Car Battery 6V or 12V charger

.

car_batt_6_12_charger_a.gif (4610 bytes)

   Πάντα χρειαζόμαστε έναν φορτιστή με τον οποιο μπορούμε να φορτίσουμε την μπαταρία του αυτοκινήτου. Αυτό το κυκλωμα μπορει να φορτίσει αυτόματα, γρήγορα και σωστά μπαταρίες 6V και 12V. Ένας βασικός παράγοντας στην επιτυχία στην λειτουργία του κυκλώματος είναι η χρηση μετασχηματιστού [Τ1] καλής ποιότητας με πολύ καλή μόνωση και αντοχή στα βραχυκυκλώματα. Το Q1 μέσω του διαιρέτη R1-2, του TR1 και της R4, λειτουργεί σαν ρυθμιζόμενη πηγή ρεύματος. Το ρεύμα μέσω της R9 οδηγεί τα τρανζίστορ ισχύος Q5-6, όπου ενισχύεται Χ2000 φορές περίπου. Σε μια αφόρτιστη μπαταρία αυτοκινήτου η τάση είναι 6 έως 8V περίπου. Με αυτές τις συνθήκες το ρεύμα φόρτισης είναι περίπου 1.2Α [ρυθμίζεται από το TR1]. Όταν η μπαταρία φορτίζεται σιγά – σιγά αυξάνεται η τάση στα άκρα της. Στα 7V αρχίζει να άγει η D1. Όσο αυξάνεται η τάση της μπαταρίας ελαττώνεται η τάση στα άκρα της R3 κάνοντας το Q1 πιο αγώγιμο. Αυτό συνεχίζεται μέχρι το ρεύμα να φτάσει τα 6Α περίπου. Τότε μέσω της πτώσης τάσεως στα άκρα της R10, γίνεται αγώγιμο το Q4. Το ρεύμα που περισσεύει στη βάση του Q5 γειώνεται, διατηρώντας το ρεύμα φόρτισης σταθερό. Όταν η μπαταρία φορτιστεί πλήρως [14.4V] ενεργοποιείται το παράλληλο προς την μπαταρία κυκλωμα, που αποτελείται από την R6, D8, D2 έως D6. Συγχρόνως ανάβει η D8 που δείχνει ότι η μπαταρία εχει φορτιστεί πλήρως. Ταυτόχρονα το Q2 άγει εξ αιτίας της πτώσης τάσης στην R6. Το Q3 γίνεται αγώγιμο και γειώνει μέρος του ρεύματος στη βάση του Q5. Όταν η τάση στα άκρα της μπαταρίας φτάσει περίπου στα 15V το ρεύμα στη βάση του Q5 είναι πολύ μικρο, με αποτέλεσμα να σταματήσει η φόρτιση της μπαταρίας. Οι δίοδοι D5-6 προστατεύουν το κύκλωμα από λάθος τοποθέτηση της μπαταρίας ή από βραχυκυκλώματα μεγάλης διάρκειας. Η δίοδος D4 προστατεύει το κυκλωμα από λάθος τοποθέτηση των πόλων της μπαταρίας. Τότε ανάβει η Led D9 δείχνει το λάθος σύνδεσης [ERROR]. Κλείνοντας τον  διακόπτη S2 βραχυκυκλώνουμε την δίοδο D2 [6.8V], τώρα μπορούμε να φορτίσουμε μπαταρία 6V.

Ρύθμιση.

   Το αρχικό ρεύμα φόρτισης πρέπει να ρυθμιστεί μέσω του TR1 στα 1.2Α. Η ρύθμιση μπορεί να γίνει με μια μπαταρία 6V. Συνδέουμε σε σειρά με την μπαταρία ένα αμπερόμετρο [μέγιστο 10Α]. Εάν δεν υπάρχει μπαταρία 6V, βραχυκυκλώνουμε μέσω του αμπερομέτρου τους ακροδέκτες του φορτιστή και ρυθμίζουμε με το TR1 το ρεύμα στα 1.2Α. Κατά την ρύθμιση ο διακόπτης S2 πρέπει να είναι στην θέση των 12V, δηλαδή ανοικτός. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στην ακρίβεια των διόδων D2 και D3 γιατί αυτές προστατεύουν την μπαταρία από υπερφόρτισης. Εάν η απόκλιση της τάσης είναι μέχρι 100mV μπούμε να τις θεωρήσουμε σαν αποδεκτές. Εάν συναντήσετε δυσκολίες στην ρύθμιση του ρεύματος και το TR1 δεν αρκεί, μπορείτε να μεταβάλετε την τιμή της αντίστασης R4, μέχρι να μετρήσετε ρεύμα φόρτισης 1.2Α. Οι δυο παράλληλες αντιστάσεις που αποτελούν την R10, πρέπει να τοποθετηθούν σε απόσταση από το τυπωμένο και τα Q5-6, γιατί θερμαίνονται. Η γέφυρα B1 και τα Q5-6  πρέπει να τοποθετηθούν επάνω σε ψήκτρα αφού μονωθούν ηλεκτρικά από αυτή με τα κατάλληλα μικα σιλικόνης. Η γέφυρα B1 και η πλακέτα όπου θα τοποθετηθεί το κυκλωμα πρέπει να συνδεθούν με κοντά και χονδρά καλώδια, ειδικά εκεί που το ρεύμα είναι μεγάλο. Επίσης οι γραμμές στο τυπωμένο πρέπει να έχουν το ανάλογο πλάτος [στο σχέδιο φαίνονται με πιο παχιά γραμμή]. Η κατασκευή πρέπει να γίνει σε ένα καλό μεταλλικό κουτι, καταλλήλων διαστάσεων ώστε να υπάρχει καλός εξαερισμός. Η όλη κατασκευή απαιτεί την ανάλογη εμπειρία. Η ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕ ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ ΑΠΑΙΤΕΙ ΠΟΛΥ ΜΕΓΑΛΗ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΤΟΝ ΧΕΙΡΙΣΜΟ, ΓΙΑΤΙ ΥΠΑΡΧΕΙ ΠΑΝΤΑ Ο ΚΙΝΔΥΝΟΣ ΕΚΡΗΞΗΣ.


   Always we needed a charger with which we can charge the car battery. This circuit can charge automatically, fast and rightly, batteries 6V and 12V. A basic factor in the success in the circuit operation is the use of transformer [T1] of good quality with very good insulation and resistance in the short circuits. The Q1 via divider R1-2, the TR1 and the R4, functions as regulated current source. The current via the R9 drives the power transistors Q5 -6, where is strengthened X2000 times roughly. In a car battery charger the voltage is roughly 6V until 8V. With these conditions the charge current is roughly 1.2A [is regulated by TR1]. When the battery charge slowly, is increased her voltage in across. In the 7V it begins conduct the D1. As long as it’s increased the battery voltage is decreased the voltage in across the R3 making Q1 conductible. This continued as far the current reaches the 6A roughly. Then via the fall of tendency in utmost the R10, becomes driver the Q4. The current that in excess in base of Q5 grounded, confecting the current charge constant. When the battery charger [14.4V] is completely, activated the parallel to the battery circuit that is constituted by the R6, D8, and D2 until D6. Simultaneously turns on the D8 that shows that battery charged completely. Simultaneously Q2 turn on from cause of voltage fall in the R6. The Q3 becomes conductible and grounding some of current in the Q5 base. When the voltage across the battery reaches roughly in the 15V the current in the Q5 base is very small, so that stops the battery charging. Diodes D5-6 protect the circuit from error placement of battery or from short-circuit of big duration. Diode D4 protects the circuit from error placement of poles of battery. Then Led D9 turns on shows the connection ERROR. Closing switch S2 short the diode D2 [6.8V], now we can charge a battery 6V. 

Adjustment.

   The inceptive charge current should be adjusted via the TR1 in 1.2A. Adjust can become with a battery 6V. Connect in cascade with the battery a ampere meter [biggest 10A]. If does not exist battery 6V, sorted output charger via their ampere meter and we adjust with the TR1 the current in 1.2A. At the regulation switch S2 it should they are in the 12V place, that is to say open. Attention should be given in the diodes D2 and D3 precision because these protect the battery from overcharge. If the voltage deviation is up to 100mV we believe to consider as acceptable. If you meet difficulties in the current adjustment and TR1 is not enough, you can change the resistance R4 value, until you measure charge current become 1.2A. The two parallel resistors that constitute the R10, it should they are placed in distance by printed board and Q5-6, because they are heated. Bridge B1 and Q5-6 should be placed on heatsink after isolate electric from this with suitable silicone mica. Bridge B1 and the PCB where it will be placed circuit should connected with near and fat cables, special there that the current are big. Also the lines in PCB should have proportional width [in the drawing they appear with far line]. The manufacture should become in a good metal box, suitable dimensions so that exists good ventilation. The all manufacture requires the proportional experience. The WORK WITH BATTERIES REQUIRES VERY BIG ATTENTION IN the HANDLING, BECAUSE EXIST ALWAYS the DANGER of EXPLOSION. 

car_batt_6_12_charger_b.gif (18098 bytes)

Part List

R1-11=1K ohm 0.5W 5% D3=4.7V 0.4W Zener C1=4700uF 40V
R2=22K ohm 0.5W 5% D4-6-7=1N4148 C2=1uF 25V
R3-5-8=10K ohm 0.5W 5% D5=18V 0.4W Zener T1=230Vac//15V 10A Transf. [See Text]
R4=2.2K ohm 0.5W 5% D8=LED 5mm Yellow F1=Fuse 1A Slo Blo [5X20mm]
R6=100 ohm 0.5W 5% D9=LED 5mm Red S1=2X2 Switch 10A per contact
R7=100K ohm 0.5W 5% Q1-2=BC557 S2=1X2 step mini switch
R9=470 ohm 0.5W 5% Q3-4=BC547 J1...4=Flat Pin Connector
R10=0.08 ohm 10W [2X0.18 ohm parallel] 5W Q5=BD139   [On Heatsink] J5=6pin Connector 2.54mm pin step
B1=Bridge Rectifier 25A/40V Q6=2N3055 [On Heatsink] A=0-10A Ampere meter
D1-2=6.8V 0.4W Zener TR1=4.7K Trimmer Pot. Batt=12V or 6V Battery

 

Sam Electronic Circuits 10/02