Это устройство не только заряжает, но и восстанавливает аккумуляторы с засульфатированными пластинами за счет использования ассиметричного тока в режиме заряд (5 А) — разряд (0,5 А) за полный период сетевого напряжения. В нем предусмотрена, при необходимости, возможность ускорить процесс заряда.
В отличие от схем простого зарядного устройства это устройство выполняет ряд дополнительных функций, повышающих удобство его использования.
Так, при окончании заряда оно автоматически отключит аккумулятор от зарядного устройства. А при попытке подключить неисправный аккумулятор (с напряжением ниже 7 В) или же аккумулятор с неправильной полярностью, не включится в режим заряда, что предохранит его и аккумулятор от повреждений. В случае короткого замыкания клемм Х1 (+) и Х2 (—) перегорит лишь предохранитель F1.
Зарядное устройство (рис. 1) состоит из стабилизатора тока на транзисторе VT1, контрольного устройства на компараторе D1, тиристора VS1 для фиксации состояния и ключевого транзистора VT2, управляющего работой реле К1.
При включении устройства тумблером SA1 загорится светодиод HL2, и схема будет ждать, пока подсоединим аккумулятор к клеммам Х1, Х2. При правильной полярности подключения аккумулятора небольшой ток, протекающий через диод VD7 и резисторы R14, R15 в базу VT2, будет достаточным, чтобы транзистор открылся и сработало реле К1.
При включении реле транзистор VT1 начинает работать в режиме стабилизатора тока — в этом случае будет светиться светодиод HL1. Ток стабилизации задается номиналами резисторов в эммитерной цепи VT1, а опорное напряжение для работы получено на светодиоде HL1 и диоде VD6.
Стабилизатор тока работает на одной полуволне сетевого напряжения. В течение второй полуволны диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через резистор R8. Номинал R8 выбран таким, чтобы ток разряда составлял 0,5 А. Экспериментально установлено, что оптимальным является зарядный ток 5 А, а разрядный — 0,5 А.
Пока идет разряд, компаратор производит контроль напряжения на аккумуляторе, и если оно превысит значение 14,7 В (уровень устанавливается при настройке резистором R10), он включит тиристор. При этом начнут светиться светодиоды HL3 и HL2. Тиристор закорачивает базу транзистора VT2 через диод VD9 на общий провод, что приведет к выключению реле.
Повторно реле не включится, пока не будет нажата кнопка «СБРОС» (SB1) или же не будет отключена на некоторое время вся схема (SA1).
Для устойчивой работы компаратора его питание стабилизировано стабилитроном VD5. А чтобы компаратор сравнивал напряжение на аккумуляторе с пороговым (установленным на входе 2) только в момент, когда производится разряд. Порог цепью из диода VD3 и резистора R1 повышается на время заряда аккумулятора. Когда происходит разряд аккумулятора, эта цепь в работе не участвует.
При изготовлении конструкции транзистор VT1 устанавливают на радиатор площадью не менее 200 см2.
Силовые цепи от клемм Х1, Х2 и трансформатора Т1 выполняют проводом с сечением не менее 0,75 мм2.
В схеме применены конденсаторы С1 типа К50-24 на 63 В, С2 — К53-4А на 20 В, подстроечный резистор R10 типа СП5-2 (многооборотный), постоянные резисторы R2...R4 типа С5-16МВ, R8 — ПЭВ-15, остальные — типа С2-23. Реле К1 подойдет любое, с рабочим напряжением 24В и допустимым током через контакты 5А. Тумблеры SA1, SA2 типа Т1, кнопка SB1 — КМ1-1.
Для регулировки зарядного устройства потребуется источник постоянного напряжения с перестройкой от 3 до 15В.
Схема соединений, приведенная на рис. 2, необходима для настройки зарядного устройства. Настройку начинают с подбора номинала резистора R14. Для этого от блока питания А1 подают напряжение 7 В и изменением номинала резистора R14 добиваются, чтобы реле К1 срабатывало при напряжении не менее 7 В. После этого увеличивают напряжение с источника А1 до 14,7 В и настраивают резистором R10 порог срабатывания компаратора. Для возврата схемы в исходное состояние после включения тиристора надо нажать кнопку SB1. Может потребоваться и подбор резистора R1.
В последнюю очередь настраивают стабилизатор тока. Для этого в разрыв цепи коллектора VT1 в точке А устанавливают стрелочный амперметр со шкалой 0...5А. Подбором резистора R4 добиваются по амперметру значения 1,8А (для амплитуды тока — 5А). После этого при включенном SA2 настраиваем R4, чтобы получить значение 3,6А (для амплитуды тока — 10А). Разница показаний стрелочного амперметра и фактической величины тока связана с тем, что амперметр усредняет измеряемую величину за период сетевого напряжения, а заряд производится только в течение половины периода.
Настройку тока стабилизатора лучше проводить на реальном аккумуляторе в установившемся режиме, когда транзистор VT1 прогрелся и эффект роста тока за счет изменения температуры переходов в транзисторе не наблюдается.
На этом настройку можно считать законченной. По мере заряда аккумулятора напряжение на нем будет постепенно возрастать, и, когда оно достигнет значения 14,7 В, схема автоматически отключит цепи заряда.
Автоматика также отключит процесс зарядки в случае каких-то других непредвиденных воздействий, например при пробое VT1 или же исчезновении сетевого напряжения. Режим автоматического отключения может также срабатывать при плохом контакте в цепях от зарядного устройства до аккумулятора. В этом случае надо нажать кнопку «СБРОС».
Журнал «САМ» №2, 1996 год
