02.04.21

[Домашняя]

Описываемое ниже автоматическое устройство для зарядки аккумуляторов имеет защиту от случайного короткого замыкания выходных зажимов неправильной полярности подключения заряжаемой батареи. Зарядные устройства, не оборудованные блоком зашиты, при коротком замыкании выхода и неправильном подключении нагрузки, как правило, выходят из строя. Устройство предназначено для зарядки двенадцативольтовых аккумуляторных батарей током до 10 А. Зарядный ток можно регулировать как вручную, так и автоматически. Мощные трннисторы VS4 и VS5, входящие в состав регулирующего элемента устройства, включены по схеме двухполупериодного выпрямителя (см схему).

Работа регулятора основана на фазовом методе управления тринисторами. Главным узлом блока управления является импульсный генератор, собранный на однопереходном транзисторе V3 и синхронизируемый от сети. Обмотка III трансформатора Т1 и выпрямитель V6 образуют два источника напряжения, объединенных общей точкой Один источник питает блок управления, а другой нагружен лампой накаливания H1, включенной через последовательную цепь диодов V1, V2. Током, протекающим через лампу, эти диоды открыты, к базе транзистора V7 приложено закрывающее напряжение около 0,6 В. снимаемое с диода V2. Поэтому транзистор V7 не оказывает влияния на процесс зарядки накопительного конденсатора С1. Заряжается конденсатор С2 через резисторы R1, R2. Когда мгновенное значение напряжения сети равно нулю, ток через лампу H1 не протекает и к базе транзистора V7 приложено положительное напряжение через резистор R7. При яти транзистор V7 открывается, разряжая конденсатор С2. Нередко встречаются транзисторы, у которых напряжение на открытом эмиттерном переходе превышает 0.8 В, поэтому для уменьшения шунтирования эмиттерного перехода транзистора V7 в цепь лампы H1 включен диод V1. Суммарное падение напряжения на цепи HIVI и диодах моста превышает 1,1 В, и транзистор V7 всегда надежно от­крывается только один раз за полупериод сетевого напряжения. При достаточно большом сопротивлении цепи R1 R2 однопереходный тран­зистор остается закрытым и на выходных зажимах напряжение отсутствует. Таким образом, транзистор V/ обеспечивает синхронизацию импульсного генератора с частотой сети и постоянство напряжения на конденсаторе С2 в начале каждого цикла, что исключает броски тока нагрузки при регулировании. С уменьшением сопротивления резистора R1 (при перемещении его движка вниз по схеме) ток зарядки конденсатора С2 увеличивается и напряжение на кем достигает уровня открывания однопереходного транзистора V3 раньше, чем откроется транзистор VT1. При этом конденсатор С2 разряжается через транзистор V3 и первичную обмотку трансформатора Т2. С обмоток II и III этого трансформатора импульсы поступают одновременно на оба тринистора V4 н V5, однако открывается только тот из них, к которому приложено открывающее анодное напряжение После того как закроется транзистор V3, конденсатор С2 полностью разряжается в конце полупериода через транзистор V1. Резисторы R5 и R6, включенные в цепь управляющего электрода тринисторов, служат для ограничения тока управления тринисторами. Резистор R4, шунтирующий первичную обмотку трансформатора Т2, уменьшает паразитные всплески напряжения на ней. В нормальном режиме работы к выходным зажимам зарядного устройства подключена аккумуляторная батарея, и напряжение на них равно 6... 13 В. Диоды VI6 и V19 узла защиты от коротких замыканий будут закрыты. Транзистор V9 открыт током, протекающим по цепи R9VI0, а транзистор V8 закрыт и не влияет на работу импульсного генератора. В случае короткого замыкания на­пряжение на выходных зажимах становится равным нулю, открываются диод V16 и транзистор V13 и напряжение в точке соединения резистора R9 и стабилитрона V10 уменьшается до 1..2 В. Стабилитрон V10 и вслед за ним транзистор V9 закрываются, a V8 открывается, разряжая конденсатор С2. При этом прекращается генерирование управляющих импульсов. После устранения короткого замыкания работоспособность генератора импульсов автоматически восстанавливается. Для предотвращения перезарядки аккумуляторной батареи в зарядное устройство введен узел автоматического управления зарядным током. При замыкании контактов выключателя S2 конденсатор С4 заряжается до напряжения, равного ЭДС аккумуляторной батареи плюс падение напряжения на цепи V15 R11 V12, Как только в процессе зарядки аккумулятора напряжение на конденсаторе С4 достигнет уровня примерно 14,7 В, откроется стабилитрон V14 и вслед за ним транзистор V11. Коллекторный ток этого транзистора уменьшит зарядный ток конденсатора С2, а это приведет к задержке срабатывания генератора импульсов и уменьшению выходного тока. При дальнейшей зарядке батареи ток через стабилитрон VI4 быстро увеличивается, что приводит к полному выключению генератора импульсов я уменьшению тока зарядки батареи до нуля Этот момент соответствует дости­жению ЭДС батареи значения около 14,1 В. Если контакты выключателя S2 разомкнуты, ток зарядки практически не зависит от степени зараженности батареи. В режиме ручной регулировки зарядного токи можно заряжать шести вольтовую аккумуляторную батарею. При правильном включении батареи транзисторы V12 и V13 работают как резисторы, имеющие относительно небольшое сопротивление (по 70…100 Ом). Падение напряжения на каждом из них мало и равно примерно 0.3 В. При включении батареи в обратной полярности напряжение между стоком и истоком транзисторов увеличивается до 12 В, Транзисторы переходят в режим стабилизации тока (он ограничивается на уровне 20…30 мА независимо от напряжения аккумуляторной батареи). Ток, протекающий через транзисторы V12 и V13, замыкается на общий провод через диоды V17 и V19. предотвращающие выход из строя транзисторов V9 и V11. При этом транзистор V9 закрыт, a V8 от­крыт и блокирует генератор управляющих импульсов. Узел зашиты можно упростить, заменив транзистор V13 и резистор R12 одним резистором сопротивлением 510 Ом. Параметры узла при этом несколько ухудшаются. Подобная замена транзистора V12 недопустима, по­скольку она снижает крутизну порога закрывания транзистора УЗ генератора импульсов. Это приводит, в частности, к увеличению времени зарядки батареи, так как зарядный ток начинает уменьшаться задолго до момента достижения оптимальной степени ее заряженности. Конденсатор С4 предназначен для сглаживания пульсаций напряжения на делителе RISR16 в моменты открывания тринисторов. так как в это время напряжение на выходных зажимах значительно выше ЭДС аккумуляторной батареи. Диод V15 в эти моменты закрывается, отключая конденсатор С4 от выходкой цепи. Стабилитрон VJ8 защищает конденсатор С4 от пробоя при отключении нагрузки устройства. Зарядное устройство собрано на коробчатом дюралюминиевом шасси размерами 220x180x100 мм, на котором смонтированы трансформатор Т1, мон­тажная плата с деталями и тринисторы. Шасси установлено в металлический, кожух с отверстиями для вентиляции. На заднюю стенку выведены предохранитель, подстроечный резистор и шнур питания. На передней панели установлены тумблеры S1 и S2, переменный резистор R1. сигнальная лампа H1, амперметр РА1 и выходные зажимы. Сетевой трансформатор Т1 переделан из унифицированного ТС-200. с которого сняты все обмотки, кроме сетевой, и на их место намотаны обмотке II, содержащая 2x50 витков провода ПЭВ-2 1,8,III - 2X58 витков провода ПЭВ-2 0,33. Сетевые обмотки трансформатора включены на 254 В при напряжении сети 220 В. Это уменьшает ток холостого ходя трансформатора и его температуру при длительной работе. Трансформатор Т2 намотан па кольцевом магнитопроводе типоразмера К20Х 12х6 из феррита 2000HH (или 1000НН) и содержит три одинаковые обмотки по 75 витков провода ПЭЛЦ10 0,1. Обмотки выполнены внавал, каждая на небольшом участке кольца, а участки размещены на кольце под углом около 120° относительно соседних. Можно применить импульсный трансформатор заводского изготовления МИТ-4 или другой с близкими параметрами. Конденсатор С2 — К73П-3; возможно применение конденсаторов МБМ. К42П-5, К75 10, К73-9 с малым значением ТКЕ. Конденсаторы группы ТКЕ Н30 и хуже использовать нельзя. Вместо KT312A могут быть использованы транзисторы серий КТ315, КТ301, KT603, МП101-МП103, транзисторная сборка КТС613 и т. д. Статический коэффициент передачи тока транзистора V11 не должен быть менее 100. Вместо диодов Д226Д (VI. V2 ) могут быть применены любые другие кремниевые с максимальным током более 200 мА ; остальные диоды должны быть рассчитаны на максимальный ток не менее 50 мА. Сборку КЦ405Е можно заменить на КЦ402 или КЦ407 с любым буквенным индексом или В крайнем случае на четыре диода из серий Д226, Д237, Однопереходный транзистор КТ117А можно заменить на КТ117В, применение КТ117Б н КТ117Г дает несколько худшие результаты. Полевые транзисторы КП302Б можно заменить на КП302А или КП302В. подобрав их по току стока в пределах 15...25 мА при напряжении между стоком и истоком 10...15 В и нулевом смещении на затворе. Сигнальная лампа Н1 на напряжение 26...28 В, мощностью 2 Вт. При налаживании сначала временно вместо резистора R2 включают переменный резистор сопротивлением 10... 15 кОм. установив его сопротивление на максимум, отключают один из выводов диада V16. тумблер S2 ставят в положение «Выкл» переменный резистор R1 — в среднее положение и включают устройство в сеть: при этом должна загореться сигнальная лампа H1. Напряжение питания устройства управления должно быть в пределах 23...25 В, а на базе транзистора V7 — отрицательное напряжение 0.6В. Положительные импульсы на базе транзистора V7 по форме должны быть близки к прямоугольным с амплитудой 1.2 В. Крутизна пилообразного напряжения на коллекторе этого транзисторе должна регулироваться переменным резистором. При замыкании точки соединения резистора R9 и стабилитрона V10 на общий провод пилообразное напряжение должно исчезнуть. То же самое должно происходить через одну- две секунды после переключения тумблера S2 в положение «Авг.», Это свидетельствует о нормальной работе системы защиты и автоматического регулирования тока зарядки. Переключают тумблер S2 снопа в исходное положение, и к выходным зажимам присоединяют лампу накаливания на напряжение 12 В мощностью 80 Вт. Плавно уменьшая сопротивление резистора R1, наблюдают изменение накала лампы Если наблюдается мигание лампы, то это означает, что один из тринисторов не включается либо из-за его неисправности, либо из-за неправильной полярности запускающего импульса. Обнаружить неисправный тринистор можно, размыкая поочередно цепи их управления. Далее восстанавливают цепь диода V16, и к выходным зажимам подключают батарею аккумуляторов. Ручку резистора RI ставят в положение максимального тока, я добавочным пере­менным резистором устанавливают ток 10А. Измерив сопротивление добавочного резистора в этом положении, впаивают на плату постоянный резистор R2 такого же сопротивлении. В заключение устанавливают порог выключении устройства по окончании зарядки батареи. Для этого тумблер S2 переводят а положение «Авт.» и. вращая движок подстроечного резистора RI5, устанавливают зарядный ток. близкий к нулю при напряжении на выходных зажимах 14,1...14,2 В. Это можно сделать и с разряженной батареей. если в истоки транзисторов V12 и V13 подать напряжение 14.1...14,2 В от внешнего стабилизированного источника напряжения, отключив их предварительно от плюсового зажима устройства. Восстановив цепь истоков транзисторов VI2 и V13, проверяют действие системы защиты устройстве в сборе. Ручку резистора R1 ставят а положение максимального тока, и к выходным зажимам подключают указанную выше лампу накаливания на 12 В — она не должна загораться. Затем подключают батарею аккумуляторов в обратной полярности через лампу накали­вания на напряжение 26 В и ток 0,15 А или резистор сопротивлением 100 Ом, при этом ток нагрузки не должен превышать 60...70 мА.

Радио №1 1982г стр. 44