Рис. 2.115. Принципиальная схема автоматического зарядного устройства
Устройство автоматически уменьшает зарядный ток в 1,5—2 раза примерно через 8 часов после начала зарядки, а также производит отключение зарядного тока при достижении на аккумуляторной батарее напряжения 14,2 В и включение его при напряжении ниже 13,2 В.
Уменьшение зарядного тока в конце зарядки положительно сказывается на протекании электрических процессов в аккумуляторе.
Работа устройства
Аккумуляторная батарея (АБ) подключается к гнездам X1 и Х2 с соблюдением полярности.
Напряжение с выводов обмотки II трансформатора Т1 подается на двухполупериодный управляемый выпрямитель, выполненный на тиристорах VS1, VS2, а затем - на зажимы АБ. Напряжение на управляющие электроды тиристоров поступает через диоды VD2, VD3 от узла формирования управляющих импульсов.
Угол открывания тиристоров, а следовательно, и среднее значение зарядного тока задаются положением движка переменного резистора R10.
В зарядном устройстве обеспечивается защита от переполюсовки выводов АБ. Для этой цепи в схему введен диод VD8.
Импульсы сформированные однопереходным транзистором VT4 усиливаются по току транзистором VT8, и через диоды VD2, VD3 подастся на управляющие электроды тиристоров. При положительных полуволнах напряжения вторичной обмотки работает один тиристор, а при отрицательных - другой. Импульсы управления формируются в каждом полупериоде и подаются на управляющий электрод тиристора VS1 через диод VD2, а тиристора VS2 - через диод VD3. Транзисторы VT6, VT7 обеспечивают изменение зарядного тока в конце зарядки, а также полное отключение аккумуляторной батареи.
Для формирований временного интервала используется микросхема DA1.
На диодах VD4, VD5 построен выпрямитель, а на R25, С4, VD11 - простейший стабилизатор напряжения, питающий DA1. На СЗ, R23 выполнен узел начальной установки счетчиков DA1.
В связи с тем, что DA1 имеет выход с открытым коллектором, в роли нагрузки используется резистор R22, R23 и С2 задают частоту внутреннего генератора микросхемы.
При включении питания счетчик времени на DA1 обнуляется и начинает отсчитывать время. Через 8 часов на выводе 9 микросхемы появляется напряжение высокого уровня, которое через резистор R21 подается на затвор VT7 и закрывает его.
На транзисторах VT1 и VT2 собран триггер Шмитта, работающий с гистерезисом, задаваемым R6. При достижении на клеммах АБ напряжения 14,2 В VT1 закрывается, что приводит к закрыванию полевого транзистора VT6. Цепь зарядки конденсатора С1 оказывается обесточенной, формирование импульсов управления прекращается, и зарядный ток АБ падает до нуля. При падении напряжения АБ до 13,2 В триггер Шмитта переходит в другое устойчивое состояние, транзистор VT6 открывается, и процесс периодически повторяется до снятия аккумулятора с зарядки.
На транзисторе VT5 и светодиоде HL3 выполнен индикатор, сигнализирующий о неправильном подключении аккумулятора к зарядному устройству.
Настройка устройства
Налаживание зарядного устройства осуществляют следующим образом. Правые по схеме выводы резисторов R20, R21 отсоединяют от схемы и подсоединяют соответственно R21 - выводу 8 DA 1, R20 - к эмиттеру транзистора VT 1.
При этом оба полевых транзистора должны быть открыты.
К гнездам X1 и Х2 подключают АБ с напряжением 12 В и падают напряжение питания выключателем SA1. Движок переменного резистора R10 устанавливают в нижнее по схеме положение. Подборкой сопротивления резистора R14 устанавливают максимальный зарядный ток 6 А. Затем правый по схеме вывод резистора R21 соединяют с плюсовым выводом С1 (при этом VT6 закрывается), и подборкой сопротивления резистора R15 устанавливают ток через аккумулятор 3—4 А. После этого правые по схеме выводы резисторов R20, R21 подключают в соответствии с принципиальной схемой.
Подстроечным резистором R9 устанавливают порог переключения триггера Шмитта. Для этого зарядное устройство отключают от сети, вместо аккумуляторной батареи подключают стабилизированный источник с напряжением 14,2 В и регулировкой R9 добиваются погасания светодиода HL2.
Кнопка SB1 принеобходимости используется для обнуления счетчика без повторного включения.
Последовательность действия при работе с данным зарядным устройством такова, сначала подключают заряжаемую АБ к гнездам X1 и Х2, затем подают напряжение сети на первичную обмотку Т1.
Детали
Тиристоры VS1 и VS2 установлены на общем радиаторе без применения изолирующих прокладок. Радиатором может служить металлический корпус зарядного устройства.
Поскольку тиристоры работают в импульсном режиме, что позволяет существенно снизить площадь радиаторов.
Силовой трансформатор Т1 намотан на магнитонроводе ШЛ25х50.
Его первичная обмотка I содержит 710 витков провода ПЭВ-2 0,8 мм.
Обмотка II содержит 125 витков провода ПЭВ-2 1,32 мм с отводом от середины.
При пропадании сетевого напряжения ток, протекающий через зарядное устройство, не превышает 40 мА. Это позволяет оставлять АБ в таком положении длительное время, а также производить дозарядку при длительном хранении.