Зарядное устройство автомобильной аккумуляторной батареи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Аккумуляторы, зарядные устройства

Комментарии к статье

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 надежности 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 (нажмите для увеличения)

Напряжение со вторичной обмотки мощного сетевого трансформатора Т1 поступает на выпрямительный мост, собранный на диодах VD2-VD5, к выходу 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 включен 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, включенного 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, включенного последовательно с первичной обмоткой мощного сетевого трансформатора Т1. С изменением напряжения управления изменяется время (угол) подключения первичной обмотки к сети в каждый ее полупериод, а значит, и среднее значение зарядного тока.

В устройстве применен 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, полиэтилентерефталатный 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 надежности.

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, четырехжильный 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 разъем РП10-7 (на схеме не показан). Внешний вид устройства приведен 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 отключенные 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 ее 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

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Аккумуляторы, зарядные устройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Топливные элементы станут дешевле 24.05.2013 Ученые из Western University при помощи канадского синхротрона CLS нашли способ резко снизить цену топливных ячеек. Это может открыть дорогу в массовое производство очень перспективному источнику энергии, который пригодится на всех видах транспорта, в быту и на производстве. Суть новой методики заключается в "разбивке" платинового катализатора на наночастицы и даже отдельные атомы, способные ускорять химические реакции. Платина, которая стоит очень дорого и часто используется в качестве катализатора, зачастую тратится впустую, поскольку только поверхностные атомы работают, а нижние слои метала не имеют контакта с внешней средой и из-за этого "бездельничают". Получается, что для изготовления топливной ячейки нужно купить платину и заплатить за 100% дорогостоящего материала, а реально работать будут лишь 10-20%. В основном именно этим объясняется дороговизна топливных ячеек, которые могли бы заменить допотопные бензиновые моторы в наших автомобилях. Новая технология решает проблему перерасхода платины. Новый метод осаждения атомных слоев (ALD) позволяет наносить именно столько катализатора сколько нужно - хоть один атом для использования в наномашинах. Это резко снижает цену топливной ячейки без потери ее производительности, которая, к слову, итак уже достаточно высока для коммерческого использования. Разработать новую технологию осаждения атомных слоев удалось с помощью синхротронного излучения установки CLS и электронного микроскопа со сверхвысоким разрешением. Благодаря этому ученые смогли отследить химические свойства платины и найти оптимальный способ "разобрать" платину на мельчайшие из возможных частей, способных поддерживать каталитическую реакцию. Новой технологией уже заинтересовалась компания Ballard Power Systems - один из крупнейших производителей топливных элементов. Не исключено, что их инвестиции позволят создать первый дешевый образец топливной ячейки, который станет новой страницей в истории энергетики.

Другие интересные новости:

▪ Человеческий мозг соединили с интернетом

▪ Новые 8-разрядные флэш-микроконтроллеры

▪ Вечная микрогравюра на алмазе

▪ Длинношеее ископаемое

▪ Свет погас - воздух стал чище

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сварочное оборудование. Подборка статей

▪ статья Ни пуха, ни пера. Крылатое выражение

▪ статья Какая почтовая служба доставляет валентинки с отпечатками губ вместо марок? Подробный ответ

▪ статья Ветряная оспа. Медицинская помощь

▪ статья Многоточечный термометр на микроконтроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Устройство автоматического отключения бытовой аппаратуры от электросети. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026