После окончания заряда схема отключает аккумулятор, а при попытке подключить неисправный (с напряжением ниже 7 В) или аккумулятор с неправильной полярностью схема не включится в режим заряда.
Рис. 2.127. Принципиальная схема автоматического зарядного устройства
Схема состоит из стабилизатора тока на транзисторе VT1, контрольного устройства на компараторе DA1, тиристора VS1 для фиксации состояния и ключевого транзистора VT2, управляющего работой реле К1.
При включении устройства тумблером SA1 загорится лампа HL1 "СЕТЬ" и светодиод HL3 "НЕ ПОДКЛЮЧЕНА АБ", и схема будет ждать, пока к клеммам X1, Х2 подключат аккумулятор. При правильной полярности подключения аккумулятора небольшой ток, протекающий через диод VD7 и резисторы R15, R16 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 HL2 "ЗАРЯД".Ток стабилизации задается номиналами резисторов в эмиттерной цепи VT1, а опорное напряжение для работы получено на светодиоде HL2 и диоде VD5.
Стабилизатор тока работает на одной полуволне сетевого напряжения. В течение второй полуволны диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через резистор R7. Номинал резистора выбран таким, чтобы ток разряда составлял 0,5 А.
Пока идет разряд, компаратор производит контроль напряжения на аккумуляторе, и при превышении значения 14,7 В (уровень устанавливается при настройке резистором R11) он включит тиристор VS1. При этом начнут светиться светодиоды HL3 "НЕ ПОДКЛЮЧЕНА АБ" и HL4 "КОНЕЦ ЗАРЯДА"- Тиристор VS1 закоротит базу транзистора VT2 через диод VD9 на общий провод, что приведет к выключению реле. Повторно реле не включится, пока не будет нажата кнопка SB1 "СБРОС" или же выключателем SA1 не будет отключена на некоторое время вся схема.
Для устойчивой работы компаратора DA1 его питание стабилизировано стабилитроном VD6. Чтобы компаратор сравнивал напряжение на аккумуляторе с пороговым (установленным на входе 2) только в момент, когда производится разряд. Пороговое напряжение, с цепи диода VD3 и резистора R2, повышается на время заряда аккумулятора, что исключит срабатывание DA1. Когда происходит разряд аккумулятора, эта цепь в работе не участвует.
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 SB1 "СБРОС".
Настройка
Для регулировки зарядного устройства потребуется источник постоянного напряжения с перестройкой от 5 до 16 В. Схема соединений показана на рис. 2.128.
Рис. 2.128. Схема подключения ЗУ при его настройке
Настройку надо начинать с подбора номинала резистора R15. Для этого с блока питания "БП" подаётся напряжение 7 В и изменением сопротивления резистора R15 добиваемся, чтобы реле К1 срабатывало при напряжении не менее 7 В. После этого увеличиваем напряжение с источника "БП" до 14,7 В и настраиваем резистором R10 порог срабатывания компаратора (для возврата схемы в исходное состояние после включения тиристора надо нажать кнопку SB1). Может также потребоваться подбор резистора R2.
Стабилизатор тока настраивают в последнюю очередь. Для этого в разрыв цепи коллектора VT1 в точке "А" временно установить стрелочный амперметр со шкалой 0—5 А. Подбором резистора R5 добиваемся показаний по амперметру 1,8 А (для амплитуды тока 5 А), а после этого при включенном SA2 "УСКОРЕННЫЙ ЗАРЯД" подбором R5, устанавливаем значение 3,6 А (для амплитуды тока 10 А).
Разница в показании 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.
Окончательную настройку тока стабилизатора лучше проводить на реальном аккумуляторе в установившемся режиме, когда транзистор VT1 прогреется и эффект роста тока за счёт изменения температуры переходов в транзисторе не наблюдается.
На этом настройку можно считать законченной.
Конденсаторы С1 типа К50-24 на 63 В, С2 - К53-4А на 20 В
Подстроечный резистор R11 типа СП5-2 (многооборотный).
Постоянные резисторы R3—R5 типа С5-16MB, R7 типа ПЭВ-15, остальные - типа С2-23.
Тумблеры SAI, SA2 типа Т1.
Кнопка SB1 типа КМ-1.
Реле К1 любое с рабочим напряжением 24 В и допустимым током через контакты 5 А.
Тиристор КУ101Г можно заменить на КУ101Е.
Транзистор VT1 устанавливают на радиатор площадью не менее 200 см².
Силовые цепи от клемм X1, Х2 и трансформатора Т1 выполняются проводом с сечением не менее 0,75 мм².