02.04.21

[Домашняя]

Описываемый зарядный автомат был разработан для восстановления и заряда аккумуляторов автомобилей, мотоциклов и квадроциклов. Его отличительная особенность — импульсный ток заряда, что положительно сказывается на времени и качестве регенерации аккумуляторов. Прототипом является автоматическое зарядное устройство из [1].

В новой разработке использована схема на составных тиристорах, расширена полоса регулирования, не требуются мощные охлаждающие радиаторы. Схема отрабатывает не только оптимальные условия заряда и восстановления аккумуляторов, но и защищает их при достижении номинального уровня напряжения на клеммах. В результате, качественные показатели устройства заметно улучшились при отсутствии кипения электролита и перезаряда аккумулятора. Учитывая  импульсный режим заряда, зарядное устройство может использоваться при заводке автомобиля как пусковое, т.е. не отключая его до запуска двигателя. Кратковременный пусковой ток стартера автомобиля составляет около 120 А, и "добавка" 20 А существенно улучшает пусковой режим. Тиристорные устройства при фазоимпульсном регулировании создают достаточно большой уровень импульсных помех. Для их подавления в сетевой провод включается фильтр помех, который, к тому же, устраняет и помехи, проникающие из сети.

В состав устройства входят:

-           силовой трансформатор Т1;

-           выпрямитель VD1;

-           фильтр помех С1-Т2-С2, С5;

-           схема управления ключевым устройством R1, R3...R5, СЗ, VS1, HL1, HL2;

-           схема защиты от перезаряда аккумулятора R6...R9, VD2, VD3, VS3;

-           индикаторы состояния устройства HL1, HL2, РА1;

-           устройства защиты и коммутации сети FU1.SA1.

Напряжение сети поступает на силовой трансформатор Т1 через сетевой фильтр, составленный из конденсаторов С1, С2 и сетевого дросселя Т2 со встречно-параллельно включенными обмотками. Этим фильтром гасятся возникшие в результате включения тиристоров VS1...VS3 помехи. Сетевые помехи после выпрямительного моста VD1 фильтруются конденсатором С5. На выходе моста получаются однополярные "полусинусоиды", соответствующие полупериодам переменного сетевого напряжения. В схему управления ключевым тиристором входят маломощный тиристор VS1 с цепями управления на резистивном делителе R1-R2-R3 и светодиоде индикации HL1. Нижнее плечо делителя образуют резистор R2 и светодиод HL1, выполняющий две функции: индикатора наличия сетево­го напряжения и стабилизатора напряжения управления. Резистором R3 осуществляется плавная регулировка тока заряда. Резистор R4 в анодной цепи тирис­тора VS1 ограничивает ток управления ключевого тиристора VS2 на номинальном уровне. Цепочка R5-HL2 является нагрузкой VS1, а свечение HL2 указывает на заряд аккумулятора. Сигнал управления сдвижка R3 (регулируемый уровень постоянного напряжения) подается на управляющий электрод тиристора VS1 и при определенном напряжении на его аноде открывает VS1. На цепочке R5-HL2 появляется напряжение, поступающее на управляющий электрод силового тиристора VS2 и включающее его. Ток с выпрямительного моста VD1 через открытый тиристор VS2 проходит через измерительный прибор РА1 на заряжаемый аккумулятор GB1. Конденсаторы СЗ и С4 снижают помехи в цепях, что устраняет случайные переключения тиристора управления VS1. Для защиты аккумулятора от пе­резаряда служит схема ограничения. Коммутатор на тиристоре VS3 отключает силовой тиристор VS2 при увеличении напряжения на аккумуляторе выше заданного предела. При открывании тиристора VS3 напряжение на его аноде снижается практически до нуля, как и напряжение на управляющем электроде тиристора VS1, который при этом закрывается. Силовой тиристор VS2 также закрывается, и зарядка аккумулятора GB1 прекращается. Светодиод HL2 гаснет. При длительном саморазряде аккумулятора GB1 напряжение на его клеммах снижается, и заряд аккумулятора возобновляется. Диод VD2 препятствует обратной подаче напряжения с резистора R9 на управляющий электрод тиристора VS1 в цепь регулировки тока заряда. Для нормальной работы защиты напряжение на аккумуляторе не должно превышать 16,2... 16,8 В. Установка напряжения срабатывания защиты выполняется резистором R7. Изначально движок резистора R7 устанавливается в верхнее по схеме положение. При срабатывании защиты измеряется напряжение на аккумуляторе, затем движок медленно "опускается" вниз и контролируется напряжение включения заряда. Если защита не срабатывает, стабилитрон VD3 необходимо заменить на экземпляр с более низким напряжением стабилизации (5...6 В). Регулировку тока заряда выполняют резистором R3 6 соответствии с паспортными данными на аккумулятор. Прибор позволяет заводить автомобиль без отключения зарядного устройства в режиме форсированного пуска. Устройство собрано на макетной плате и размещено в корпусе от ком­пьютерного блока питания. На лицевой панели установлены измерительный прибор, выключатель сети и светодиоды индикации. Регулятор тока заряда выведен на заднюю стенку. Типы используемых компонентов приведены в таблице. При частой зарядке аккумуляторов в предельном режиме в корпус рекомендуется установить вентилятор, который подключить параллельно клеммам аккумулятора GB1 с ограничительным резистором сопротивлением примерно 82 Ом (1 Вт).

Радиомир №11 2013г стр. 24