вопрос:
А где взять трансформатор, подходящий для зарядки автомобильного аккумулятора от сети?
Как заряжать от сети переменного тока автомобильные стартерные аккумуляторные батареи "12 Вольт"
230 ACV → 12 DCV (по "китайским" сокращениям)
Ответ: tme.eu [Для европейских стран, для восточно-европейских стран этот "посылторг" (извините, интернет-магазин) по ценам с доставкой имеет смысл. А так, по моим наблюдениям, это обычный розничный европейский магазин китайских радиодеталей, подходит для мелких покупок из Европы.]
Сеть, работающая и при зарядке напряжением выше отдаваемого (другого пути нет!:-), и при питании только от аккумуляторов (только от запасенной электроэнергии) означает, что вольтаж такой сети изменяется в довольно широких пределах (от 1 АКБ "12 В": от 11,5 до 16 В), а если к этому нормальному режиму добавить отклонения от номинала вольтажа сети переменного тока, то картина получится еще сложнее и неопределеннее.
Сетевые вольты в жизни и зарядка АКБ
Напряжение в электророзетке "220 Вольт, переменное 50 Герц", которое сейчас установлено 230 Вольт (номинально, действующее напряжение) должно быть -10…+5% номинала, т.е. 207…241,5 В. Но в жизни, на чуть ли не последнем отводе "от провода", оно было и 200, и 190, и 180 Вольт. И с другой стороны, после того, как сосед-электрик (через дом, у него отопление кондиционером), поругался (почему и поругался) с "электриками" (электрораспределительной компанией), типичные максимальные напряжения стали близки или равны максимуму от номинала, и 235, и 240 В, и даже 243 Вольта, что можно списать на погрешность моего вольтметра. Соответстенно, увеличилось напряжение и на "суточном минимуме", 180 Вольт поднялись до 190, а 190 до 207. (Просто "электрики" нарегулировали входной деревенский понижающий трансформатор [до 230 В, в номинале], но суточные колебания в %% как были, так и остались.) Но "повышенное" напряжение лучше, чем "пониженное", предполагаю, выгоднее.
Мгновенное значение напряжения "230 В 50 Гц" колебается по синусоидальному закону, которое и показывает вольтметр, т.е. пиковое напряжение (максимальное на синусоиде) равно действующему переменному напряжению, умноженному на квадратный корень из 2, что равно диапазону 293…342 В (-10…+5%). Но в реальности минимально пиковое напряжение "в розетке" есть 254,6 В (180 В действующего, которое показывает вольтметр переменного напряжения). 180 В я беру потому, что не вечно же будет такая повышающая регулировка, рано или поздно более влиятельное лицо на другом трансформаторе окажется, в другой деревне. Так что я беру "плохой" вариант, как уже было: 180 Вольт!
(Это действующее напряжение [как на вольтметре переменного синусоидального тока], а мгновенное пиковое равно 254,6 Вольта, дня напряжения синусоидальной формы.)
Вот и заряжай аккумуляторы от такого непонятнго, нестабильного напряжения…
Зарядка АКБ от реальной сети
(АКБ - это автомобильные стартерные аккумуляторные батареи, такая вот "расшифровка")
Для зарядки аккумулятора, естестенно, нужен постоянный ток (DC). Для зарядки автомобильной стартерной аккумуляторной батареи "12 В" нужно не более 16,2 DCV, а практически 15 DCV. У меня стоят два автомобильных аккумулятора 72 ампер-часа последовательно, сеть "24 DCV", для зарядки которых нужно
2 × 15 DCV = 30 DCV.
Чтобы получить такое напряжение от прыгающего напряжения сети 207...241 В (-10…+5%), нужно стабилизировать напряжение зарядки АКБ стабилизатором (не автотрансформатором!). Хотя стабилизация автотрансформатором - это тоже выход, но автоматическая стабилизация напряжения постоянного тока (DC) намного проще, чем переменного (AC).
Расчет входного потребного напряжения стабилизатора напряжения для зарядки
АКБ "12 В"
30 DCV минимум на выходе стабилизатора - это плюс 2 Вольта на потери напряжения на кремниевом транзисторе стабилизатора.
30+2=32 В на входе стабилизатора.
Расчет входного потребного напряжения выпрямителя
(AC → DC)
Двухполупериодный мостовой выпрямитель со сглаживающим конденсатором фактически является пиковым детектром напряжения. На коденсаторе (выходное напряжение) будет напряжение выше входного действующего напряжения в квадратный корень из 2 раз. (Причина.)
Также действующее значение переменного тока (и напряжения) называют средневыпрямленным значением.
32 VDC ÷ SQRT(2) = 22,63 В (ACV действующее, как на вольтметре переменного синусоидального тока).
Плюс 1 В на падение напряжения на диодах.
22,63 В + 1 = 23,63 В
Расчет потребного коэффициента трансформации
(синусоидального переменного напряжения трансформатором)
На входе есть 207 В (действующих, официальный минимум переменного напряжения), что равно… мгновенное пиковое равно 254,6 Вольта; возьмем с запасом на "китайскость" современных электрических сетей (180 В действующих, по вольтметру переменного синусоидального тока; обоснование - см. линк выше).
Требуемый коэффициент трансформации (понижения напряжения) найдем как отношение МИНИМАЛЬНОМОГО напряжения (разумного, 180 действующих В) мнгловенному пиковому напряжению в сети к требуемому входному напряжению выпрямителя для зарядки АКБ.
254,6 [V] + 23,63 [V] = 10,77
Подбор понижающего трансформатора по коэффициенту трансформации (первичному и вторичному напряжению)
Проверки коэффициента понижения напряжения (коэффициента трансформации)
Трансформатор: тороидальный;TALEMA 55102-P1S2, параметры: 15VA; 230VAC; 18VAC; 18VAC; 0,417AAC; 0,417AAC (мощность / напряжение первичной обмотки / напряжение вторичной обмотки 1 / напряжение вторичной обмотки 2 / макс. ток вторичной обмотки 1 / макс. ток вторичной обмотки 2)
Значит, коэффициент трансформации (понижения) для ДВУХ вторичных обмоток равен
(напряжение первичной обмотки) ÷ ( напряжение двух вторичных обмоток ) = 230÷36 [VAC] = 6,39
10,77 [требуемый коэффициент трансформации] >> 6,39 [коэффициент трансформации данного трансформатора]
Трансформатор TALEMA 55102-P1S2, 15VA/230/18/18 (VAC) не подходит, слишком высокое напряжение на выходе получится!
55100-P1S2 Трансформатор: тороидален; 15VA; 230VAC; 12V; 12V; 0,625A; 0,625A | INFO | PDF
Производител: TALEMA
Следующий кандидат:
Трансформатор: тороидальный;TALEMA 55102-P1S2, параметры: 15VA; 230VAC; 12VAC; 12VAC; 0,625AAC; 0,625AAC (мощность / напряжение первичной обмотки / напряжение вторичной обмотки 1 / напряжение вторичной обмотки 2 / макс. ток вторичной обмотки 1 / макс. ток вторичной обмотки 2)
Коэффициент трансформации (понижения) для ДВУХ вторичных обмоток равен
(напряжение первичной обмотки) ÷ ( напряжение двух вторичных обмоток ) = 230÷24 = 9,58
Почти в точку!
Сделаем проверочный растчет:
( минимум напряжения на первичной обмотке) ÷ ( коэффициент трансформации ) = 180 [В, действующих]÷9,58 [коэффициент трансформации] = 18,79 [В действующих во вторичных обмотках]
Не умножить, а делить - трансформатор понижающий.
Значит, 26,57 Вольт пиковых (18,79 [В] × SQRT(2) = 26,57 [В]) на выходе трансформатора (на вторичных обмотках трансформатора), 25,5 DCV на выходе выпрямителя, 23,5 на выходе стабилизатора.
Напряжение для зарядки аккумуляторов при 180 сетевых вольт матовато будет!
23,5<30 [В]
Значит, учитывая дальнейшую "китаизацию" электросети, стоит взять понижающий трансформатор с напряжением на вторичных обмотках не 2×12, а 2×15 В - у него чуть меньше коэффициент трансформации.
Кандидат:
Трансформатор: залитый, с Ш-образным магнитопроводом INDEL TSZZ45/008M/5 (TSZZ35/2X15V) 45VA; 230VAC; 15VAC; 15VAC; 1,5AAC; 1,5AAC; монтаж: PCB. (Мощность / напряжение первичной обмотки / напряжение вторичной обмотки 1 / напряжение вторичной обмотки 2 / макс. ток вторичной обмотки 1 / макс. ток вторичной обмотки 2)
Коэффициент трансформации (понижения) для ДВУХ вторичных обмоток равен
(напряжение первичной обмотки) ÷ ( напряжение двух вторичных обмоток ) = 230÷30 = 7,67
Сделаем проверочный растчет:
( минимум напряжения на первичной обмотке) ÷ ( коэффициент трансформации ) = 180 [В, действующих]÷7,67 [коэффициент трансформации] = 29,99 [В действующих во вторичных обмотках]
Нужно не умножать, а делить - трансформатор понижающий.
Значит, 42,41 Вольт пиковых (29,99 [В] × SQRT(2) = 42,41 [В]) на выходе трансформатора (на вторичных обмотках трансформатора), 41,4 DCV на выходе выпрямителя, 39,4 (максимум) на выходе стабилизатора.
А нам для зарядки аккумуляторов нужно 30 Вольт. Значит, 9,4 Вольта лишние будут. А это 19 Ватт (при падении напряжения 2В) рассеиваемой тепловой мощности на выходном транзисторе стабилизатора. Мдя…
Зато аккумуляторы заряжаться будут при напряжении сети от 178,98 Вольт! (AC).
/SQRT(2)
30
2
1
*7,67
-----------
33*7,67 = 253.11
253.11/SQRT(2) = 178.97
Но при максимуме напряжения 241,5 (VAC), значит, пиковом 241,5 × SQRT(2) = 341,5 Вольт избыточными для зарядки аккумуляторов окажутся в сети переменного тока окажутся 241,5 - 179 = 62,5 (VAC).
Но в сеть "24 В" никак без импульсного стабилизатора напряжения этот трансформатор не включишь по причине неопределенного напряжения.
А параметрический стабилизатор будет скорее кипятильником: неэкономично это - большой напрасный расход энергии.
