Автоматические устройства для зарядки аккумуляторов

Описываемое уст-во предназначено для зарядки аккумуляторов емкостью до 100А*ч.

Как известно, при зарядке аккумуляторов большим током снижает их емкость и срок службы, а при зарядки малым током затрачивается очень много времени. так же при зарядке аккумуляторов иногда их перезаряжают, при большем заряде аккумулятора в отличии от номинального (путем длительной зарядки) увеличивается толщина активного слоя на положительных пластинах, что ускоряет их разрушение. Номинальным принято считать зарядку в пределах 115…120% от израсходованного заряда. Признаками окончания заряда является газовыделение на обеих электродах или при достижении 2,5В на одном элементе при условии постоянной плотности электролита.

Описанное далее уст-во позволяет плавно регулировать зарядный ток, что делает уст-во универсальным для различных типов аккумуляторов. Оно работает в 2-х режимах: 1 — РУЧ. 2-АВТ.

В ручном режиме узел автоматического выключения обесточен. Узел регулировки тока реализован на фазоимпульсном узле(VT1 VT2), который осуществляет управление тиристором. Плавная регулировка тока осуществляется резистором R9.

В автоматическом режиме зарядное уст-во само отключает зарядку аккумулятора. Узел автоматического отключения выполнен на VT3VT4VD1 и реле К1. Перед началом зарядки резистором R11 устанавливаем напряжение при котором должно произойти отключение зарядного уст-ва (при нажатой кнопке SB1), далее SA2 переводим в положение измерение U и вращением резистора R3 повышаем выходное напряжение до величины заряженного аккумулятора. Далее медленно вращая R11 до такого положения при котором уст-во отключается. После чего подключаем аккумуляторную батарею в соответствии с полярностью, нажимаем SB1 и устанавливаем ток зарядки(R3).

Для предотвращения перегрева обмотки реле при повышенном вторичном напряжении в узле авт. выключения использован R7 и VD12, которые образуют ООС по току, эта цепь поддерживает постоянное значение напряжения на обмотке реле.

Для зарядного уст-ва можно применить: трансформатор ТН-61 127/220-50, соединив 3-и вторичные обмотки последовательно или изготовить трансформатор самостоятельно рассчитанного на мощность 180-230 Вт. Для этого выберите подходящий по мощности любой трансформатор на 220В и удалите вторичную обмотку, далее намотайте проводом ПЭВ-2 2,5 8% от кол-ва витков первичной обмотки. Если же кол-во витков на первичной обмотке не известно, то намотайте поверх ее 30 витков провода диаметром 0,2-0,3 мм — это будет временная вторичная обмотка c напряжением U2. Подайте на первичную обмотку сетевое напряжение и рассчитайте кол-во витков первичной обмотки по формуле: w1=30U1/U2, где w1 — число витков первичной обмотки, U1-напряжение на первичной обмотке (220В), U2 — напряжение на вторичной обмотке.

VT1 — КТ315 КТ312, VT2 — КТ361 КТ203, VT4 — КТ815 КТ817 КТ801, VT3 — необходимо установить на небольшой радиатор. VD1-VD4 — на прямой ток не менее 10А и обратное напряжение 400В, VT6-VT9 на прямой ток 10А, VD10 и VD12 любые кремниевые малой мощности. VD6-VD9 устанавливаем на радиаторы 5-7Вт на каждый, R9 — шунт для микроамперметра — стальная или манганиновая проволока. К1 — на 12В например РЭС32 РФ4 500 341 или РЭС-10 РС4 524 303.PAV1 — измерительный прибор на ток полного отклонения 1мА. Но можно использовать и другой прибор с учетом сопротивления R9. Шкала прибора проградуирована на 10А, шкала напряжения 20В.

Налаживание начинается с фазоимпульсного узла управления тиристором, для этого регулировкой R2 подбирают режим VT2, R3 — определяет диапазон регулирования зарядного тока, R7 — установление вторичного напряжения на реле.

Недостаток данного зарядного уст-ва в том что используется импульсный режим работы трансформатора, что снижает его КПД.

Следующая схема зарядного устройства имеет те же параметры что и предыдущая, но с не большими отличиями: высокий КПД, автоматическое отключение при не правильном подключении аккумулятора.

Уст-во состоит из трансформатора, выпрямителя (VD1VD2) выпрямителя питания узла, фазоимпульсного узла управления тиристора на транзисторах VT1 VT2, тиристора VS1, узла автоматического выключения(VT3 VT4, VD6-VD12), и измерительного узла напряжения и тока на переключателе SA2 и измерительном приборе РАV1.

R4 — регулятор зарядного тока, он управляет фазосдивигающей цепью узла управления тиристором. В начале каждого полупериода сетевого напряжения С1 разряжен, VT1 VT2 закрыты, а зарядный ток через батарею не течет. В каждом полупериоде С1 заряжается через R1R2R4 до напряжения которое поступает на базу VT1 c делителя R3R5. При достижении этого напряжения через базовую цепь VT1 начинает протекать ток  который приводит к открыванию VT1 VT2. Импульс разрядки С1 проходит по цепи управления тиристора и открывает его, пропуская ток зарядки через батарею. Тиристор закрывается как только напряжение на аккумуляторе становится больше напряжения поступающего от трансформатора.

Узел автоматического отключения срабатывает когда достигает значения установленного переключателями SA3SA4. Напряжения срабатывания определено падением напряжения на VD11VD12(14В) и прямым падением напряжения на VD6-VD10(0.6В на каждом диоде). При достижении напряжения установленного  на SA3SA4, начинает протекать ток через R12, приоткрывая VT4. Это приводит к открыванию VT3 и шунтированию фазосдивигающего конденсатора С1. При этом зарядный ток падает до значения тока саморазрядки аккумулятора и напряжение больше не повышается.

После зарядки аккумулятора через трансформатор протекает ток холостого хода, что бы этого не происходило можно схему дополнить узлом автоматического отключения трансформатора после окончания зарядки (см.рис.). Этот узел необходимо подключить к указанным точкам, исключив из схемы VT3 и R9R10.

В зарядном уст-ве можно применить: VD1VD2 любого типа на максимальный ток не менее 5А, остальные диоды слаботочные, тиристор любой из серии КУ202 на максимальное пробивное напряжение 50В.VD1VD2  надо оснастить радиаторами на %вт, для тиристора радиатор не менее 10Вт. Измерительный прибор на ток полного отклонения 1мА. SA1, SA2, SA4 — ТП1-2, SA3 — галетный на одно направление и не менее 7-и положений. Реле любое на 24В и ток обмотки не более 100мА. Контакты реле должны быть рассчитаны на ток коммутации не менее 1А при напряжении 220В. R6 изготовлен из стальной проволоки диаметром 1,5-2 мм. Т1 на 200-220 Вт, площадь сечения магнитопровода 18-20 см². I-600 ПЭВ2 0,8 мм, II-2*50 ПЭВ-2 2,5мм. Т1 можно применить тот же что и в первом варианте зарядного уст-ва.

R2 — определяет диапазон регулирования зарядного тока, R6 добираем путем изменения длины проволоки, градуировка PAV1 по образцовому амперметру (R7 регулировка показаний амперметра). VD11 VD12 подбирают на напряжение стабилизации 7 В.

Литература — Дробница Н. А. — 60 схем радиолюбительских устройств.  МРБ 1116