Реостат для зарядки аккумулятора

Реостат для зарядки аккумулятора

Соблюдение режима эксплуатации аккумуляторных батарей, и в частности режима зарядки, гарантирует их безотказную работу в течение всего срока службы. Зарядку аккумуляторных батарей производят током, значение которого можно определить по формуле

I=0,1Q

где I – средний зарядный ток, А., а Q – паспортная электрическая емкость аккумуляторной батареи, А-ч.

Зарядный ток, рекомендуемый в инструкции по эксплуатации аккумуляторной батареи, обеспечивает оптимальное протекание электрохимических процессов в ней и нормальную работу в течение длительного времени.

Классическая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и регулятора тока зарядки. В качестве регуляторов тока применяют проволочные реостаты (см. Рис. 1) и транзисторные стабилизаторы тока.

В обоих случаях на этих элементах выделяется значительная тепловая мощность, что снижает КПД зарядного устройства и увеличивает вероятность выхода его из строя.

Для регулировки зарядного тока можно использовать магазин конденсаторов, включаемых последовательно с первичной (сетевой) обмоткой трансформатора и выполняющих функцию реактивных сопротивлений, гасящих избыточное напряжение сети. Упрощенная схема такого устройства приведена на рис. 2.

В этой схеме тепловая (активная) мощность выделяется лишь на диодах VD1-VD4 выпрямительного моста и трансформаторе, поэтому нагрев устройства незначителен.

Недостатком схемы на Рис. 2 является необходимость обеспечить напряжение на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза большее, чем номинальное напряжение нагрузки (

Схема зарядного устройства, обеспечивающее зарядку 12-вольтовых аккумуляторных батарей током до 15 А, причем ток зарядки можно изменять от 1 до 15 А ступенями через 1 А, приведена на Рис. 3.

Предусмотрена возможность автоматического выключения устройства, когда батарея полностью зарядится. Оно не боится кратковременных коротких замыканий в цепи нагрузки и обрывов в ней.

Выключателями Q1 – Q4 можно подключать различные комбинации конденсаторов и тем самым регулировать ток зарядки.

Переменным резистором R4 устанавливают порог срабатывания реле К2, которое должно срабатывать при напряжении на зажимах аккумулятора, равном напряжению полностью заряженной батареи.

На Рис. 4 представлена схема еще одного зарядного устройства, в котором ток зарядки плавно регулируется от нуля до максимального значения.

Изменение тока в нагрузке достигается регулированием угла открывания тринистора VS1. Узел регулирования выполнен на однопереходном транзисторе VT1. Значение этого тока определяется положением движка переменного резистора R5. Максимальный ток заряда аккумулятора 10А , устанавливается амперметром. Защита устройства обеспечена со стороны сети и нагрузки предохранителями F1 и F2.

Вариант печатной платы зарядного устройства (см. рис. 4), размером 60х75 мм приведен на следующем рисунке:

В схеме на рис. 4 вторичная обмотка трансформатора должна быть рассчитана на ток, втрое больший зарядного тока, и соответственно мощность трансформатора также должна быть втрое больше мощности, потребляемой аккумулятором.

Названное обстоятельство является существенным недостатком зарядных устройств с регулятором тока тринистором (тиристором).

Диоды выпрямительного мостика VD1-VD4 и тиристор VS1 необходимо установить на радиаторы.

Значительно снизить потери мощности в тринисторе, а следовательно, повысить КПД зарядного устройства можно, если регулирующий элемент перенести из цепи вторичной обмотки трансформатора в цепь первичной обмотки. Схема такого устройства показана на рис. 5.

В схеме на Рис. 5 регулирующий узел аналогичен примененному в предыдущем варианте устройства. Тринистор VS1 включен в диагональ выпрямительного моста VD1 – VD4. Поскольку ток первичной обмотки трансформатора примерно в 10 раз меньше тока заряда, на диодах VD1-VD4 и тринисторе VS1 выделяется относительно небольшая тепловая мощность и они не требуют установки на радиаторы. Кроме того, применение тринистора в цепи первичной обмотки трансформатора позволило несколько улучшить форму кривой зарядного тока и снизить значение коэффициента формы кривой тока (что также приводит к повышению КПД зарядного устройства). К недостатку этого зарядного устройства следует отнести гальваническую связь с сетью элементов узла регулирования, что необходимо учитывать при разработке конструктивного исполнения (например, использовать переменный резистор с пластмассовой осью).

Вариант печатной платы зарядного устройства на рисенке 5, размером 60х75 мм приведен на рисунке ниже:

Диоды выпрямительного мостика VD5-VD8 необходимо установить на радиаторы.

В зарядном устройстве на рисунке 5 диодный мостик VD1-VD4 типа КЦ402 или КЦ405 с буквами А, Б, В. Стабилитрон VD3 типа КС518, КС522, КС524, или составленный из двух одинаковых стабилитронов с суммарным напряжением стабилизации 16÷24 вольта (КС482, Д808, КС510 и др.). Транзистор VT1 однопереходной, типа КТ117А, Б, В, Г. Диодный мостик VD5-VD8 составлен из диодов, с рабочим током не менее 10 ампер (Д242÷Д247 и др.). Диоды устанавливаются на радиаторы площадью не менее 200 кв.см, а если радиаторы будут сильно нагреваться, в корпус зарядного устройства можно установить вентилятор для обдува.

Зачастую при изготовлении самодельных зарядных устройств для аккумулятора, а также в дешевых покупных зарядных устройствах, разработчики забывают о такой важной функции как регулятор тока. В большинстве случаев он задается автоматически в зависимости от степени просадки аккумулятора и прочих факторов.

Регулятор тока в свою очередь позволяет выставить необходимое значение тока без просадки напряжения. Это полезно для аккумулятора и не приведет к критическим режимам зарядки, что естественно увеличит его срок службы и предотвратит от не желательных отказов.

Приведенная схема представляет собой источник тока, для установки ее на зарядное устройство, от схемы нужно отсечь трансформатор и выпрямительный мост и установить обвес на выход зарядного устройства. Принцип действия простой переменником и управляющим транзистором КТ814, управляется силовой транзистор КТ837, с помощью амперметра и подкруткой переменного резистора устанавливается необходимое значения тока ограничения.

Все номиналы указаны на схеме, ваттность переменного резистора должна составлять не менее 1 Вт. Мощность резистор R1 не менее 20 Вт, можно поставить и 10 Вт, но греться будет прилично и скорее всего быстро выйдет из строя. Силовой транзистор КТ837 устанавливаем на теплоотвод. После сборки проверти максимально возможное значение тока, возможно пожжёте пару раз транзистор и резисторы.

Если значение тока не достаточное можно заменить резистор R1 на более низкий номинал, например, 0,33 Ом. Если вам необходимо значение тока в 7 А и выше, транзистор КТ837 уже не подойдет, его необходимо будет заменить на более мощный, например, КТ818ГМ. Остальные резисторы берем мощностью не менее 1 Вт. Стабилитрон или такой же как указан на схеме (Д814А) или его аналог.

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

Друзья сайта

ActionTeaser NEWS

Статистика

Ни для кого не ново, если скажу, что у любого автомобилиста в гараже должно быть зарядное устройство для аккумуляторной батареи. Конечно, его можно купить в магазине, но, столкнувшись с этим вопросом, пришел к выводу, заведомо не очень хорошее устройство по приемлемой цене брать не хочется. Встречаются такие, у которых ток заряда регулируется мощным переключателем, который добавляет или уменьшает количество витков во вторичной обмотке трансформатора, тем самым увеличивая или уменьшая зарядный ток, при этом прибор контроля тока в принципе отсутствует. Это наверно самый дешевый вариант зарядника заводского исполнения, ну а толковый девайс стоит не так уж и дешево, цена прямо-таки кусается, поэтому решил найти схему в интернете, и собрать ее самому. Критерии выбора были такие:

– простая схема, без лишних наворотов;
– доступность радиодеталей;
– плавная регулировка зарядного тока от 1 до 10 ампер;
– желательно чтобы это была схема зарядно-тренировочного устройства;
– не сложная наладка;
– стабильность работы (по отзывам тех, кто уже делал данную схему).

Поискав в интернете, наткнулся на промышленную схему зарядного устройства с регулирующими тиристорами.

Все типично: трансформатор, мост (VD8, VD9, VD13, VD14), генератор импульсов с регулируемой скважностью (VT1, VT2), тиристоры в качестве ключей (VD11, VD12), узел контроля заряда. Несколько упростив эту конструкцию, получим более простую схему:

На этой схеме нет узла контроля заряда, а остальное – почти то же самое: транс, мост, генератор, один тиристор, измерительные головки и предохранитель. Обратите внимание, что в схеме стоит тиристор КУ202, он немного слабоват, поэтому чтобы не допустить пробоя импульсами большого тока его необходимо установить на радиатор. Трансформатор – ватт на 150, а можно использовать ТС-180 от старого лампового телевизора.

И еще одно устройство, не содержащее дефицитных деталей, с током заряда до 10 ампер. Оно представляет собой простой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением.

Узел управления тиристором собран на двух транзисторах. Время, за которое конденсатор С1 будет заряжаться до переключения транзистора, выставляется переменным резистором R7, которым, собственно, и выставляется величина зарядного тока аккумулятора. Диод VD1 служит для защиты управляющей цепи тиристора от обратного напряжения. Тиристор, также как и в предыдущих схемах, ставится на хороший радиатор, или на небольшой с охлаждающим вентилятором. Печатная плата узла управления выглядит следующим образом:

Схема не плохая, но в ней есть некоторые недостатки:
– колебания напряжения питания приводят к колебанию зарядного тока;
– нет защиты от короткого замыкания кроме предохранителя;
– устройство дает помехи в сеть (лечится с помощью LC-фильтра).

Это импульсное устройство может заряжать и восстанавливать практически любые типы аккумуляторов. Время заряда зависит от состояния батареи и колеблется в пределах 4 – 6 часов. За счет импульсного зарядного тока происходит десульфатация пластин аккумулятора. Смотрим схему ниже.

В этой схеме генератор собран на микросхеме, что обеспечивает более стабильную его работу. Вместо NE555 можно использовать российский аналог – таймер 1006ВИ1. Если кому не нравится КРЕН142 по питанию таймера, так ее можно заменить обычным параметрическим стабилизатором, т.е. резистором и стабилитроном с нужным напряжением стабилизации, а резистор R5 уменьшить до 200 Ом. Транзистор VT1 – на радиатор в обязательном порядке, греется сильно. В схеме применен трансформатор со вторичной обмоткой на 24 вольта. Диодный мост можно собрать из диодов типа Д242. Для лучшего охлаждения радиатора транзистора VT1 можно применить вентилятор от компьютерного блока питания или охлаждения системного блока.

В результате неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, и он выходит из строя.
Известен способ восстановления таких батарей при заряде их "ассимметричным" током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбрано 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

На рис. 1 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.
Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.

Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.

В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22. 25 В.
Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0. 5 А (0. 3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления (1000. 18000), который можно заменить на КТ825 при изменении полярности включения диодов и стабилитрона, так как он другой проводимости (см. рис. 2). Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.

Для защиты схемы от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.
Резисторы применены такие R1 типа С2-23, R2 — ППБЕ-15, R3 — С5-16MB, R4 — ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В.
обратного напряжения.

Конечно, лучше брать гибкий медный многожильный, ну а сечение нужно выбрать из расчета какой максимальный ток будет проходить по этим проводам, для этого смотрим табличку:

Если вас интересует схемотехника импульсных зарядно-восстановительных устройств с применением таймера 1006ВИ1 в задающем генераторе – прочтите эту статью:

Зарядное устройство с регулировкой по сети

Предлагаемым зарядным устройством (ЗУ) можно заряжать аккумуляторы емкостью от 1 до 100 Ач с напряжением от 1 до 12 В. В устройстве имеется автоматический режим работы для зарядки 12-вольтовых аккумуляторов. Автоматический режим удобен тем, что не нужно следить за зарядкой аккумулятора, пока он не зарядится (закипит). В автоматическом режиме при полной зарядке аккумулятора зарядное устройство отключает зарядный ток аккумулятора. Электрическая схема ЗУ показана на рисунке.

С помощью симистора VS1 регулируют ток в первичной обмотке понижающего трансформатора Т1 и, соответственно, зарядный ток аккумулятора. Напряжение вторичной обмотки трансформатора Т1 выпрямляется диодным мостом VD7 и через амперметр РА и предохранитель FU2 подается на клеммы «+» и «-» устройства. Симистор управляется с помощью широтно-импульсной модуляции. Управляющие импульсы вырабатываются генератором на транзисторе VT1 и усиливаются усилителем мощности на транзисторе VT2. Нагрузкой VT2 служит разделительный трансформатор Т2. С вторичной обмотки трансформатора Т2 управляющие импульсы подаются на управляющий электрод симистора VS1. Частоту задающего генератора регулируют резистором R2. Питается схема генератора непосредственно от сети переменного тока 220 В через понижающие резисторы R4, R9 и диодный мост VD4. Для стабилизации выпрямленного напряжения, особенно в момент отключения усилителя мощности, служат стабилитроны VD5, VD6. Выключатель SA1 служит для переключения режимов работы «Ручной»/»Автоматический». Оптотиристор VS2 выключает по питанию выходной каскад генератора VT2 в автоматическом режиме, а также разделяет первичную цепь понижающего трансформатора Т1 от вторичной. На транзисторах VT3, VT4 выполнено реле напряжения, которое при достижении на аккумуляторе напряжения 14,5. 14,7 В отключает светодиод оптотиристора VS2 и, соответственно, тиристор, который выключает питание выходного каскада генератора. Симистор VS1 отключается, и зарядка аккумулятора прекращается. Спустя некоторое время (5. 10 мин), из-за саморазряда аккумулятора, напряжение на нем снижается. При достижении 12,8. 13,2 В реле напряжения срабатывает, и снова повторяется зарядный процесс до следующего отключения. Резистор R13 и конденсатор СЗ служат для сглаживания пульсаций на базе транзистора VT4 и предотвращают ложное срабатывание реле напряжения. Предохранитель FU1 предназначен для защиты первичной цепи от перегрузок трансформатора Т1 и непредвиденных коротких замыканий. Предохранитель FU2 предназначен для защиты от перегрузок во вторичной цепи во время коротких замыканий или подключения аккумулятора в неправильной полярности. Диод VD10 защищает элементы схемы реле напряжения при подключении аккумулятора в неправильной полярности. Налаживание начинается в ручном режиме при замкнутом SA1. При правильно сфазированном трансформаторе Т2 во время регулировки тока резистором R2 устройство работает тихо. При неправильной фазировке наблюдаются скачки при регулировке тока и специфический рокот трансформатора Т1. При неправильной фазировке необходимо поменять местами концы первичной или вторичной обмоток трансформатора Т2. При использовании более мощного симистора, чем указан на схеме, резистор R7 нужно замкнуть. В ручном режиме наладки устройства в качестве нагрузки можно применить автомобильные лампы. При налаживании устройства в автоматическом режиме SA1 разомкнут. В качестве нагрузки устройства необходимо применить 12-вольтовый заряженный аккумулятор. С помощью подстроечного резистора R15 устанавливают режим, при котором устройство включается, светодиод VD3 светится. Светодиод из схемы можно убрать, закоротив при этом цепь, в которую он был включен. В этом случае контроль за включением и выключением ЗУ в автоматическом режиме можно вести по амперметру, предварительно установив соответствующий зарядный ток аккумулятора (10% от емкости аккумулятора). Для ускоренного процесса наладки зарядный ток можно увеличить. Подключают вольтметр постоянного тока на выходе ЗУ или на клеммы аккумулятора. При достижении на аккумуляторе 14,5. 14,7 В осторожно поворачивают ползунок подстроечного резистора R15 до выключения ЗУ. По вольтметру наблюдают, с какой скоростью уменьшается напряжение на аккумуляторе. Чем медленнее уменьшается напряжение, тем лучше аккумулятор. При достижении на аккумуляторе напряжения 12,6. 13,2 В ЗУ снова должно включиться. Проконтролируйте повторно, при каком напряжении выключается ЗУ. Если оно отличается от 14,5. 14,7 В, повторно подрегулируйте его подстроечным резистором R15. Если режим отключения реле времени устанавливается в крайнем положении ползунка подстроечного резистора R15, необходимо изменить его номинал.

Детали. В качестве понижающего трансформатора можно применить трансформатор мощностью 180. 200 Вт. Первичная обмотка рассчитана на напряжение 220 В, а вторичная — на 20. 24 В.В нашем варианте применяет силовые трансформаторы от черно-белых телевизоров ТС-1 80, ТС-200. Все вторичные обмотки удаляются. Для того чтобы при разборке трансформатора не повредить магнитопровод, необходимо один конец магнитопровода через прокладки (бумага, ткань) как можно крепче зажать в тисках. По другому концу магнитопровода с помощью деревянной надставки и молотка производят удар. Если склеенные части магнитопровода не разошлась, необходимо повторить удар. «Магнитный» клей на торцах магнитопровода необходимо удалить и места стыковки зачистить мелкой наждачной бумагой. При разборке магнитопроводов запомните или отметьте магнитопроводы так, чтобы при сборке каждый магнитопровод попал на свое место. При сборке применять магнитопроводящий клей необязательно. Нужно только позаботиться, чтобы стыкуемые поверхности были достаточно чистыми и установились на прежние места. После снятия вторичных обмоток с каркасов слои прокладок между первичными обмотками необходимо оставить. Для более надежной изоляции между первичной и вторичной обмотками можно снять экранирующую обмотку (фольгу), расположенную между слоями изолирующих прокладок. На каждый каркас наматывают по 33 витка вторичной обмотки проводом в эмалевой изоляции диаметром 2. 2,2 мм в одну сторону (в сторону намотки изолирующей прокладки). После сборки трансформатора секции 110 В первичной обмотки соединяют последовательно перемычками «начало с началом» или «конец с концом». Секции намотаны) катушек вторичной обмотки также соединяют последовательно. В выпрямительном мосте VD7 применяются диоды с рабочим током 10 А и напряжением не менее 50 В. При выборе диодов необходимо помнить правило: лучше те диоды, хоть и с одинаковым рабочим током, у которых больше рабочее напряжение. С таких диодов можно снять большую мощность, и они меньше греются. Выпрямительный мост собирают на текстолитовой пластине, на которую устанавливают радиаторы. Радиаторы П-образной формы изготавливают из алюминиевой жести толщиной 1 . 3 мм и площадью 50. 100 см2. Два диода, соединяемых катодами (плюсовой конец), можно подключить вместе на общий радиатор или даже на корпус шасси. В таком случае «+» будет на корпусе, зато придется изготавливать лишь два радиатора, изолированных друг от друга. Слабым местом в конструкции ЗУ является амперметр с шунтом. Необходимо также помнить, что амперметры магнитоэлектрической системы в цепях асимметричных токов, как правило, занижают показания величины эффективного тока почти в два раза. Поэтому при установке магнитоэлектрических амперметров требуется корректировка шкалы для устройств с асимметричными токами. Для измерения зарядного тока (асимметричного) автор пользуется амперметрами электромагнитной системы типа «Э». Они, в основном, применяются в цепях переменного тока. Для измерения тока в несколько десятков ампер выпускаются амперметры «прямого включения». Хотя в электромагнитных амперметрах класс точности не очень высокий, для зарядных устройств они годятся. Как обычно, не всегда под рукой найдется амперметр постоянного тока на 10. 15 А. Автор изготавливает их из других магнитоэлектрических приборов типа «М» — вольтметров, миллиамперметров, микроамперметров. Для этого необходимо корректировать шкалы и самостоятельно изготовлять шунты. Шунты автор изготовляет из нихромовой проволоки диаметром 1,5. 2 мм. Чем больше удельное сопротивление нихромовой проволоки, тем меньше она притягивается постоянным магнитом. При изготовлении самодельного шунта необходимо конец нихромовой проволоки длиной 2. 3 см хорошо зачистить мелкой наждачной бумагой. С помощью травленной цинком соляной кислоты (ZnCI) и припоя залудить этот конец, затем круглогубцами изогнуть ушко (клемму) нужного диаметра под клемму амперметра. Длина залуженного конца от клеммы будущего амперметра 1. 1,5 см. Это нужно для того, чтобы шунт в этом месте не нагревался и, соответственно, не нагревал амперметр. Отступая от залуженного конца нихрома на расстояние 20. 30 см, зачищают участок проволоки длиной 2. 3 см, не отрезая от бухты (катушки). Зачищенный участок изгибают вдвое под клемму амперметра. С помощью шайб и гаек приготовленный кусок нихромовой проволоки подключают к амперметру. Собирают схему для зарядки аккумулятора, включив последовательно в цепь с налаживаемым амперметром образцовый амперметр. В качестве образцового амперметра автор применяет амперметр прямого включения электромагнитной системы с пределом измерения 10 А. Ручку регулировки тока ЗУ устанавливают в крайнее левое положение и включают ЗУ в сеть. Медленно увеличивая зарядный ток аккумулятора, сравнивают показания образцового амперметра с показаниями налаживаемого. Увеличивая или уменьшая длину проволоки шунта, добиваются одинаковых показаний налаживаемого и образцового амперметров по средине шкалы, например 5 А. После установления необходимой длины проволоки шунта ее увеличивают для зачистки и лужения конца (2. 3 см). Провод нужной длины отрезают, делают клемму и наматывают на круглый стержень соответствующего диаметра. Выводные концы шунта должны быть такой длины, чтобы спираль шунта располагалась выше прибора и не нагревала его. Шкалу прибора можно откорректировать или переградуировать по своему усмотрению. Трансформатор Т2 наматывают на ферритовом кольце 1000. 2000 НМ диаметром 20. 30 мм. Первичную и вторичную обмотки наматывают проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм по 60 витков. Печатную плату изготавливают из фольгированного текстолита толщиной 1. 1,5 мм. При необходимости увеличения мощности ЗУ применяют более мощные симистор VS1, понижающий трансформатор Т1, диоды моста VD7 и, соответственно, увеличивают рабочие токи предохранителей.

Самостоятельное изготовление простых зарядных устройств, выполненных на тиристоре

У любого опытного автовладельца почти наверняка в гараже или дома имеется зарядное устройство (ЗУ). Наиболее качественная их разновидность подразумевает плавное регулирование силы тока и выходного напряжения. Осуществить подобное ступенчатыми переключателями не получится, лучший вариант – применение электронной схемы, где главную роль играет тиристор – компонент, изменяющий U и I в нагрузке. Однако магазинные аппараты стоят довольно дорого, а при наличии навыков работы с паяльником и знаний в сфере радиотехники зарядное устройство на тиристоре можно сконструировать самостоятельно, что обойдётся на порядок дешевле.

Принцип фазоимпульсного регулирования мощности с помощью тиристора

Имеется в виду один из режимов работы электронного компонента. Фазоимпульсное функционирование подразумевает изменение выдаваемого напряжения из-за смены интервала проводимости в рамках сетевого U. Подобное регулирование обеспечивает открытие и закрытие тиристора каждую ½ периода – 100 циклов в секунду. Этот способ постоянно и точно меняет напряжение, что актуально для нагрузок с малой инерцией.

Зарядное устройство на тиристоре своими руками

Существует множество электронных схем, в том числе и непростых, с полным набором регулировок и защиты, солидным количеством деталей, зачастую недешёвых. Но большинство автолюбителей отдаёт предпочтение простым зарядным устройствам на тиристоре, из нескольких недорогих компонентов, которые зачастую можно извлечь из отработавшей своё аппаратуры, например компьютера.

Выбор схемы и принцип её работы

Сначала стоит отметить главное достоинство предлагаемой схемы тиристорного зарядного устройства: доступность и малые финансовые затраты. Есть и иные преимущества при использовании в качестве главного компонента недорогого тиристора КУ202:

1. Хороший зарядный ток до 10 А.
2. Выдаваемая энергия – импульсного типа, что продлевает эксплуатационный ресурс заряжаемой батареи.
3. Для сборки понадобятся широко распространённые недорогие детали, найти которые не составит труда.
4. Схему тиристорного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора просто повторить даже автолюбителю, малосведущему в радиотехнике, а опытному электронщику потребуется и вовсе не более часа, чтобы запустить устройство в эксплуатацию.

По принципу действия это фазоимпульсный регулятор мощности, выполненный на тиристоре и позволяющий изменять силу тока. Управляющий электрод КУ202 питает транзисторная цепь. Чтобы защитить схему тиристорного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора от токовых скачков, используется диод VD2. Сопротивление R5 оказывает влияние на зарядный ток, значение которого, как известно, 1/1 от ёмкости АКБ. Для питания схемы понадобится трансформатор, уменьшающий сетевое U = 220 В до 18–22 В. Если в вашем распоряжении оказался трансформатор с большим напряжением на выходе, сопротивление R7 нужно увеличить ориентировочно до 2-х кОм (возможно, резистор придётся подбирать). Диоды выпрямительного моста и тиристор необходимо устанавливать на алюминиевые радиаторы, чтобы исключить перегрев деталей. При монтаже обычных элементов типа Д242–245 не забывайте под корпус подложить изоляционную шайбу.

Принципиальная схема тиристорного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора выглядит следующим образом:

Так как схема простая, в ней отсутствует электронная защита: её роль играет предохранитель, устанавливаемый на выходе. При зарядке батарей ёмкостью не более 60 А*ч хватит плавкой вставки номиналом 6,3 А. Установка последовательно подсоединяемого прибора – амперметра поможет контролировать процедуру зарядки. Ниже показана печатная плата, упрощающая сборку ЗУ:

Перечень компонентов в схеме и подбор возможных аналогов

В схеме использован электролитический конденсатор, выдерживающий напряжение не менее 63 В. Мощность резисторов R1-R6 – 0,25 Вт, R7 – 2 Вт. Диоды в выпрямительном мосту пропускают ток до10 А и держат обратное U от 50 В. Такое же напряжение должен выдерживать импульсный диод VD2. Транзисторы VT1 и VT2: КТ3107, КТ502, КТ361 и КТ503, КТ315, КТ3102 соответственно.

Расчёт параметров трансформатора, тиристора и диодов

Одна из отрицательных сторон зарядки на тиристоре – низкий КПД, отчасти обусловленный вторичной обмоткой трансформатора, которая должна свободно пропускать ток, в три раза больший, чем потребляемая АКБ мощность. Как это исправить? Для этого можно тиристор переставить из обмотки II трансформатора в обмотку I, как это показано на схеме тиристорного зарядного устройства для АКБ:

Вся разница этого ЗУ на тиристоре для автомобильных аккумуляторов заключается в подключении диодного моста и регулирующего тиристора в первичную обмотку трансформатора. Так как ток обмотки II приблизительно меньше зарядного в 10 раз, то тепловой энергии на диодах и тиристоре выделяется совсем мало: можно даже не использовать охлаждающие радиаторы (но это не относится к VD5-VD8).

Компоненты и их аналоги:

• выпрямительный блок КЦ402,405 с любым индексом (А, Б, В);
• стабилитрон типа КС524, КС518, КС522;
• транзистор КТ117 с буквами от «Б» до «Г»;
• диодный мост, стоящий на выходе, должен состоять из компонентов, рассчитанных на 10 А (Д242-247).

Недостатки ЗУ на тиристорах

У простой схемы есть существенный минус – отсутствие электронной защиты от переполюсовки, КЗ и перегрузок. Отчасти эту функцию выполняет плавкий предохранитель, что не очень удобно. При желании и достаточном опыте можно собрать дополнительную схему защиты и подключить её отдельно.

Второй недостаток – гальваническая связь настроечного блока с сетью. Его можно устранить, если использовать регулировочное сопротивление с пластиковой осью.

И ещё один минус – необходимость установки охлаждающих радиаторов (лучше использовать ребристые алюминиевые изделия). Частично проблема решается использованием схемы с включением регулирующего модуля в обмотку I питающего трансформатора.

Подводя итог, скажем, что тиристорное зарядное устройство своими руками собрать не так сложно, как может показаться с первого взгляда. Упорство и затраченное время будут вознаграждены недорогим качественным ЗУ с плавной регулировкой силы тока, продлевающей жизнь аккумулятору.

Простое универсальное автоматическое зарядное устройство

Я постарался вставить в заголовок этой статьи все плюсы данной схемы, которою мы будем рассматривать и естественно у меня это не совсем получилось. Так что давайте теперь рассмотрим все достоинства по порядку.

Главным достоинством зарядного устройство является то, что оно полностью автоматическое. Схема контролирует и стабилизирует нужный ток зарядки аккумулятора, контролирует напряжение аккумуляторной батареи и как оно достигнет нужного уровня – убавит ток до нуля.

Какие аккумуляторные батареи можно заряжать?

Практически все: литий-ионные, никель-кадмиевые, свинцовые и другие. Масштабы применения ограничиваются только током заряда и напряжением.

Для всех бытовых нужд этого будет достаточно. К примеру, если у вас сломался встроенный контроллер заряда, то можно его заменить этой схемой. Аккумуляторные шуруповерты, пылесосы, фонари и другие устройства возможно заряжать этим автоматическим зарядным устройством, даже автомобильные и мотоциклетные батареи.

Где ещё можно применить схему?

Помимо зарядного устройства можно применить данную схему как контроллер зарядки для альтернативных источников энергии, таких как солнечная батарея.

Также схему можно использовать как регулируемый источник питания для лабораторных целей с защитой короткого замыкания.

Основные достоинства:

• — Простота: схема содержит всего 4 довольно распространённых компонента.
• — Полная автономность: контроль тока и напряжения.
• — Микросхемы LM317 имеют встроенную защиту от короткого замыкания и перегрева.
• — Небольшие габариты конечного устройства.
• — Большой диапазон рабочего напряжения 1,2-37 В.

Недостатки:

• — Ток зарядки до 1,5 А. Это скорей всего не недостаток, а характеристика, но я определю данный параметр сюда.
• — При токе больше 0,5 А требует установки на радиатор. Также следует учитывать разницу между входным и выходным напряжением. Чем эта разница будет больше, тем сильнее будут греться микросхемы.

Схема автоматического зарядного устройства

На схеме не показан источник питания, а только блок регулировки. Источником питания может служить трансформатор с выпрямительным мостом, блок питания от ноутбука (19 В), блок питания от телефона (5 В). Все зависит от того какие цели вы преследуете.

Схему можно поделать на две части, каждая из них функционирует отдельно. На первой LM317 собран стабилизатор тока. Резистор для стабилизации рассчитывается просто: «1,25 / 1 = 1,25 Ом», где 1,25 – константа которая всегда одна для всех и «1» — это нужный вам ток стабилизации. Рассчитываем, затем выбираем ближайший из линейки резистор. Чем выше ток, тем больше мощность резистора нужно брать. Для тока от 1 А – минимум 5 Вт.

Вторая половина — это стабилизатор напряжения. Тут все просто, переменным резистором выставляете напряжение заряженного аккумулятора. К примеру, у автомобильных батарей оно где-то равно 14,2-14,4. Для настройки подключаем на вход нагрузочный резистор 1 кОм и измеряем мультиметром напряжение. Выставляем подстрочным резистором нужное напряжение и все. Как только батарея зарядится и напряжение достигнет выставленного – микросхема уменьшит ток до нуля, и зарядка прекратиться.

Я лично использовал такое устройство для зарядки литий-ионных аккумуляторов. Ни для кого не секрет, что их нужно заряжать правильно и если допустить ошибку, то они могут даже взорваться. Это ЗУ справляется со всеми задачами.

Чтобы контролировать наличие заряда можно воспользоваться схемой, описанной в этой статье — Индикатор наличия тока.

Есть ещё схема включения этой микросхемы в одно: и стабилизация тока и напряжения. Но в таком варианте наблюдается не совсем линейная работа, но в некоторых случаях может и сгодиться.

Информативное видео, только не на русском, но формулы расчета понять можно.