3 суток, чтобы окончательно разрядить остатки.
Шаг второй: зарядка аккумулятора обратным током. Подключаем зарядное устройство наоборот: плюс к минусу, а минус к плюсу. Чтобы не испортить ваш зарядник (или чтобы не сработала защита от короткого замыкания), последовательно батареи подключаем ту же галогенную лампу. И заряжаем аккумулятор в обратной полярности. После того, как напряжение поднялось до вольт 5-6, лампу из цепи можно исключить. Ток заряда желательно ставить 5 процентов от емкости батареи. То есть если емкость 60 ампер-часов, то ток заряда в обратном направлении ставим на 3 Ампера. В это время все банки с электролитом начинают активно бурлить и шипеть –это нормально, так как идет обратный процесс.
Заряжаем примерно сутки, до появления напряжения 12-14 В. В итоге у вас получилась полностью заряженная батарея у которой на выходе плюса – минус, а на минусе – плюс.
Шаг третий: опять полностью разряжаем батарею галогенной лампой пару суток. Затем производим правильную зарядку плюсом к плюсу, минусом к минусу. Заряжаем на полную до 14,4 В.
На этом все действия завершены.
Результат восстановления аккумуляторной батареи
Обычно результат помогает повысить емкость аккумулятора до 70-100 % от заводской, конечно бывают и исключения.
Конкретно в моем случае удалось поднять емкость на 95% — что является отличным результатом. С пластин пропал белый налет сульфата, и они приобрели черный цвет как у нового аккумулятора. Электролит стал более прозрачным и чистым.
Видео по восстановлению аккумулятора
Я рекомендую вам посмотреть видео, где восстанавливается полностью «мертвый» аккумулятор, которому около 10 лет.
Вначале идет «раскачка» со сменой полярности питания, а почти в самом конце уже дан полный цикл переполюсовки.
Аккумулятор в зимнее и летнее время
По напряжению аккумулятора можно судить о степени заряда аккумулятора, поэтому необходимо научиться правильно определять это значение на клеммах блока питания.
В этой статье будут описаны основные способы измерения этого параметра мультиметром, а также будут приведены эталонные значения напряжения для аккумуляторов различной конструкции.
Напряжение аккумулятора под нагрузкой
Напряжение аккумулятора под нагрузкой будет ниже, чем в состоянии покоя. По этому показателю также можно судить о состоянии батареи.
Если после подключения зарядного штекера контрольный прибор показывает менее 9 В, значит аккумулятор разряжен и нуждается в зарядке. Если после повторения процедуры ситуация не изменится, аккумулятор нужно будет заменить на новый в ближайшее время.
Если нет возможности использовать зарядную вилку для проверки аккумулятора под нагрузкой, можно воспользоваться цифровым мультиметром и включить стартер в качестве нагрузки.
Если при включении стартера напряжение в бортовой сети падает ниже 9 В, в этом случае также необходимо будет зарядить аккумулятор зарядным устройством. Также стоит проверить исправность элементов электропроводки и потребителей электроэнергии.
Если утечки электричества в системе нет, а при полностью заряженном аккумуляторе снова будет наблюдаться чрезмерное падение напряжения, то аккумулятор следует заменить.
Если к аккумулятору не подключать мощные потребители электроэнергии, то напряжение при малой нагрузке сильно не изменится.
Напряжение аккумулятора без нагрузки
Напряжение аккумулятора, к которому не подключены потребители электроэнергии, составляет от 12,6 до 12,8 В. Если напряжение в состоянии покоя ниже этого показателя, это свидетельствует о разряде аккумулятора или наличии короткого замыкания в некоторых банках.
Работа аккумулятора с низким уровнем заряда обязательно приведет к образованию сульфата свинца на пластинах, что приведет к значительному снижению емкости устройства.
Для точного измерения напряжения батареи без нагрузки обязательно отсоедините клеммы кабеля батареи непосредственно перед подключением измерительного устройства.
Напряжение заряженного аккумулятора
Если батарея полностью заряжена, значение напряжения будет зависеть от модели батареи. Если используется обычная сурьмяная батарея, минимальное значение этого показателя должно быть 12,6 В.
Для кальциевого аккумулятора этот показатель может быть несколько выше, а на клеммах гелевого аккумулятора этот параметр не должен опускаться ниже 13 В. При отклонении этого показателя от нормы аккумулятор необходимо зарядить током, равным 10 % от емкости аккумулятора.
Если измерять напряжение аккумуляторной батареи при работающем двигателе, показания будут намного выше. При исправном аккумуляторе и реле-регуляторе напряжение на клеммах может достигать максимального значения 14 В.
Нормальное напряжение аккумулятора
Нормальное напряжение аккумулятора – это показатель, указанный в документации на блок питания. Если при покупке нового аккумулятора его не удастся зарядить до значения, указанного в инструкции, то такая неисправность будет гарантийным случаем.
Если в автомобиле исправны реле-регулятор и генератор, аккумулятор при эксплуатации автомобиля будет автоматически заряжаться до нормального уровня. Желательно на протяжении всего периода эксплуатации стремиться использовать аккумулятор только при наличии нормального напряжения на клеммах.
При значительных отклонениях от этого параметра в зимнее время года электролит в разряженном аккумуляторе может полностью замерзнуть, а летом интенсивнее будут разрушаться свинцовые пластины.
Напряжение разряженного аккумулятора
Если напряжение аккумулятора ниже 11,6 В, аккумулятор считается полностью разряженным. В этом случае работа блока питания невозможна, а для восстановления его работоспособности придется использовать зарядное устройство с питанием от сети 220 В.
Практически все свинцовые аккумуляторы чувствительны к глубокому разряду. Кислотно-кальциевые аккумуляторы могут потерять значительную часть своей емкости даже после однократного глубокого разряда. Устройство с сурьмой имеет большой допуск. Гелевые и AGM аккумуляторы наиболее устойчивы к глубокому разряду.
Напряжение аккумулятора зимой
Зимой постоянный недозаряд аккумулятора может привести к значительному снижению плотности электролита, в результате чего жидкость внутри банок может замерзнуть. Замерзание электролита во многих случаях приводит к полной неработоспособности блока питания. Чтобы этого не произошло зимой, на клеммах должно быть не менее 12,5В.
Если используется ремонтопригодная модель аккумулятора, уровень заряда аккумулятора можно контролировать без использования вольтметра. Достаточно регулярно проводить замеры плотности электролита, которая для полностью заряженного аккумулятора должна быть около 1,28 г/см3.
Зависимость напряжения от плотности электролита
Уровень заряда аккумулятора напрямую зависит от плотности электролита. Если батарея исправна, то уровень заряда можно достаточно точно измерить без использования тестера.
С помощью ареометра измеряют плотность, отбирая небольшое количество электролита из каждой банки, находящейся в приборе. Максимальная плотность смеси серной кислоты и воды в полностью заряженном аккумуляторе составляет 1,3 г/см3.
Этот показатель необходимо соблюдать, если машина используется в холодном состоянии. Летом может работать от батареек плотностью 1,26 г/см3 и выше. Если плотность электролита находится в этих пределах, то напряжение на клеммах будет примерно 12,7 В. При падении плотности также происходит пропорциональное уменьшение разности потенциалов на клеммах аккумулятора.
Этот показатель может снижаться, особенно если в корпусе батареи есть протечки, через которые будет вытекать часть электролита. Восстановить уровень электролита можно будет путем добавления дистиллированной воды.
Как проверить напряжение аккумулятора мультиметром
Измерить рабочее напряжение на клеммах аккумулятора можно с помощью вольтметра, что является одной из функций мультиметра.
Аккумулятор является источником постоянного тока, поэтому перед началом измерительных работ необходимо поставить прибор в положение «DC». Предел напряжения также должен быть установлен на 20 В, чтобы можно было проводить более точные измерения.
После надлежащей подготовки измерительного устройства просто подключите черный щуп к минусу, а красный щуп к плюсу батареи, и устройство отобразит напряжение постоянного тока. Если датчики смешаны, значение будет отрицательным.