Оглавление: Работа устройства ↓ Детали ↓
Зарядное устройство (рис. 2.103), обеспечивающее зарядку 12-вольтовых аккумуляторных батарей током до 15 А, причем ток зарядки можно менять ступенями через 1 А. Магазин конденсаторов состоит из четырех конденсаторов С2, С3, С4, С5, суммарная емкость которых составляет 37,5 мкФ. Переключателями SA1—SA4 можно подключать различные комбинации конденсаторов и менять тем самым значение зарядного тока. Так, например, для получения тока 11 А необходимо замкнуть переключатели SA1, SA2, SA4.
Рис. 2.103. Принципиальная схема автоматического зарядного устройства
Предусмотрена возможность автоматического выключения устройства, когда аккумулятор полностью зарядится. Устройство не боится кратковременных замыканий в цепи нагрузки и обрывов в ней.
При изготовлении подобного устройства необходимо предусмотреть возможность автоматического отключения его от сети при обрыве цепи нагрузки, так как ненагруженный трансформатор вместе с конденсатором составят колебательный контур, в котором возникнет резонанс, при этом конденсатор и трансформатор могут выйти из строя.
Работа устройства
Поскольку принцип работы зарядного устройства подобного типа был рассмотрен выше, поэтому, ниже приводится описание только системы автоматического отключения.
Допустим, что к гнездам X1, Х2 подключена батарея аккумуляторов, и переключателями SA1—SA4 установлен требуемый зарядный ток. В этом случае при нажатии кнопки SB1 «ПУСК» сработает реле К1, контактами К1.1 заблокирует контакты кнопки SB1. Контактами К1.2 оно подключит к аккумулятору цепь автоматического отключения устройства. Эти контакты необходимы для того, чтобы не происходила разрядка аккумулятора после отключения устройства от сети через диод VD7 и резисторы R3—R5. Переменным резистором R4 устанавливают порог срабатывания реле К2 (оно должно срабатывать при напряжении на гнездах X1, Х2, равном напряжению полностью заряженного аккумулятора). Когда напряжение аккумулятора достигнет заданного значения, откроются стабилитрон VD8 и транзистор VТ2, сработает реле К2 и отключит устройство от сети. При нарушении контакта в цепи нагрузки напряжение на гнездах X1, Х2 резко возрастет, сработает реле К2 и отключит устройство от сети. Аварийное отключение устройства произойдет при любом положении движка переменного резистора R4. Но такие случаи нежелательны, так как в течение времени срабатывания реле К2 и отпускания реле К1 конденсаторы С2—С5 будут находиться под повышенным напряжением.
Устройство, собранное без ошибок и из исправных деталей, начинает работать сразу. Настройка его сводится к подбору конденсаторов С2—С5, обеспечивающих требуемые зарядные токи. Переменный резистор R4 можно снабдить шкалой со значениями напряжений, при которых происходит отключение устройства (при полностью заряженной аккумуляторной батарее).
При зарядке 12-вольтовых аккумуляторов током 15 А КПД устройства достигал 85%, а температура внутри корпуса после 10 часов непрерывной работы не поднималась выше 40°C.
Данное устройство можно применять и для зарядки аккумуляторов с меньшим напряжением, чем 12 В, но при этом значения зарядных токов не будут соответствовать надписям около переключателей SA1—SA4. Зарядный ток в этом случае не должен превышать 15 А.
Детали
Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе Ш32х100.
Анализ показывает, что наибольшее значение тока через аккумулятор при заданной емкости конденсаторов включённых в первичную обмотку, будет при равенстве падений напряжения на конденсаторе и первичной обмотке трансформатора.
Первичную обмотку трансформатора следует рассчитывать на полное напряжение сети - для большей надежности устройства и возможности применения готовых силовых трансформаторов. Вторичную обмотку следует рассчитывать на напряжение в 1,5 раза большее, чем номинальное напряжение нагрузки.
Обмотка I содержит 320 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,16 мм.
Обмотка II - 34 витка ПЭВ-2 диаметром 2,46. При отсутствии такого толстого провода намотку можно вести несколькими проводами меньшего диаметра.
Переключатели SA1—SA4 - типа ТВ2-1.
Все резисторы - типа МЛТ, переменный резистор R4 - СП-1.
Вместо транзистора КТ801А (VT1) можно применить КТ602, КТ603, П701 с любыми буквенными индексами, вместо МП37 (VT2) - КТ315, КТ312, КТ601—КТ603 также с любыми буквенными индексами.
Приборы РА1 и PV1 - типа М5-2, рассчитанные соответственно на 30 А и 30 В.
Реле К1 - типа PC 13, паспорт РС4.523.029. Контакты К1.1 образованы тремя группами параллельно соединенных контактов. Возможно применение реле типа МКУ-48, рассчитанного на переменное напряжение 220 В. В этом случае надобность в выпрямителе VD1, С1 отпадает.
Реле К2 - типа РЭС-15, паспорт РС4.591.003.
Диоды Д305 установлены на едином радиаторе с поверхностью охлаждения 300 см². Они электрически изолированы от радиатора слюдяными прокладками. Радиатор крепится к шасси из дюралюминия, которое является как бы продолжением радиатора. Вместо диодов Д305 можно применить Д214, Д242, но в этом случае в 3—4 раза возрастет тепловая мощность, рассеиваемая на них, и размеры радиатора придется увеличить.
Конденсаторы С2—С5 составлены из параллельно соединенных конденсаторов КБГ-МН, МБГЧ, МБГО, МБГП, МБМ Нормальное напряжение конденсаторов КБГ-МН, МБГЧ, рассчитанных на работу в цепях переменного тока, должно быть не менее 300 В, всех остальных типов - не менее 600 В. Конденсаторы С5—С7 - К50-3 (6), ЭГЦ.