Схема зарядного устройства изображена на рис. 2.84.
Рис. 2.84. Принципиальная схема зарядного устройства
Состоит оно из двух основных узлов: узла плавного регулирования силы зарядного тока, собранного на транзисторах VT1, VT2 и тиристоре VS1, и узла автоматического отключения на транзисторах VT3, VT4 и реле К1. Зарядное устройство работает следующим образом. При нажатии на кнопку SB1 «ПУСК» подается напряжение на узел управления тиристором, а также соединяется цепь питания узла автоматического отключения. При нижнем (по схеме) положении движка потенциометра R10 транзистор VT4 находится в закрытом состоянии, a VT3 открывается. Реле К1 включается и замыкающимися контактами K1.1 и К1.2 блокирует контакты кнопки SB1.
В цепи первичной обмотки трансформатора Т1 через диодный мост VD1—VD4 установлен тиристор VS1. Регулирование тока трансформатора осуществлено с помощью изменения фазы открывания тиристора, которое выполнено по фазоимпульсному методу. В начальный полупериод напряжение на конденсаторе С1 меньше напряжения, поступающего на базу транзистора VT2 с делителя R2, R5 и транзисторы VT1 и VT2 закрыты. Как только конденсатор С1 зарядится через резисторы R3, R4 и R6 до напряжения, превышающего напряжение на базе транзистора VT2, последний открывается, что приводит к открыванию транзистора VT1 и импульсному разряду конденсатора С1 через цепь управляющего электрода тиристора. Таким образом, изменяя время заряда конденсатора С1 переменным резистором R3, осуществляем плавное регулирование силы зарядного тока.
Узел автоматического отключения работает следующим образом. Перед началом заряда аккумулятора потенциометром R10 устанавливают напряжение, при котором устройство должно отключаться. Для этого при отключенном аккумуляторе устройство включают и переводят переключатель SA1 измерительного прибора в положение «V». Резистором R3 устанавливают напряжение, величина которого на 0,3—0,5 В меньше напряжения заряженного аккумулятора. Затем медленно вращают ручку потенциометра R10 до момента отключения устройства.
Чтобы предотвратить перегрев катушки реле при повышенном напряжении вторичной обмотки, в узле автоматического отключения установлены резистор R7 и диод VD11, которые стабилизируют ток транзистора VT3. Если падение напряжения на резисторе R7 не превышает 0,8 В, ток через диод VD11 не проходит, и транзистор VT3 полностью открыт. Как только падение напряжения на резисторе R7 начинает превышать 0,8 В (это происходит при повышении вторичного напряжения), отпирается диод VD11, пропуская ток по базовой цепи транзистора VT4. При этом транзистор VT4 приоткрывается, a VT3 подзакрывается, поддерживая заданное значение тока через катушку реле.
Детали
В устройстве можно использовать промышленный трансформатор, вторичная обмотка которого рассчитана на напряжение 20—24 В и силу тока 10—15 А, или изготовить его из трансформатора питания телевизора мощностью 180—200 Вт. Для переделки трансформатора необходимо смотать все обмотки, оставив только сетевую, и намотать вторичную обмотку проводом ПЭВ-2 сечением 1,5 мм². Число витков вторичной обмотки в 10 раз меньше числа витков первичной.
Кремниевые маломощные транзисторы VT1, VT2 могут быть любого типа соответствующей проводимости.
Реле К1 типа РЭС-9 (паспорт РС4.524.203) слаботочное на рабочее напряжение катушки 6 В, имеющее две пары замыкающих контактов.
При использовании реле, рабочий ток катушки которого превышает 40 мА, транзистор VT3 необходимо установить на теплоотводящий радиатор.
Если устройство конструируют для заряда аккумуляторов на рабочее напряжение, равное только 12 В, реле желательно выбирать с катушкой на 12 В, при этом выделяемая мощность на транзисторе VT10 значительно уменьшится.
Резистор R7 рассчитывают по формуле:
R7 = 0,53/Iср,
где R7 - сопротивление резистора R7, Ом; Iср - сила тока срабатывания реле, А.
Например, для указанного на схеме реле сопротивление:
R7 = 0,53/0,1 = 5 Ом.
Диоды VD4—VD7 должны быть на обратное напряжение не менее 500 В и прямой ток 1 A, VD14—VD17 - на прямой ток не менее 10 A, VD12 - маломощный кремниевый, любого типа.