Каталог радиолюбительских схем

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО-АВТОМАТ

Описываемый ниже автомат ЗУ предназначен для обслуживания двенадцативольтовых кислотных аккумуляторных батарей. Он может быть использован и как мощный источник переменного напряжения 12 В для питания вулканизаторов, переносных ламп и другого оборудования. Устройство не содержит дефицитных деталей, просто в эксплуатации и вполне доступно для .повторения даже начинающим радиолюбителям.

Основные характеристики автомата

Ток зарядки, А

на пределе 5 А . 5,8...4,5
на пределе 2 А . . 2...1,5

Ток разрядки, А . . 2.-1,5

Мощность, потребляемая от сети переменного тока в режиме зарядки, Вт, не более .... 150

Ток, потребляемый автоматом от заряжаемой батареи по окончании цикла зарядки, мА, не более ...... 17

Мощность, потребляемая нагрузкой с гнезда «12 В», Вт, не более .... 80

Автомат может работать в одном из трех режимов: двух автоматических — «АП», «КТЦ» или «Ручн.».

Режим АП» предназначен для автоматической подзарядки батареи. В его основу положена функциональная зависимость напряжения на зажимах батареи от степени ее заряженности. При достижении напряжения 14,6... 14,8 В автомат отключился от сети. Цикл зарядки повторится, если напряжение батареи станет ниже 12.8...13 В. Режим «КТЦ» — контрольно-тренировочный цикл — предназначен для десульфатацин пластин батареи. Он представляет собой многократное чередование режимов зарядки до напряжения 14,6...14,8 В и разрядки до 10,6...10,8 В.

В автоматических режимах устройство не бонтся замыкания выходной цепи при отключенной батарее.

В режиме «Ручн.» автомат используют в качестве обычного зарядного устройства.

Принципиальная схема автомата показана на рис. 1.

Рис. 1.

Узел стабилизации и ограничения зарядного тока [Л] выполнен на нелинейных элементах — лампах накаливания HL1 — HL3, включенных последовательно с заряжаемой батареей. При увеличении, например, тока зарядки сопротивление нитей ламп увеличивается, препятствуя изменению тока. Требуемое значение зарядного тока выбирают тумблером SA3.

Напряжение на выводах батареи контролирует триггер Шмитта, выполненный на операционном усилителе DA1. С параметрического стабилизатора VD6 R5 на вход усилителя поступает образцовое напряжение, а с делителя R3R4R6 — напряжение, пропорциональное напряжению батареи.

Пусть тумблеры SA2 и SA4 установлены в положения, показанные на схеме, что соответствует режиму «АП». При подключении аккумуляторной батареи ее напряжение поступает на делитель R3R4R6. Если оно меньше 14,6... 14,8 В, то на выходе ОУ DA1 установится напряжение низкого уровня, которое откроет составной транзистор VT2VT3. Реле KI сработает и своими контактами К 1.1 и К 1.2 подключит трансформатор Т1 к сети. Батарея начнет заряжаться, о чем сигнализирует свечение лампы HL5.

При зарядке батареи до 14,6... 14,8 В падение напряжения на делителе превысит порог срабатывания триггера, что приведет к его переключению и установлению на его выходе напряжения высокого уровня. Транзисторы VT2, VT3 закроются и обесточат реле К1 — автомат отключится от сети; лампа HL5 погаснет. Когда напряжение на батарее уменьшится до 12,8...13 В, цикл подзарядки повторится.

Для перехода в режим «КТЦ» переключают тумблер SA4. При этом цикл зарядки батареи происходит так же, как в режиме «АП». По окончании зарядки напряжение высокого уровня с выхода ОУ закрывает транзисторы VT2, VT3 и открывает транзистор VT1, который входит в насыщение и вместе с резистором R2 шунтирует резистор R6 делителя напряжения. В результате этого снижается порог переключения триггера Шмитта до 1О...1О,8 В. До этого порога батарея разряжается через резисторы R14—RI5, замкнутые контакты SA4.2 и К1.3. Свечение лампы HL4 сигнализирует о цикле разрядки. При уменьшении напряжения на выводах батареи до 10,6...10,8 В напряжение низкого уровня с выхода ОУ закроет транзистор VT1 и откроет транзисторы VT2, VT3. Реле К] сработает и цикл зарядки повторится.

Используя прибор в качестве источника переменного напряжения 12 В, следует отдать предпочтение режиму «Ручн.», так как во всех остальных автомат подключается к сети только в том случае, когда его выход соединен с батареей. Свечение лампы HL5 в этом режиме сигнализирует о включении устройства в сеть.

Конденсатор С1 устраняет преждевременное отключение автомата из-за пульсаций напряжения, которые могут возникнуть при зарядке сильно сульфатированной батареи. Конденсатор С2 предотвращает ложное срабатывание автомата от действия помех. Параметрический стабилизатор VD5R13 служит для защиты ОУ от пробоя напряжением самоиндукции вторичной обмотки трансформатора Т1.

Вместо операционного усилителя К140УД6 в автомате применим К157УД1. Транзистор КТ315Г может быть заменен на КТ315Б, КТ315Е, а КТ361Д — на КТ361В, КТ361К. Вместо ГТ403В подойдут транзисторы ГТ403Г — ГТ403И, а также КТ814В, КТ814Г. Диоды VD1 —VD4 из серий Д242, Д243, Д245, ВЛ10 с любыми буквенными индексами; VD7 — любой из серий Д226, Д7, КД105. Вместо стабилитрона Д816А можно применить Д816Б.

Трансформатор Т1 — серийный, ТН-61-220/127-50 мощностью 190 Вт или любой другой, рассчитанный на мощность 190...250 Вт, с напряжением на вторичной обмотке 12... 19 В при токе 7...8 А.

В устройстве использовано реле ПЭ-ЗОУЗ. Оно должно срабатывать при напряжении 8...9 В и токе не более 100 мА, поэтому обмотка перемотана проводом ПЭВ-2

0,16 мм до заполнения каркаса. Возможно применение реле ПЭ-23УЗ или МКУ-48, обмотки которых придется перемотать, а сечение провода подобрать экспериментально. Контакты используемого реле должны быть рассчитаны на ток не менее 5 А.

Тумблеры SA1, SA3, SA4 — ТП1-2, SA2 — ТВ1-4. Лампы накаливания HL1—HL3 — автомобильные на 12 В мощностью 40...50 Вт, a HL4, HL5 — любые маломощные на 13,5 и 24 В соответственно. Подстроечные резисторы — многооборотные, из серии СП5. Резисторы R14, R15 — ПЭВ-10. Конденсатор С1 —

К53-18, К50-6 либо К50-16 на напряжение не менее 15 В. Конденсатор С2 — любой керамический.

Соединяют автомат с батареей гибкими проводниками из меди сечением не менее 2,5 мм2 с пружинными зажимами на концах.

Детали автомата смонтированы на печатной плате размерами 80X70 мм из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис. 2) Диоды VD1 — VD4 установлены на металлическом шасси через изолирующие прокладки. Трансформатор Т1 и реле К1 также размещены на шасси прибора. Лампы HL1—HL3 крепят на отдельной плате, которую вместе с резисторами R14, R15 размещают по возможности дальше от печатной платы, рядом с вентиляционными отверстиями в кожухе прибора.

При налаживании автомата тумблеры SA2, SA4 сначала устанавливают в положение, соответствующее режиму «АП», движок резистора R4 — в верхнее по схеме положение. К автомату вместо батареи подключают регулируемый источник постоянного тока и плавно от нуля увеличивают напряжение. При напряжении 8...9,5 В должно сработать реле К1.

Далее увеличивают напряжение до 14,6... 14,8 В и подстроенным резистором R4 добиваются выключения реле. Плавно уменьшая напряжение, убеждаются в срабатывании реле при напряжении 12,8.-13 В (если реле не срабатывает, то подбирают резисторы R7, R9).

После этого переводят устройство в режим «КТЦ и отпаивают цепьИ14, R15, HL4. Плавно увеличивая напряжение источника от 5...7 В, убеждаются, что реле выключается при напряжении 14,6.-14,8 В. Далее уменьшают напряжение до 10,6...10,8 В и под-строечным резистором R2 добиваются срабатывания реле.

В заключение еще раз проверяют работу автомата в режимах «АП» и КТЦ и вновь подключают цепь R14, R15, HL4.

Следует отметить, что при эксплуатации автомата в режимах «АП» или «КТЦ» с батареями емкостью до 55 А- ч предпочтительнее пользоваться пределом тока зарядки 2 А, что исключит чрезмерно частые переключения реле. В режиме «Ручн.» нельзя допускать замыкания выходной цепи.

С. ГУРЕЕВ, г. Щёкино Тульской обл.

ЛИТЕРАТУРА

Коробков А. Прибор для автоматической тренировки аккумуляторов.— Сб.: В помощь радиолюбителю. Вып. 96, с. 61—70.— М.: ДОСААФ, 1987.

РАДИО № 12, 1992 г.