Индикатор мощности нагрузки для аккумулятора

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Электронная нагрузка с тестером емкости аккумуляторов

Очередная полезная покупка с сайта AliExpress — электронная нагрузка с тестером емкости аккумуляторов, хотя производитель дал модулю другое название: «тестер разрядки аккумулятора». Куплено было устройство с целью тестирования мощных блоков питания и зарядок, потому что по ходу профессиональной деятельности имею дело со всеми видами блоков питания (в плане ремонта) и подобное устройство для их тестирования безусловно будет полезно. Принципиальная схема отдалённо напоминает вот эту.

Технические характеристики модуля

12 V / DC 5,0 Micro USB
Измерение напряжения: 0

200 В, точность: 0,05 В
Регулируемый диапазон тока: 0

20 A, точность: 0.05 A
Диапазон измерения емкости АКБ: 0

999.999 Ач, точность: 0.01 Ач
Диапазон накопительной мощности: 0

99999.9 Втч, точность: 0.01 Втч
Диапазон измерения мощности: 0

2999,99 Вт, точность: 0,01 Вт
Диапазон измерения сопротивления: 1

999,9 Ом, Точность: 0,01 Ом
Диапазон измерения температур: 0

99 градусов, точность: 1 градус

Вентилятор охлаждения автоматически стартует с тока > 0.5 A или температуры > 45 С

Вход/выход: 20 А винтовые клеммы + USB

Время обновления: > 500 мс

Скорость измерения: около 2 с

Перенапряжение и перегрузка по току есть оповещение и защита.

Стоимость менее 2000 рублей — не так уж и много. Параметры зато обнадеживающие, а именно: мощность 180 Вт, ток 20 А, напряжение 200 В. Можно предположить, что 99% источников питания могут быть нагружены этим.

На выбор было три варианта: квадратный или круглый вентилятор, версия с вертикальным охлаждением и двумя вентиляторами. В итоге выбран горизонтально расположенный вентилятор.

Управление устройством — две кнопки / энкодера. На самом деле оказалось, что эти ручки являются потенциометрами для установки тока 0-20 А, где одна устанавливает его ​​грубо, а другая точно. Этот метод уже много лет используется в популярных китайских источниках питания. Все результаты измерения доступны на одном экране. Есть несколько на разных языках, и после первого запуска выбираем тот, который подходит лучше всего, он остается навсегда. Далее в меню есть опция установки зуммера для превышения напряжения или тока, как вверх, так и вниз, что будет полезно при тестовой разрядке аккумуляторных батарей.

Использование прибора сводится к подключению источника питания 12 В постоянного тока и подключению проверяемого блока питания. Есть несколько типов разъемов: обычные винтовые разъемы, типовая розетка питания и 4 типа USB — тип A / большой плоский / мини-USB, микро-USB и тип C. Кроме того, есть кабели с зажимами типа «крокодил» и дополнительный адаптер для крокодилов.

После подключения тестового БП устройство работает сразу, потенциометр устанавливает интересующий ток. На дисплее отображаются текущие параметры: напряжение, ток, текущая мощность, энергия, время и так далее. И даже температура с датчика. Параметры управляются кнопкой, так что можем измерить емкость аккумулятора.

На испытании удалось вытянуть 18,2 А из блока питания, что видно на фото. Система охлаждения работает отлично, оконечный транзистор имеет при работе максимальную температуру 40 градусов. Устройство работает реально хорошо и определенно стоит своей цены.

Но это было не всегда так красочно. До этого уже ремонтировалась похожая нагрузка. Сначала после подключения напряжения с током всего несколько ампер сгорел силовой транзистор. После снятия радиатора оказалось, что термопаста вообще отсутствует, а сам транзистор был припаян, поэтому он не касался радиатора идеально плоско. Первоначальный какой-то полевой транзистор из серии IRFP был установлен в корпусе TO-247, вроде IRFP450. Поскольку поверхность радиатора намного больше, чем у этого транзистора, возникла идея установить больший, в корпусе TO-264, как раз нашелся GT60M104. Этот транзистор подошел бы почти идеально, если бы не датчик температуры, который припаян на плате рядом с транзистором, и больший корпус перекрывался с этим датчиком примерно на миллиметр. Поэтому подшлифовал транзистор так, чтобы он поместился рядом с датчиком, конечно заполнил всё термопастой хорошего качества и после сборки радиатора уже работает отлично. После ремонта снял с устройства все 180 Вт, радиатор не достигает более 45 градусов, что кажется отличным результатом.

Это устройство продаётся без корпуса, в упаковке получаем то, что вы видите на фото, завернутое в пузырчатую пленку.

В общем это полезное по своим возможностям и дешевое устройство, которое называется активная загрузка или электронная загрузка на английском языке. Правда словосочетание «искусственная нагрузка» более привычно в нашей стране.

Корпус для активной нагрузки

Что касается коробки, то вот вариант, где корпус сделан на 3D принтере.

Только перемещен дисплей на переднюю панель с кнопками.

Нагрузка 10 A 60 В 150 Вт версии 2.27 в режиме разряда батареи до заданного порогового значения. Меню опций имеет предел отключения 10,8 В. В версии 2.27 меню построено таким образом, что произведение напряжения и тока не может быть установлено выше предела мощности. Например, если установим 10 А, максимальное напряжение будет 15 В. Однако когда установим 50 В, максимальный доступный ток разряда будет поставить невозможно больше, чем 3 А.

В старых версиях не было встроенного перерасчёта и приходилось считать самому, чтоб устройство не сгорело при включении. Нагрузка очень точная и простая в использовании.

Тем не менее, установлен медный радиатор бОльшего размера с вентилятором. Такая сборка от компьютера значительно снизила температуру управляющего транзистора и соответственно меньше шансов повредить его при работе на максимальной нагрузке. В настоящее время такая электронная нагрузка стоит около 25 долларов на Али.

Тут нагрузка подключена к аккумулятору с включенным пределом отсечки.

Через некоторое время напряжение отсечки исчезает, и текущая настройка (0,3 А) скачет, её можно изменить по время.

В левом нижнем положении поочередно отображается мощность потребляемая в Ваттах, количество энергии потребляемой в А/ч, температура в градусах и время.

Эта версия имеет интерфейс связи с ПК, с помощью которого можете считывать данные за заданный интервал времени, например таблицей XLS. Старая версия v.1.6 не имеет интерфейса подключения к ПК и в ней нет меню опции.

При покупке стоит обратить внимание, есть ли на кулере наклейка с надписью Cooler Master — она указывает на оригинальный продукт. К сожалению, в последнее время появилось много подделок.

Искусственная нагрузка с памятью

Тем временем на Али появилась новая версия с ЖК-дисплеем и памятью, которая позволяет сохранять различные настройки тока и напряжения. Реально хорошее направление развития для этого устройства.

Характеристики новой версии

• Дисплей на органических светодиодах OLED
• Напряжение питания: 12 В постоянного тока ± 5%
• Режим нагрузки: постоянный ток нагрузки
• Напряжение нагрузки: 0,5-60 вольт
• Диапазон регулирования тока разряда постоянного тока: 0-10 A
• Напряжение в диапазоне: 3,3 — 60 вольт, Точность: 0,01 В
• Максимальный диапазон емкости: 99999 мА/ч

К сожалению, они не указывают, какая там версия печатной платы. Для коррекции нажмите кнопку энкодера, главный интерфейс и интерфейс настроек будут переключены.

В интерфейсе настроек отрегулируйте поворотную кнопку, изменяя соответствующие параметры в настройках. Регулировка по часовой стрелке для увеличения значения, против часовой стрелки должна уменьшить значение. Данные будут сохранены автоматически после завершения настройки. Установятся значения без изменений после перезапуска питания.

В любом случае очень доволен этой покупкой, уже десятки раз использовал электронную нагрузку, чтобы проверить эффективность блока питания, и никогда не было проблем. Правда в случае с самым простым БП, который является трансформатором, диодным мостом и емкостью, значение тока показывается незначительно отклоненным.

Источник

Нагрузочная вилка для аккумулятора

Сегодня мы с вами разберем, что такое нагрузочная вилка для аккумулятора, для чего она предназначена и как пользоваться нагрузочной вилкой.

В связи с большой популярностью статьи «Как проверить аккумулятор» я решил расширить данную тему и повысить ваши знания в области эксплуатации и технического обслуживания аккумуляторных батарей. И начнем мы с изучения нагрузочной вилки для аккумуляторных батарей.

Нагрузочная вилка предназначена для определения степени заряда (разряженности) аккумулятора и является хорошим помощником для определения исправности аккумуляторной батареи при ее тестировании.

Так же встроенный вольтметр нагрузочной вилки может быть использован при диагностике элементов бортовой сети автомобиля.

В общем виде нагрузочная вилка представляет собой вольтметр, параллельно которому подключается нагрузка, выполненная в виде спирали. Нагрузка при необходимости может быть отключена, а вилка использована в качестве вольтметра.

Электрическая схема простейшей нагрузочной вилки представлена на следующем рисунке.

Типы и виды нагрузочных вилок для аккумуляторов.

Существует большое количество нагрузочных вилок. Но отличаются они лишь диапазоном измерения напряжения вольтметром и величиной нагрузки.

Еще можно разделить нагрузочные вилки по типу тестируемых аккумуляторов. То есть бывают вилки для кислотных аккумуляторов и для щелочных аккумулятор. Опять же различаются они лишь имеющейся в них нагрузкой.

Один из ярких примеров нагрузочной вилки для щелочных аккумуляторов вы видите на рисунке. Это вилка со сменными нагрузками от 1 до 12 ампер.

Почему я говорю, что данная вилка используется для проверки щелочных аккумуляторов, так потому, что максимальная нагрузка, имеющаяся в комплекте вилки, создает нагрузочный ток в 12 ампер. А как подобрать вилку, исходя из величины ее нагрузки, мы рассмотрим ниже.

К сожалению, тип этой нагрузочной вилки я так и не определил из-за отсутствия маркировки на корпусе.

Следующий вариант нагрузочной вилки предназначен для тестирования отдельных банок аккумуляторной батареи, если это позволяет конструкция аккумулятора.

Эля этих целей используется вилка НВ-Б. Она имеет вольтметр с максимальным диапазоном измерения напряжения 3-0-3 вольта. Токовая нагрузка, создаваемая данной вилкой – 100 ампер.

Данную вилку можно использовать для проверки щелочных аккумуляторов напряжением 1,2 вольта и для проверки кислотных аккумуляторов напряжением 2 вольта.

Для проверки 12-вольтовых автомобильных аккумуляторов необходима вилка с диапазоном измерения напряжения минимум до 15 вольт.

Например — вилка Э107 УХЛ4. Она имеет вольтметр со шкалой до 20 вольт, сопротивление нагрузки 0,1 Ома, то есть рассчитана на нагрузку в 100 ампер.

Наиболее современный вариант нагрузочной вилки это вилка НВ-03. Она имеет электронный вольтметр с жидкокристаллическим индикатором. В составе имеется две нагрузки в 100 ампер, с возможностью раздельного подключения их к вилке.

При подключении одной нагрузки (общая токовая нагрузка – 100 ампер) тестируются аккумуляторы емкостью от 15 до 100 Ач. При подключении двух нагрузок (общая токовая нагрузка 200 ампер) проверяются аккумуляторы емкостью от 100 до 240 Ач.

Схема нагрузочной вилки НВ-03 представлена на рисунке.

Так же нагрузочная вилка НВ-03 имеет несколько дополнительных функций: автоматическое определение степени заряженности аккумулятора; запись в память значений измеренных напряжений и др.

Внимание! Вилка НВ-03 имеет возможность калибровки вольтметра и диапазона временных измерений напряжения под нагрузкой. Поэтому перед использованием желательно убедится, что вилка откалибрована.

Выбор нагрузочной вилки в зависимости от типа аккумулятора.

Итак, перед нами встает вопрос: «Как выбрать нагрузочную вилку?»

1. Определение диапазона измеряемых напряжений вольтметром нагрузочной вилки.

Как я описывал ранее, нагрузочные вилки выпускаются на разные диапазоны измерения напряжения.

Наиболее часто встречаются вилки с диапазоном:

• 2-0-2 вольт (для щелочной аккумуляторов напряжением 1,2 в)

• 3-0-3 вольт (для щелочной аккумуляторов напряжением 1,2 в. и кислотных аккумуляторов напряжением 2 в)

• 0-15 вольт (для кислотных и щелочных аккумуляторных батарей напряжением 12 в)

• 0-20 вольт (для кислотных и щелочных аккумуляторных батарей напряжением 12 в)

• 0-30 вольт (для кислотных и щелочных аккумуляторных батарей напряжением 24 в)

Здесь следует соблюдать лишь одно условие: измеряемое напряжение не должно превышать максимальное значения вольтметра нагрузочной вилки.

2. Выбор токовой нагрузки.

При проверке аккумулятора с помощью нагрузочной вилки следует правильно выбрать значение токовой нагрузки.

Во время проверки аккумулятора под нагрузкой мы физически подключаем нагрузку вилки к аккумулятору, создавая в полученной цепи разрядный ток.

Для более качественной проверки аккумулятора этот ток должен иметь максимальное значение, однако не превышать допустимую величину разрядного тока, рекомендуемую производителем данного аккумулятора.

Конечно не все производители приводят величину максимально-допустимого разрядного тока для своих АКБ (не путать со стартерным током!), да и не каждый владелец авто будет открывать паспорт на аккумулятор и искать значение этого тока.

Поэтому я рекомендую ориентироваться на нижеприведенные значения разрядного тока:

— для тяговых щелочных аккумуляторов — ток 3-часового режима разряда (0,33С, где С — номинальная емкость аккумулятора в А*ч);

— для тяговых кислотных аккумуляторов — ток 1-часового режима разряда (1,0С);

— для стартерных аккумуляторов кислотных и щелочных от 1,0С до 1,4С

Что такое ток n-часового режима разряда? То есть это ток, при разряде которым номинальное напряжение аккумулятора (для автомобильного АКБ это 12,6 в) понизится до допустимого минимального значения (опять же для автомобильного АКБ это 10,2 в) за заданный промежуток времени (n-часов).

Для определения n-часового разрядного тока нужно емкость аккумулятора, указанную на нем разделить на время разряда.

Например, для того что бы узнать 20-часовой ток разряда аккумулятора емкостью в 60 А*ч необходимо:

I = С/t = 60 А*ч/20 ч = 3 А.

Это означает, что производитель гарантирует, что при разряде этого АКБ током в 3 А в течении 20 часов его напряжение не станет ниже 10,2 в.

Таким образом, для автомобильных аккумуляторных батарей ток создаваемый нагрузочной вилкой должен лежать в пределах 1-1,4 от емкости указанной производителем.

На практике для аккумуляторов емкостью 15-100 А*ч используется вилка с токовой нагрузкой 100 А, для аккумуляторов 100-240 А*ч используется вилка с токовой нагрузкой 200 А.

Поэтому самые распространенные нагрузочные вилки для автомобильных аккумуляторов имеют токовую нагрузку 100А.

Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой.

Методика проверки аккумулятора нагрузочной вилкой достаточно проста, к тому же я ее описывал в статье «Как проверить аккумулятор автомобиля».

Однако считаю необходимым изложить ее здесь опять:

1 Этап. Проверка напряжения аккумулятора без нагрузки.

Для этого отключаем нагрузку от вольтметра нагрузочной вилки. И используя вольтметр, производим измерения напряжения на аккумуляторе.

При этом определяем степень заряженности аккумулятора по следующей таблице:

2 Этап. Проверка напряжение аккумулятора под нагрузкой.

Подключаем нагрузку и производим измерение напряжения аккумулятора.

Показания вольтметра нагрузочной вилки снимаем в конце пятой секунды измерения. Степень заряженности батареи определяем по следующей таблице:

Не следует производить измерение более 6-10 секунд, так как это приводит к нагреву нагрузки-спирали и может привести к выходу из строя самой нагрузочной вилки.

В том случае если степень заряженности АКБ отлична от 100%, то необходимо произвести ее полную зарядку по существующим методикам, которые я еще расскажу вам с следующих выпусках журнала ЭЛЕКТРОН. После этого опять проверьте аккумулятор с помощью нагрузочной вилки.

Если процент заряженности аккумулятора, полученный при проверке без нагрузки больше чем под нагрузкой, то говорят батарея «не держит нагрузку». Это значит, что необходимо принимать меры по восстановлению емкости аккумуляторной батареи. А для этого необходимо определить причину падения емкости и целесообразность дальнейших операций по восстановлению батарей.

Как определить причину и восстановить аккумулятор мы поговорим в следующих выпусках журнала ЭЛЕКТРОН, поэтому не забываем подписываться на новые выпуски журнала.

А теперь подробное видео о работе с нагрузочной вилкой,

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Источник