Предлагаемое устройство предназначено для заряда и тренировки аккумуляторных батарей в почасовом и цикловом режимах. Даже не зная степени разряда аккумулятора, можно просто подключить его и установить нужный зарядный ток. Заряд завершится, когда напряжение на аккумуляторе достигнет заданного уровня.
Режимы работы
- однократный полный заряд;
- поочередный заряд/разряд в течение установленного времени или бесконечно;
- полный цикл разряда и заряда (установленное количество циклов или бесконечно).
Особенности схемы:
- При пропадании напряжения сети происходит отключение.
- Если заряд производить разными токами (например, 1 и 8 А), то из-за внутреннего сопротивления аккумулятора и соединительных проводов время отключения немного изменится.
Основная часть устройства — стабилизатор тока, состоящий из: трансформатора Т2, диодов VD5…VD10, транзисторов VT1…VT3. резисторов R4…R6 и амперметра Р1 (для большей плавности регулировки можно последовательно с амперметром включить дополнительный резистор сопротивлением 0,1 Ом, с допустимым током 10 А и мощностью не менее 10 Вт).
[info]Транзистор VT3 управляет зарядом (заряд происходит при открытом транзисторе, т.е. при напряжении на его коллекторе, близком к нулю), а разряд аккумулятора акб (через резистор R12) включается при закрытом VT3 (одновременно закрыт VT4 и открыт VT5).[/info]
Кнопка SB1 “Пуск” обеспечивает начальный запуск устройства. Вторая группа контактов кнопки (SB1.2) используется для сброса счетчиков в нулевое положение (при желании эти части кнопки можно разделить на две отдельные кнопки “Пуск” и “Сброс”). Переключатель SA2 “Заряд/Тренировка” устанавливает соответствующий режим. Если он установлен в положение “Заряд”, то заряд производится до срабатывания компаратора DA1 вследствие роста напряжения на аккумуляторе.
Напряжение с аккумулятора поступает на входы DA1 через переключатель SA4 (“12/6 В”), диоды VD17, VD18 и VD15, VD16, резисторные делители R21- R17 (R16-R17), R26-R20 (R19-R20). Низкий уровень, появляющийся на выходе DA1, закрывает транзисторный ключ VT7, который перестает шунтировать ключ на VT9. В результате, при открывании VT9 сигналом с выхода счетчика DD3 транзистор VT10, коммутирующий реле К1, закрывается, реле отпускает.
Контакты реле (К1.1) отключают сеть. При этом закрываются все транзисторы, и аккумулятор не разряжается. Режим заряда индицирует светодиод VD12, а разряда — светодиод VD14. Если SA2 установлен в положение “Тренировка”, транзистор VT7 отключен, и заряд производится поочередно с разрядом без контроля напряжения на аккумуляторе. В зависимости от положения переключателя SA3 “Время/Цикл”, установленного времени (SA3 в положении “Время”), которое задается счетчиками DD1, DD2, а также количества циклов, заданного переключателем SA5 “Количество 1 …9й (в положении 10 SA5 время не ограничивается), производится периодическое переключение режимов.
Например, заряд включается на 20 минут в течение каждого часа, а разряд — на остальные 40 минут. Частое изменение режима “Заряд/Разряд” (допустим, в течение минуты) нецелесообразно. В положении SA3 “Цикл” происходит полный цикл разряда и последующего заряда. Количество циклов устанавливается переключателем SA5.
Если вместо разрядного резистора R12 (6 Ом, 25 Вт) использовать реле, можно подключать в цепь разряда нагрузку и помощнее. Кнопка SB2 введена для принудительного переключения устройства в режим заряда (кроме положения SA3 “Время”).
Детали. Трансформатор Т1 для питания цепей управления я применил от дистанционного управления телевизора (МУ-650 или подобное). Реле — JZC-20F (12 В, коммутируемый контактами ток — 10 A). VT1 можно заменить любым транзистором (р-n-р) с допустимым током не менее 1 А и коэффициентом усиления больше 40. Транзисторы VT1 и VT2 можно заменить на один КТ825 (с любой буквой).
Транзисторы VT5 и VT10 заменяются на другие составные, например, КТ829. Остальные транзисторы можно применять любые маломощные кремниевые (КТ312, КТ315). Выпрямительные диоды можно взять любые с максимальным током не ниже 10 А.
Наладка схемы сводится к установке конечного напряжения заряда (14,2…14,4 В для 12-вольтового аккумулятора и 7,1…7,2 В — для 6-вольтового) и напряжения разряда (10,4…10,6 В и 5,2…5,3 В соответственно).
Переключатель SA2 при этом устанавливается в положение “Тренировка4, SA3 — в положение “Цикл”, SA5 — “Выкл.”, SA4 и SA1 переключаются в положение “12 В” или “6 В”. Резисторы R21, R26 и R16, R19 первоначально устанавливаются в верхнее по схеме положение, разрядный резистор R12 отключается.
Наладку можно произвести двумя способами:
- Вместо аккумулятора подключить к клеммам Х1 и Х2 нагрузку (лампу накаливания 15…30 Вт или др.) с вольтметром. Регулятор тока R4 устанавливается в положение минимума.
- Подключить регулируемый блок питания (9.. 15 В/ 300 мА) к клеммам аккумулятора (12 необходимо временно отключить).
Схему включают в сеть кнопкой “Пуск” и устанавливают напряжение отключения заряда (14,2…14,4 В) регулятором тока R4 (вариант 1) или на выходе дополнительного блока питания (вариант 2). Поворотом движка R21 добиваются отключения заряда. Затем напряжение снижают до 10,4… 10, 6 В и поворотом движка R26 добиваются включения заряда.
Изменение состояния компараторов легко контролировать по светодиодам (заряд — VD12. разряд — VD14). Переключают SA4 и SA1 на 6 В, и операцию повторяют, но для напряжения заряда 7,1…7,2 В (подстройка — резистором R16) и разряда 5,1…5,2 В (подстройка R19). При максимальном токе напряжение на вторичной обмотке Т2 для 12-вольтового аккумулятора должно быть не менее 24 В (16 В — для 6-вольтового). При емкости конденсатора фильтра 22000 мкФ и сопротивлении нагрузки 2,2 Ом (ток 10 А) напряжение пульсаций будет около 15% от напряжения питания.
