Як показує практика, для профілактичних робіт з акумуляторами ємністю до 55 Ач цілком достатньо мати зарядний пристрій, що забезпечує вихідний струм до 4 А. Дещо менший зарядний струм, в порівнянні з номінальним струмом десятигодинний зарядки, неважко компенсувати збільшенням часу зарядки. Такий режим навіть більш кращий при проведенні профілактичних робіт.
У пропонованому дворежимним зарядному пристрої в мережевому трансформаторі всього одна вторинна обмотка, що спрощує його виготовлення. Застосування ж трансформатора меншого типорозміру дозволило зменшити масу і габарити конструкції.
Основні технічні характеристики пристрою:
- Струм зарядки, А 0-4;
- Максимальна вихідна напруга, В - 16;
- ККД - 0,7.
Принципова схема
З метою спрощення блоку живлення зарядного пристрою в ньому застосований однополуперіодний випрямляч, функцію якого виконує діод VD1.
Індикатором підключення пристрою до мережі служить світлодіод HL1 «МЕРЕЖА».
На одноперехідному транзисторі VT1 зібраний генератор, що формує імпульси вузла включення тиристора VS1. Зрушення імпульсу управління щодо початку робочого напівперіоду мережевої напруги задають резистори R3 н-R5, змінюючи час зарядки конденсатора С1 до напруги відкривання емітерного переходу транзистора VT1.
Резистором R4 регулюють струм заряду, а резистором R3 встановлюють верхню межу регулювання в процесі настройки. Чим менше опір резистора R4, тим швидше конденсатор С1 заряджається до порогового напруги і раніше відкривається тиристор VS1 тим, отже, більше струм заряду акумуляторної батареї, підключеної до затискачів X1 і Х2.
При пороговому напрузі на конденсаторі С1 відкривається pn перехід емітер-база транзистора VT1 і конденсатор розряджається через нього. Відбувається різке зменшення опору між базовими висновками транзистора, і на первинній обмотці трансформатора Т2 формується імпульс, що запускає вузол включення тиристора VS1. Відкрите стан тиристора зберігається за рахунок струму утримання до закінчення робочого напівперіоду, В наступний робочий напівперіод процес повторюється.
Характерна особливість вузла управління полягає в тому, що він харчується від акумуляторної батареї, підключеної до вихідних затискачів зарядного пристрою. Якщо батарея не підключена, то тиристор закритий і не дозволяє формується імпульсам управляти транзисторами VTЗ, VT4, в результаті чого зарядний пристрій виявляється захищеним від короткого замикання по виходу за відсутності навантаження, При помилковою полярності підключення акумуляторної батареї вузол управління захищений від зворотного напруги діодом VD7, а закритий тиристор не дозволяє виникнути в ланцюзі струму короткого замикання. Таким схемотехническим рішенням вдалося без введення спеціальних додаткових заходів досягти захищеності пристрою від коротких замикань і підключення батарей для зарядки акумуляторів в зворотній полярності.
Рис. 1. Принципова схема дворежимного зарядно-розрядного пристрою.
Пристрій для формування циклів зарядка-розрядка батареї з тимчасовим співвідношенням 3: 1 (45с - зарядка, 15с -разрядка), виконаний на інтегральному таймері КР1006ВІ1 (DA1).
При установці перемикача SA2 в положення «ІМП» на виході таймера (висновок 3) формуються чергуються високий і низький рівні напруги, починаючи з циклу розрядки. Високий рівень відкриває транзистори VT2 і VT6. Відкриваючись, транзистор VT2 блокує роботу формувача, а транзистор VT6 підключає до акумуляторної батареї розрядний резистор R26.
Режим розрядки відображає світлодіод HL4 «ІМП».
При появі на виході таймера напруги низького рівня транзистори VT2 і VT6 закриваються і починається цикл зарядки акумуляторної батареї.
Для безперервної зарядки батареї перемикач SA2 переводять в положення «Непра». Пристрій для формування при цьому відключається. Режим безперервної зарядки відображає світлодіод HL3 «Непра».
Пристрій автомотіческі виключення струму зарядки зібрано на операційному підсилювачі (ОУ) DA2, включеного компаратором. Зразкове напруга на його інвертується вході формує стабілітрон VD9, а на неінвертуючий вхід подається частина вихідної напруги, що знімається з движка резистора R27.
При досягненні на висновках акумуляторної батареї кінцевого напруги 14,4 В на виході мікросхеми DA2 встановлюється напруга високого рівня, яке відкриває транзистори VT2 і VT5, тим самим блокуючи роботу таймера DA1 і формувача імпульсів включення тиристора VS1. Крім того, високий рівень через діод VD10 надходить на неінвертуючий вхід, підтримуючи тим самим на виході ОУ високий рівень.
Цей стан ОУ відображає світлодіод HL2 «КІНЕЦЬ ЗАРЯДУ».
Для контролю зарядного струму акумуляторної батареї в процесі її зарядки можна встановити амперметр РА1.
налагодження пристрою
Налагодження пристрою, проводять за підключеної до вихідних затискачів повністю зарядженої акумуляторної батареї з напругою 12 В. Движок резистора R26 встановлюють у крайнє праве по схемі положення, а резистора R3 - в середнє. Перемикач SA2 переводять в положення «Непра».
Потім, підключивши зарядний пристрій до мережі, движок змінного резистора R4 переводять в нижнє (за схемою) положення і резистором R3 встановлюють зарядний струм, рівний 4 А. Якщо цими резисторами не вдається домогтися потрібного значення зарядного струму, слід замінити резистор R5 іншим, трохи меншого опору. Далі перемикач SA2 переводять на режим «ІМП» і, користуючись вольтметром або осцилографом, перевіряють тривалість циклів "зарядка-розрядка".
При цьому слід враховувати, що при включенні харчування першим настає цикл розрядки і його тривалість трохи більше, ніж в сталому режимі. Пояснюється це тим, що в момент включення живлення конденсатор С3 розряджається.
Для налагодження автоматичного вимикача потрібно регульоване джерело постійного струму з вихідною напругою 15 В і вольтметр постійного струму класу 1. Поріг спрацьовування ОУ DA2 встановлюють, відключивши зарядний пристрій від мережі і перевівши перемикач SA2 в положення «Непра». Па вихідні затискачі X1, Х2 подають від зовнішнього джерела, постійного струму напруга 14,4 В і контролюють його значення вольтметром, Движок резистора R24 зміщують в бік збільшення напруги на неінвертуючий вхід ОП до моменту загоряння світлодіода HL2 «КІНЕЦЬ ЗАРЯДУ».
Креслення плати можна подивитися в журналі "Радіо" № 2 за 1999 рік, С 73.
Вузол стабілізації зарядного струму
Для поліпшення якостей пристрою, його можна доповнити вузлом стабілізації зарядного струму (рис. 2).
Рис. 2. Принципова схема дворежимного зарядно-розрядного пристрою з вузлом стабілізації зарядного струму.
При цьому з зарядно-розрядного пристрою, слід видалити змінний резистор R4, номінал резистора R3 збільшити до 10 кОм, а номінал резистора R5 зменшити до 680 Ом.
Нумерація нововведених елементів вузла стабілізації струму, для виключення плутанини, триває з розпочатої в основному пристрої (крім резистора R4).
Датчиком струму служить резистор R37, падіння напруги на якому пропорційно зарядного струму. ОУ DA3.2 посилює сигнал датчика і подає його на інвертується вхід ОП DA3.1, що порівнює його з зразковим напругою, що знімається з движка змінного резистора R33.
Транзистор VT7 служить підсилювачем струму, під дією якого в оптроні U1 змінюються яскравість світіння світлодіода і опір освітлюється їм фоторезистора. Останній включений в ланцюг регулювання струму зарядки акумуляторної батареї, чим і досягається стабілізація.
Налагоджують стабілізатор в наступному порядку. Перш за все встановлюють движки резисторів R3 і R33 в крайнє нижнє (за схемою) становище. Потім включають пристрій в мережу і в режимі зарядки батареї встановлюють резистором R3 зарядний струм дорівнює 0,5 А - нижня межа інтервалу його регулювання.
Перевівши движок резистора R33 в крайнє верхнє (за схемою) положення, підбирають опір резистора R32, домагаючись необхідного максимального значення зарядного струму. Надалі цей струм регулюють змінним резистором R33.
Експериментальна перевірка показала, що встановлене значення зарядного струму при коливаннях навколишньої температури в широких межах змінюється не більше ніж на 5%.
деталі
Трансформатор Т1 виконаний на сталевому муздрамтеатрі ШЛ20Х32.
Обмотка I містить 1070 витків дроту ПЕТВ-2 0,4.
Обмотка II - 126 витків дроту діаметром 1,18 мм.
Можна застосувати трансформатор більшого типорозміру.
Для трансформаторі Т2 використаний магнітопровід типорозміру До 10x6x4,5 з фериту М2000НМ. Кожна з обмоток трансформатора містить по 45 витків дроту ПЕТВ-2 0,25. Намотування їх ведуть одночасно двома проводами,
Основні параметри резисторів і конденсаторів, використаних в зарядному пристрої, вказані на схемі. Варто тільки відзначити, що конденсатор С1 зарядноразрядного пристрою повинен бути плівковим або метало плівкові, наприклад, К73-11, К73-16 або К73-17. Резистор R37 складається з двох дротяних С5-16 або С5-16МВ номіналом 0,2 Ом і потужністю 5 Вт, з'єднаних паралельно.
Діод КД206 замінимо на будь-який однотипний або з серії КД202. Діоди VD3 -VD6, VD8 і VD10 - будь-які малопотужні.
Діод VD1 і тиристор VS1 встановлені (через слюдяні прокладки) на одному загальному теплоотводе - пластині розмірами 60X60 мм з алюмінію завтовшки 3 - 4 мм.
Замість ОУ КР140УД708 підійде К140УД7. Замість мікросхеми УР1101УД01 можна застосувати КР1040УД1, ВА10358, LM358 або будь-які інші ОУ, призначені для роботи від однополярного джерела живлення і зберігають працездатність при вхідній напрузі, близькому до нульового.
Транзистори КТ503Б замінні на КТЗ117Б, КТ502Б - на КТ209Б або КТ501 Б, а КТ827Б - на будь-який з серій КТ827, КТ829, КТ972.
Функцію тепловідведення транзистора VT6 може виконувати металеву основу корпусу.
Джерело: Ходасевич А. Г, Ходасевич Т. І., Зарядні та пуско-зарядні пристрої, Випуск 2.
