Автоматичне Зарядний пристрій

Пристрій дозволяє не тільки заряджати, але і відновлювати акумулятори з засульфатірованнимі пластинами за рахунок використання асиметричного струму при зарядці в режимі заряд (5 А) - розряд (0,5 А) за повний період мережевої напруги. У пристрої передбачена також можливість при необхідності прискорити процес заряду.

На відміну від схем, наведених на рис. 4.2 і 4.3, даний пристрій має ряд додаткових функцій, що сприяють зручності їх використання. Так, при закінченні заряду схема автоматично відключить акумулятор від зарядного пристрою. А при спробі підключити несправний акумулятор (з напругою нижче 7 В) або ж акумулятор з неправильною полярністю схема не включиться в режим заряду, що охоронить зарядний пристрій і акумулятор від пошкоджень.

У разі короткого замикання клем Х1 (+) і Х2 (-) при роботі пристрою перегорить запобіжник FU1.

Електрична схема (рис. 4.4) складається з стабілізатора струму на транзисторі VT1, контрольного пристрою на компараторе D1, тиристора VS1 для фіксації стану і ключового транзистора VT2, який керує роботою реле К1.

Мал. 4.4. Автоматичний зарядний пристрій

При включенні пристрою тумблером SA1 загориться світлодіод HL2, і схема буде чекати, поки подсоединим акумулятор до клем Х1, Х2. При правильній полярності підключення акумулятора невеликий струм, що протікає через діод VD7 і резистори R14, R15 в базу VT2, буде достатнім, щоб транзистор відкрився і спрацювало реле К1.

При включенні реле транзистор VT1 починає працювати в режимі стабілізатора струму - в цьому випадку буде світитися світлодіод HL1. Струм стабілізації задається номіналами резисторів в емітерний ланцюга VT1, а опорна напруга для роботи отримано на світлодіоді HL1 і діод VD6.

Стабілізатор струму працює на одній полуволне напруги. Протягом другої напівхвилі діоди VD1, VD2 закриті і акумулятор розряджається через резистор R8. Номінал R8 обраний таким, щоб струм розряду становив 0,5 А. Експериментально встановлено, що оптимальним є режим заряду струмом 5 А, розряду - 0,5 А.

Поки йде розряд, компаратор виробляє контроль напруги на акумуляторі, і при перевищенні значення 14,7 В (рівень встановлюється при налаштуванні резистором R10) він включить тиристор. При цьому почнуть світитися світлодіоди HL3 і HL2. Тиристор закорачивает базу транзистора VT2 через діод VD9 на загальний провід, що призведе до вимикання реле. Повторно реле не включиться, поки не буде натиснута кнопка скидання (SB1) або ж не відключена на деякий час вся схема (SA1).

Для стійкої роботи компаратора D1 його харчування стабілізовано стабілітронів VD5. Щоб компаратор порівнював напруга на акумуляторі з пороговим (встановленим на вході 2) тільки в момент, коли проводиться розряд, порогове напруга ланцюгом з діода VD3 і резистора R1 підвищується на час заряду акумулятора, що виключить його спрацьовування. Коли відбувається розряд акумулятора, ця ланцюг в роботі не бере участь.

При виготовленні конструкції транзистор VT1 встановлюється на радіатор площею не менше 200 кв. см.

Силові ланцюги від клем Х1, Х2 і трансформатора Т1 виконуються проводом з перетином не менше 0,75 кв. мм.

У схемі застосовані конденсатори С1 типу К50-24 на 63 В, С2 - К53-4А на 20 В, підлаштування резистор R10 типу СП5-2 (багатооборотні),

постійні резистори R2 ... R4 типу С5-16МВ, R8 типу ПЕВ-15, інші - типу С2-23. Реле К1 підійде будь-який, з робочою напругою 24 В і припустимим струмом через контакти 5 А; тумблери SA1, SA2 типу Т1, кнопка SB1 типу КМ1-1.

Для регулювання зарядного пристрою буде потрібно джерело постійної напруги з перебудовою від 3 до 15 В. Зручно скористатися схемою з'єднань, показаної на рис. 4.5.

Мал. 4.5. Схема з'єднань для настройки зарядного пристрою

Налаштування починаємо з підбору номіналу резистора R14. Для цього від блоку живлення А1 подаємо напругу 7 В і зміною номіналу резистора R14 добиваємося, щоб реле К1 спрацьовувало при напрузі не менше 7 В. Після цього збільшуємо напругу з джерела А1 до 14,7 В і налаштовуємо резистором R10 поріг спрацьовування компаратора (для повернення схеми в початковий стан після включення тиристора треба натиснути кнопку SB1). Може також знадобитися підбір резистора R1.

В останню чергу налаштовуємо стабілізатор струму. Для цього в розрив ланцюга колектора VT1 в точці "А" тимчасово встановлюємо стрілочний амперметр зі шкалою 0 ... 5 А. Підбором резистора R4 добиваємося свідчень у амперметрі 1,8 А (для амплітуди струму 5 А), а після цього при включеному SA2 налаштовуємо R4, значення 3,6 А (для амплітуди струму 10 А).

Різниця в показанні стрілочного амперметра і фактичної величини струму пов'язана з тим, що амперметр усереднює вимірювану величину за період напруги, а заряд проводиться тільки протягом половини періоду.

На закінчення слід зазначити, що остаточне настроювання струму стабілізатора краще проводити на реальному акумуляторі в сталому режимі - коли транзистор VT1 прогрілося і ефект зростання струму за рахунок зміни температури переходів в транзисторі не спостерігається. На цьому настройку можна вважати закінченою.

У міру заряду акумулятора напруга на ньому буде поступово зростати, і, коли воно досягне значення 14,7 В, схема автоматично відключить ланцюга заряду. Автоматика також відключить процес зарядки в разі якихось інших непередбачуваних впливів, наприклад при пробої VT1 або ж зникнення напруги. Режим автоматичного відключення може також спрацьовувати при поганому контакті в ланцюгах від зарядного пристрою до акумулятора. В цьому випадку треба натиснути кнопку СКИДАННЯ (SB1).