Автолюбителю
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Зарядное устройство автомобильной аккумуляторной батареиРаспечатать: Зарядное устройство автомобильной аккумуляторной батареи

Зарядное устройство автомобильной аккумуляторной батареи



Предлагаемый автором вариант зарядного устройства собран на доступной элементной базе, практически не нуждается в налаживании и достаточно прост в повторении. Установка тока зарядки в интервале 0...10 А производится поворотом ручки переменного резистора на передней панели.

Работа зарядного устройства основана на известном методе вертикального управления регулирующим элементом - тринистором. На входах компаратора происходит сравнение пилообразного напряжения с постоянным образцовым. В момент, когда их значения становятся равными и затем их разность изменяет знак, происходит формирование управляющего импульса. Ток зарядки зависит от фазы импульса, которую можно регулировать вручную, изменяя образцовое напряжение. В качестве компаратора использован ОУ общего применения. Отличительная

особенность этого устройства состоит в том, что управление происходит не в сильноточной выходной цепи, а в сравнительно слаботочной входной - первичной обмотке понижающего сетевого трансформатора. Это уменьшает потери мощности в виде выделения тепла на регулирующем элементе, что положительно сказывается на надёжности устройства. Кроме того, отпадает необходимость установки регулирующего элемента на теплоотвод. Устройство способно отдавать в нагрузку ток до 10 А. Схема приведена на рис. 1.

Рис. 1

Напряжение со вторичной обмотки мощного сетевого трансформатора Т1 поступает на выпрямительный мост, собранный на диодах VD2-VD5, к выхо

ду которого через плавкую вставку FU2, амперметр PA1 и соединительные провода в соответствующей полярности подключают заряжаемую аккумуляторную батарею.

На маломощном сетевом трансформаторе Т2, выпрямительных мостах VD6, VD7, сглаживающих конденсаторах С2-С4 и интегральном стабилизаторе напряжения DA1 собран источник питания узлов управления регулирующим элементом - тринистором VS1. Сдвоенный ОУ на микросхеме DA2 питается напряжением +14 В с плюсового вывода конденсатора С2 и -7 В с минусового

вывода C3. Эти значения могут лежать в интервале +12...16 В и -3...12 В соответственно в зависимости от напряжения вторичных обмоток имеющегося трансформатора (см. ниже).

На нагрузочном резисторе R3 формируются синхронизирующие импульсы для узла управления, для чего между плюсовыми выводами моста VD6 и конденсатора С2 включён разделительный диод VD8. Импульсы имеют обычный вид полусинусоид с частотой следования 100 Гц.

Пилообразное напряжение (ПН) формирует генератор, состоящий из двух узлов: источника стабильного тока зарядки конденсатора С5, собранного на транзисторе VT2, резисторах R12-

R14, и узла его быстрой разрядки на ОУ DA2.1, включённого как компаратор. Пока напряжение очередного синхронизирующего импульса частотой 100 Гц, поступающего с резистора R3 на неинвертирующий вход (вывод 3) ОУ, больше уровня заданного делителем R6 R7, на выходе (выводе 1) ОУ около +13 В и напряжение на конденсаторе С5 линейно нарастает. Ток зарядки задан резистором R12 так, что по достижении на конденсаторе +8,5 В спадающее напряжение очередного импульса синхронизации становится меньше уровня, заданного делителем. В этот момент на выходе ОУ напряжение сменяет полярность и происходит быстрая перезарядка конденсатора С5 до -0,7 В через цепь: выход ОУ, VD9, R9, линия питания 0 В. По достижении следующим импульсом уровня напряжения, заданного делителем, процесс повторяется.

Сигнал с выхода генератора ПН поступает на узел сравнения, где сравнивается с образцовым напряжением управления, установленным переменным резистором R4. Узел сравнения работает тоже как компаратор и собран на ОУ DA2.2. При линейном нарастании ПН в момент его равенства с управляющим на выходе ОУ возникает нарастающий перепад напряжения, а при резком

спаде ПН - спадающий. Момент спада практически совпадает с моментом прохождения сетевого напряжения через ноль.

Положительным импульсом с выхода ОУ открываются транзистор VT1 и регулирующий элемент - тринистор VS1. Импульс воздействует на его управляющий электрод до окончания каждого полупериода сетевого напряжения. Тринистор управляет состоянием коммутатора, собранного на диодном мосте VD1, включённого последовательно с первичной обмоткой мощного сетевого трансформатора Т1. С изменением напряжения управления изменяется время (угол) подключения первичной обмотки к сети в каждый её полупериод,

а значит, и среднее значение зарядного тока.

В устройстве применён трансформатор Т1 - ОСМ1-0,16, который можно заменить другим мощностью не менее 160 ВА и с напряжением вторичной обмотки 12...18 В. При меньшем максимальном токе зарядки можно установить трансформатор меньшей выходной мощности. Т2 - любой сетевой маломощный с двумя вторичными обмотками. Напряжение обмотки II должно быть 12.16 В при токе нагрузки 0,3 А, а обмотки III - 3.12 В без нагрузки. Конденсатор С5 желательно применить с малым током утечки, например, поли-этилентерефталатный К73-16. Переменный многооборотный резистор - СП5-44-01, СП5-39 или импортный 3540S-1 4,7.100 кОм. По мнению автора, отечественные резисторы превосходят импортный аналог по надёжности.

Транзистор VT1 следует выбрать с наибольшим коэффициентом передачи тока из имеющихся в наличии. Неоновая лампа-любая. Выключатель SA1 - тумблер на рабочее напряжение 250 В, ток 5 А. Амперметр PA1 с пределом измерения постоянного тока 10 А, а вольтметр PU1 - постоянного напряжения 25 В. Для подключения к аккумуляторной батарее использованы два сильноточных зажима типа "крокодил". Соединительный провод - марки ПВС, четырёхжильный сечением по 2 мм2 каждой жилы. Две жилы, по одной от каждого зажима, - силовые, а две другие подключены к вольтметру PU1. Эта мера исключает погрешность измерения напряжения зарядки при протекании зарядного тока по проводам. Для удобства переноски соединительные провода к устройству подключены через разъём РП10-7 (на схеме не показан). Внешний вид устройства приведён на рис. 2. Корпус взят от старого эстрадного усилителя мощности "Радуга".

Рис. 2

Правильно собранное устройство налаживания не требует. При первом включении вместо аккумуляторной батареи следует подключить галогенную лампу мощностью 50 Вт на 12 В. При вращении ручки переменного резистора R4 яркость лампы должна плавно изменяться, а стрелки амперметра и вольтметра отклоняться вслед за вращением ручки. В случае отсутствия должной регулировки яркости или наличия иного признака неработоспособности перед поиском неисправности следует отключить трансформатор Т1 и диодный мост VD1 от сети. Далее, включив устройство в сеть, проверяют наличие указанных выше напряжений на конденсаторах С2 и С3 и +9 В на выходе стабилизатора DA1. Дальнейший поиск производят с помощью осциллографа. Осциллограммы снимают относительно вывода 2 микросхемы DA1. Сначала необходимо проверить наличие синхронизирующих импульсов на резисторе R3. Их амплитуда должна быть не менее 11 В. В противном случае следует увеличить число витков вторичной обмотки II трансформатора Т2 или заменить его другим. На выходе ОУ DA2.1 должны

наблюдаться прямоугольные разнополярные импульсы с частотой 100 Гц и амплитудами, меньшими на 1.1,5 В питающих напряжений. Далее проверяют наличие пилообразных импульсов амплитудой около +8,5 В на коллекторе транзистора VT2. Для достоверности измерения следует использовать выносной делитель с входным сопротивлением 10 МОм. Вращая ручку переменного резистора, проверяют работу узла сравнения. При перемещении движка резистора вверх по схеме на выходе Оу DA2.2 импульсы положительной полярности с периодом 10 мс должны уменьшаться по длительности до некоторого минимального значения, а вниз - увеличиваться вплоть до скважности, равной 1. Наблюдают импульсы на коллекторе и эмиттере транзистора VT1: они должны быть противофазны. Далее нужно восстановить отключённые соединения и проверить (заменить) тринистор и диодный мост VD1. При отсутствии включения тринистора следует несколько уменьшить (вплоть до 100 Ом) сопротивление резистора R11.

При зарядке аккумуляторной батареи не следует допускать увеличения напряжения зарядки выше значения, указанного в прилагаемой к ней инструкции или в рекомендациях фирмы-изготовителя. В случае превышения надо ручкой переменного резистора установить его на рекомендованном уровне. При уменьшении тока зарядки до 0,2.0,5А считают батарею полностью заряженной. Конечно, устройство можно дополнить узлом автоматического ограничения напряжения и отключения зарядки. Выходные цепи гальванически развязаны от сети, но остальные элементы и узлы находятся под её напряжением, что является недостатком схемотехнического решения при процессе налаживания. Однако в эксплуатации этот недостаток несложно нейтрализовать конструктивно. Устройство безотказно работает уже несколько лет.

Автор: Д. Чернянский, г. Брянск


Дата публикации: 17.12.2013
Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.


Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics