Зарядное устройство на транзисторном ключе

Зарядные устройства выполненные по схеме: трансформатор, диодный мост, аккумулятор — позволяет проводить лишь зарядку аккумулятора, без возможности восстановления застарелой крупнокристаллической сульфатации. Аккумулятор приходится преждевременно заменять.
Причина выхода из строя кроется в источниках зарядного тока, которые вырабатывают постоянный зарядный ток с напряжением, ненамного превышающим напряжение аккумулятора и невозможностью десульфатации.

Характеристики зарядного устройства:
Напряжение сети 220В
Ток заряда средний 0,5- 5 Ампер
Ток заряда амплитудный 20 Ампер
Напряжение аккумулятора 12.8 Вольта
Напряжение десульфатации 24-27 Вольт
Время восстановления 4-6 часов
Ёмкость аккумулятора 4- 60 А/час
Время положительного импульса 1-3мс

Зарядка повышенным напряжением зарядного тока приводит к интенсивному кипению электролита, выделению взрывоопасной сероводородной смеси, нагреву аккумулятора выше допустимых пределов, осыпанию активной массы и как следствие большим утечкам тока, ускоренному саморазряду.

Обеспечить качественную зарядку с полным отсутствием отрицательных факторов, при повышенном напряжении заряда, позволяет импульсный режим заряда — снижается время и энергия расходуемая в процессе восстановления рабочего состояния, отсутствует нагрев, кипение электролита, выделение кислорода и водорода — продляется срок эксплуатации.

Импульсный ключ коммутирует большой, по амплитуде, зарядный ток в режиме, когда его среднее значение не превышает рекомендованные изготовителем значения.

Время заряда минимально и не превышает 1: 4 величины времени полной коммутации.

Энергетические показатели такого режима заряда аккумуляторов в сравнении с зарядом постоянным током представлены в таблице №1.

Характеристика

Зарядка постоянным током

Импульсный ток

t- время

0,1 сек

0,01 сек

I-амплитуда тока

5 Ампер

20 Ампер

U- напряжение заряда

16 Вольт

25 Вольт

Q- тепло 0,24UIt

1,68Ккал

1,68Ккал

W-энергияUIt

1,68Ккал

1,68Ккал

P-мощность импульса UI

80 Ватт

500 Ватт

Расчеты показывают, что по выделению тепла и расходу электроэнергии показатели одинаковые при разных характеристиках заряда.

Мощность импульса тока во втором режиме восстановления очень велика, но это пиковое значение импульса, мощность величиной почти в половину киловатта, просто необходима для расплавления кристалла сульфата свинца в аморфное состояние.

Диагностика технического состояния аккумулятора в процессе импульсного восстановления указывает на интенсивное снижение внутреннего сопротивления и роста ёмкости до паспортного значения за короткое время.

Форма импульсного зарядного тока формируется электронной схемой состоящей из: генератора импульсов на микросхеме DA1 аналогового таймера; транзисторным ключом VT1 и сетевым блоком питания на трансформаторе Т1 с накопительным конденсатором С4.

Частота и скважность импульсов генератора зависит от значения номиналов резисторов R1,R2, и конденсатора С1, частота определена резистором R1, а скважность устанавливается переменным резистором R2.

Время зарядного импульса Т1=0,639(R1 +R2)C1 больше времени перерыва Т2=0,639 (R2+R3)C1.

Микросхема DA1 питается от источника тока через интегральный стабилизатор на микросхеме DA2.
Импульсы положительной полярности с выхода 3 микросхемы DA1 через резистор R6 поступают на базу транзисторного ключа VT1.

Индикатор на светодиоде HL1 указывает на рабочее состояние таймера и наличие последовательных импульсов на выходе 3DA1.
Аккумулятор GB1 подключен к коллектору транзистора и плюсу питания. При поступлении положительного импульса транзистор VT1 открывается и кратковременно подает ток зарядки в аккумулятор GB1.

Амперметр РА1 в цепи эмиттера транзистора VT1 позволяет визуально задать ток заряда в зависимости от ёмкости аккумулятора.

В аварийном режиме с амперметра снимается небольшое падение напряжения, достаточное для работы гальванического светового индикатора перегрузки HL3. Резистором R2 выставляется среднее значение тока заряда аккумулятора. Конденсаторы С2,С3,С4,C5,C6,C7 снижают броски сетевых помех, которые могут повлиять на стабильность работы схемы.

Светодиод HL2 является индикатором полярности подключения аккумулятора GB1, при неверной полярности горит индикатор красного свечения, верной — зелёного.
Источник питания состоит из трансформатора T1 с цепями защиты FU1 и коммутации SA1. Вторичная цепь подключена через диодный мост VD2 к схеме электронного коммутатора.

Трансформатор типовой на напряжение 2*12 Вольт и ток до трёх ампер типа ТН, ТПП.
На плате печатного монтажа установлены все радиодетали кроме силового трансформатора, резистора R2 регулировки тока, светодиодов HL1,HL2,HL3,они установлены на передней панели.

Отверстия для подключения соединительных проводников обозначены на плате соответственно.

Разъем для подключения аккумулятора размещён на боковой стороне корпуса. Светодиоды, регулятор тока и выключатель сети установлены на лицевой стороне. Предохранитель и выход сетевого шнура, расположены на противоположной от разъема стороне корпуса.

На транзистор VT1 желательно установить небольшой радиатор размерами 100*50.

Наладка зарядного устройства
Правильно собранная схема начинает работать практически сразу, остается установить ток заряда по амперметру при правильной полярности подключения аккумулятора.

Стоимость зарядного устройства не превышает 500 рублей.

Литература:
1) Импульсное зарядное устройство. «Радио» №8 1995 г. стр.61.
2) И.П.Шелестов. Радиолюбителям полезные схемы.
3) В.Коновалов, А.Разгильдеев. Восстановление аккумуляторов. Радиомир №3 2005г. стр.7-9.
4) В.Коновалов Измеритель R вн АБ. Радиомир №11 2005г. стр.14-15.
5) В.Коновалов. Зарядно-восстановительное устройство для N i- C d аккумуляторов. Радио №3. 2006г. стр.53.

Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот

Программируемый таймер и осцилляторNE5551
DA2
Линейный регуляторLM78L091
VT1
Биполярный транзисторКТ829А1
VD1
ДиодКД512Б1
VD2
Диодный мостКЦ405А1
С1
Электролитический конденсатор1 мкФ1
С2
Электролитический конденсатор10 мкФ 16 В1
С3, С5-С7
Конденсатор0.01 мкФ4
С4
Электролитический конденсатор3300 мкФ 35 В1
R1
Резистор1.6 кОм1
R2
Переменный резистор56 кОм1
R3, R4
Резистор510 Ом2
R5
Резистор1 кОм1
R6
Резистор910 Ом1
R7, R10
Резистор100 Ом2
R8
Резистор4.7 кОм1
R9
Резистор1.5 кОм1
HL1
СветодиодАЛ307Б1
HL2
СветодиодL937GGD1
HL3
СветодиодАЛ307В1
РА1
Амперметр5 А1
GB1
АКБ12 В1
Т1
Трансформатор1
FU1
Предохранитель1 А1
SA1
Выключатель1
XT
Вилка сетевая1
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

• zu_na_tranz.rar (38 Кб)