Автоматическое зарядное устройство для автомобильных  АБ

Чтобы максимально продлить "жизнь" аккумуляторных батарей (АБ). желательно заряжать их по закону Вудбриджа. те током, величина которого уменьшается по экспоненте. В принципе, можно обеспечить такой режим изменения зарядного тока, однако схема получается достаточно сложная.

Значительно проще обеспечить ступенчатое снижение зарядного тока, что я и предлагаю в данном зарядном устройстве. Практически достаточно ограничиться двумя ступенями снижения тока, а третья ступень — прекращение заряда При этом электролит в аккумуляторе не закипает, что благоприятно влияет на срок службы аккумуляторов. За основу взята схема с гасящим конденсатором в цепи первичной обмотки силового трансформатора. В ней величина тока заряда задается выбором емкости гасящего конденсатора. С другой стороны, нельзя и перезаряжать АБ, поскольку это также пагубно влияет на срок их службы.

Практически выявлено, что в начале зарядки в течение примерно 3 .5 часов (в зависимости от степени разряженности АБ) напряжение на аккумуляторе держится на уровне 13,2 В и только в конце зарядки плавно увеличивается до 14,5 В. Увеличение напряжения на аккумуляторе использовано для оценки заряженности АБ и снижения зарядного тока или полного прекращения зарядки

В схеме имеется три секции гасящих конденсаторов. Предусмотрено два режима зарядки: ручной (включение и выключение конденсаторов с помощью переключателей) и автоматический (поочередное отключение секций при повышении напряжения). В ручном режиме возможна зарядка 6-вольтовых и 24-вольтовых аккумуляторов.

В ручном режиме с помощью переключателей можно выставить один из приведенных ниже токов заряда (для 12-вольтовой АБ):

Источник: Журнал Радиомир № 5 за 2009

Автоматическое зарядное устройство для автомобильных  АБ

Массовый ежемесячный научно-технический журнал

——

Схемы источники питания
Журнал Радиомир № 5 за 2009Автоматическое зарядное устройство для автомобильных  АБ

В автоматическом режиме при низком напряжении на АБ сначала включаются три реле (2-К1.3-К1 и 4-К1) и своими контактами подключают все три секции конденсаторов При возрастании напряжения на АБ в результате заряда последовательно срабатывают три пороговых устройства (ПУ), выполненных по одинаковым схемам (Блок 2. Блок 3. Блок 4). поочередно отпускают реле 4-К1, 3-К1, 2-К1 и отключают соответствующие конденсаторы.

ПУ выполнено на операционном усилителе с использованием термокомпенсированного стабилитрона 2-VD6 в качестве формирователя образцового напряжения. Большой коэффициент усиления ОУ позволяет получить высокую точность порога срабатывания. Если напряжение на АБ ниже порога срабатывания ПУ. то на выходе ОУ — низкое напряжение, и на управляющий электрод тиристора 2-VS1 открывающее напряжение не поступает В состоянии покоя транзисторный ключ 2-VT1 открыт, и реле 2-К1 включено. Когда напряжение на АБ возрастает и превышает образцовое, на выходе ОУ появляется высокий уровень, стабилитрон 2-VD4 пробивается, и на управляющий электрод тиристора 2-VS1 поступает открывающее напряжение Открытый тиристор шунтирует резистор 2-R3 и входную цепь транзисторного ключа, который закрывается, и репе 2-К1 отпускает.

В АЗУ нет дефицитных радиокомпонентов. В качестве силового трансформатора 1-Т1 для питания автоматики можно применить любой трансформатор мощностью 30. 50 Вт с напряжением на вторичной обмотке 24 .25 В (например, трансформатор ТН36 мощностью 30 Вт, в котором четыре вторичные обмотки по 6.3 В включены последовательно). В качестве силового трансформатора 1-Т2 используется переделанный трансформатор ТС270. в котором сняты все вторичные обмотки и намотаны новые проводом ПЭВ 03,0 мм по 60 витков на каждой катушке (два слоя по 30 витков) После сборки трансформатора обмотки включены последовательно, и на выходе получается напряжение около 42 В. В принципе, подойдет готовый силовой трансформатор, обеспечивающий выходное напряжение 42 В (36 В) при мощности порядка 200 Вт. При этом емкости гасящих конденсаторов могут отличаться.

В АЗУ использованы реле типа РКСЗ (паспорт РС4 501.200) с мощными контактами и сопротивлением обмоток 180 Ом. Диоды 1-VD5...1-VD8 выпрямителя зарядки устанавливаются на теплоотводах площадью 200 см2, транзисторы 2-VT1. 3-VT1. 4-VT1 — на теплоотводах площадью 10 см2, а стабилитроны 2-VD5. 3-VD5. 4-VD5 — на теплоотводах площадью 10 см2. Диоды 1-VD1...1-VD4 можно применить КД202 с любой буквой; 1-VD5... 1-VD8 — любые с IМАКС=10А (Д243. Д246 и т.п.). АЗУ собрано в металлическом корпусе размерами 400x200x300 мм.

Автоматическое зарядное устройство для автомобильных  АБ
Автоматическое зарядное устройство для автомобильных  АБ

Настройка правильно собранного АЗУ фактически сводится к выставлению порогов срабатывания ПУ1, ПУ2 и ПУЗ с помощью подстровчных резисторов 2-R11, 3-R11 и 4-R11. Для этого входы ПУ подключаются к лабораторному источнику питания с плавной регулировкой выходного напряжения в пределах 12... 16 В. На источнике поочередно выставляются нужные выходные напряжения (13,5 В — для ПУЗ, 14,0 В — для ПУ2, 14,5 — В для ПУ1) и подстроенными резисторами 4-R11, 3-R11. 2-R11 устанавливаются необходимые пороги срабатывания (перед настройкой подстроенные резисторы выводятся на максимальный порог срабатывания). В качестве подстроечных резисторов лучше применить потенциометры типа ППЗ.

В своем устройстве я задал следующие пороговые значения для коммутации:

-  при напряжении на АБ 13,5 В срабатывает ПУЗ (Блок 4), отпускает реле 4-К1 и отключается секция 3 конденсаторов (1-СЗ);

-  при 14,0 В срабатывает ПУ2 (Блок 3), отпускает реле 3-К1 и отключается 2 секция (1-С2);

-  при 14,5 В срабатывает ПУ1 (Блок 2). отпускает реле 2-К1. отключается 1 секция (1-С1) и прекращается заряд АБ.

В случае пропадания напряжения в сети и его появления сначала могут включиться все три секции, но впоследствии АЗУ установится в тот режим, что был до исчезновения напряжения.

Следует заметить, что данное АЗУ необходимо использовать только с подключенной АБ. Короткое замыкание на выходе АЗУ не приводит к выходу его из строя. Поэтому для проверки его работоспособности в ручном режиме можно просто закоротить выход АЗУ. При этом токи будут несколько больше, чем с подключенной АБ. В автоматическом режиме в случае плохого контакта на клеммах аккумулятора резко возрастает выходное напряжение (больше пороговых), и АЗУ отключает зарядку АБ. Само АЗУ не выходит из строя, однако АБ не получает полный заряд. Для обеспечения хорошего контакта желательно применять провода с накидными хомутами и болтовой стяжкой.

-

Д.С.БАБЫН, пгт Кельменцы Черновицкой обл.

Автоматическое зарядное устройство для автомобильных  АБ

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика