Меню

Устройство бестрансформаторного зарядного устройства

Зарядные устройства для портативных аккумуляторов

Бестрансформаторные выпрямители для зарядки аккумуляторов . Самые простейшие зарядные устройства выполнены по бестрансформаторным схемам и рассчитаны для зарядки аккумуляторов, используемых в малогабаритных приёмниках. Некоторые зарядные устройства этой группы, предназначенные для питания портативных радиоприёмников с потребляемым током до 20 – 30 мА, содержат стабилизатор выходного напряжения. Недостатком приставок данной группы является наличие гальванической связи между выпрямленным напряжением и сетью переменного тока, что требует строгого соблюдения правил техники безопасности при их эксплуатации. Кроме того данная группа зарядных устройств (ЗУ) не позволяет получить регулируемое стабилизированное напряжение и имеют сравнительно большое выходное сопротивление.

Простейшая схема выпрямителя для зарядки аккумуляторной батареи от сети показана на Рис.1 . Он собран по обычной однополупериодной схеме на диоде VD1. При включении такого выпрямителя в сеть переменного тока через резисторы R1 и R2, диод VD1 и через аккумулятор GB1 протекает ток заряда, величина которого ограничена сопротивлением резисторов R1 и R2. В данном случае номиналы резисторов, указанных на схеме Рис.1 позволяет использовать это устройство для зарядки аккумуляторов типа 7Д-0,1. Переключатель В1 коммутирует питающую сеть 127/220 В.

Большое распространение получили ЗУ, в которых в качестве ограничительного сопротивления используется ёмкость конденсатора ( а точнее реактивное сопротивление ). На Рис.2 приведена схема такого устройства. Среднее значение зарядного тока через аккумулятор GB1 определяется ёмкостью конденсатора С1. Подбирая ёмкость этого конденсатора, можно регулировать величину зарядного тока.
При конструировании такого устройства можно применять только неполярные конденсаторы на рабочее напряжение не ниже 350 В для сети 127 вольт, и 600 в для сети 220 вольт. Это относится также ко всем другим ЗУ, использующим конденсаторы в качестве гасящих резисторов.

На Рис.3 приведена схема ЗУ, которое используется для зарядке аккумуляторов 7Д-0,1. В этом устройстве выпрямитель собран по мостовой схеме на диодах VD1-VD4. Для обеспечении необходимого зарядного тока применяются конденсаторы С1 и С2 сравнительно небольшой ёмкости. При напряжении сети 127 вольт оба конденсатора соединяются параллельно переключателем В1. Резистор R2 образует цепь разряда конденсаторов С1 и и С2 после отключения ЗУ от сети.

На Рис.4 приведена схема ЗУ для зарядки аккумуляторов типа 2Д-0,1. Здесь использован двухполупериодный выпрямитель на диодах VD 1и VD2. Функции гасящих сопротивлений выполняют последовательно включённые конденсаторы С1 и С2. При работе ЗУ от сети напряжением 127 В конденсатор С1 замыкается переключателем В1. Резисторы R2 и R3 ограничивают импульсы тока через аккумулятор по амплитуде и сопротивление этих резисторов определяет среднее значение зарядного тока. Изменяя величину сопротивлений этих резисторов ЗУ ( Рис.4 ) можно использовать для зарядки аккумуляторов Д-0,06; Д-0,1; 2Д-0,06; 2Д-0,1 и 3Д-0,06.

При монтаже ЗУ приведённых выше следует предусматривать вентиляционные отверстия для отвода тепла, а диоды во избежание перегрева необходимо располагать возможно дальше от резисторов. Монтировать схемы необходимо в корпусах из изоляционного материала.

Автоматическое зарядное устройство позволяет производить зарядку аккумулятора 7Д-0,1 током около 12 мА и автоматически отключить аккумулятор по окончании зарядки т.е. по достижении напряжения, равного 9,45 В. Устройство исключает возможность перезарядки аккумулятора и, следовательно, выхода из строя аккумулятора из-за повышения давления газов внутри его элементов, их деформации и нарушения герметичности.

Устройство ( Рис.5 ) состоит из однополупериодного выпрямителя, образованного диодом VD1, гасящими резисторами R1 и R2, стабилитроном VD2, электронного ключа на транзисторе VT1, диоде VD4 и порогового устройства на тринисторе VD3.
При разряженном аккумуляторе GB1, когда напряжение на нём ниже номинального ( 9,53 В ), тринистор VD3 закрыт, так как ток через его управляющий электрод, определяемый падением напряжения на резисторе R5, меньше необходимого. В этом случае транзистор VT1, через который проходит зарядный ток, открыт, так как на его базу поступает положительное напряжение смещения через сигнальную лампу EL1 и резистор R3. Как только напряжение на аккумуляторе GB1 достигнет номинального значения, возрастёт и ток через управляющий электрод тринистора VD3, и он откроется. При этом транзистор VT1 закроется ( так как база транзистора VT1через небольшое сопротивление резистора R3 и открытый тринистор окажется присоединённый к минусу выпрямителя), и зарядка аккумулятора прекратится. Об окончании зарядки будет сигнализировать лампа EL1, так как на неё будет подано почти полное напряжение с выхода выпрямителя.

Порог срабатывания автоматического зарядного устройства подбирают резистором R4. Чтобы после окончания зарядки не повредить переход эмиттер – база транзистора VT1, к которому напряжение аккумулятора подключается в обратном направлении, последовательно с эмиттером включён диод VD4.
Для увеличении стабильности порога срабатывания автоматики необходимо, чтобы температура внутри корпуса устройства не изменялась. С этой целью целесообразно резисторы R1 и R2 из схемы исключить заменив их одним конденсатором ( С ) Ёмкостью 0,2 мкФ, рассчитанным на рабочее напряжение 500 В. В этом случае конденсатор С , выполняющий роль безваттного реактивного сопротивления, включают вместо резистора R1. Точки «а» и «б» схемы замыкают между собой, а между точками «б» и «в» включают диод VD как показано на схеме.
Диоды Д226Б можно заменить на Д7Ж, стабилитрон Д813 (VD2) – на Д814Д, транзистор КТ315Б – на любой транзистор этой серии с коэффициентом передачи тока не менее 50, тринистор КУ103В – на КУ103А.
Для налаживания устройства необходимо подключить к гнёздам Гн1 и Гн2 аккумулятор и контрольный вольтметр. При зарядке проверяют силу тока и, если она отличается от 12 мА, уточняют сопротивление резистора R3. Проверку зарядного тока производят подключением миллиамперметром со шкалой 15 – 20 мА в разрыв гнезда Гн1 или Гн2. Когда напряжение на аккумуляторе достигнет 9,45 В, подбором резистора R4 ( вместо него временно подключают переменное сопротивление на 100 кОм. ) добиваются зажигания сигнальной лампы EL1. Затем переменный резистор заменяют постоянным нужного сопротивления.
При эксплуатации устройства во избежание поражения электрическим током необходимо соблюдать следующее:
-включать ЗУ в сеть следует только после подключения к нему аккумулятора;
-по окончании зарядки вначале необходимо отключить от сети ЗУ и только потом аккумулятор;
-недопустимо производить подключение ( отключение ) аккумулятора при включённом в сеть ЗУ;
-недопустимо также заземлять один из выводов аккумулятора.
Соблюдение данных правил гарантирует безопасность при использовании ЗУ

И.И Андрианов «ПРИСТАВКИ К РАДИОПРИЁМНЫМ УСТРОЙСТВАМ», Москва издательство ДОСААФ СССР, 1986 г. стр. 101-106.

Источник



Схемы бестрансформаторных зарядных устройств

В настоящее время все более широкое применение в различных конструкциях в качестве элементов питания находят аккумуляторы НКГЦ-0,45, Д-0,26 и другие. Приведенное на рис. 5.11 позволяет заряжать одновременно четыре аккумулятора Д-0,26 током 26 мА в течение 12. 16 часое.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

Избыточное напряжение сети 220 В гасится за счет реактивного сопротивления конденсаторов (Хс) на частоте 50 Гц, что позволяет уменьшить габариты зарядного устройства.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

Используя эту электрическую схему и зная рекомендуемый для конкретного типа аккумуляторов ток заряда (1з), по приводимым ниже формулам можно определить емкость конденсаторов С1, С2 (суммарную С=С1 +С2) и выбрать по справочнику тип стабилитрона VD2 так, чтобы напряжение его стабилизации превышало напряжение заряженных аккумуляторов примерно на 0,7 В.

Тип стабилитрона зависит только от количества одновременно заряжаемых аккумуляторов, так, например, для заряда трех элементов Д-0,26 или НКГЦ-0,45 необходимо применять стабилитрон VD2 типа КС456А. Пример расчета приведен для аккумуляторов Д-0,26 с зарядным током 26 мА.

В зарядном устройстве применяются резисторы типа МЯТ или С2-23, конденсаторы С1 и С2 типа К73-17В на рабочее напряжение 400 В. Резистор R1 может иметь номинал 330. 620 кОм (он обеспечивает разряд конденсаторов после отключения устройства).

Светодиод HL1 можно использовать любой, при этом подобрав резистор R3 так, чтобы он светился достаточно ярко. Диодная матрица VD1 заменяется четырьмя диодами КД102А.

Топология печатной платы с расположением элементов пока зана на рис. 5.12. Плата односторонняя (без отверстий), и элементы устанавливаются со стороны печатных проводников.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

При использовании элементов, указанных на схеме, зарядное устройство легко устанавливается в корпусе от блоков питания для карманных микрокалькуляторов (рис. 5.13) или же может размещаться внутри корпуса устройства, где установлены аккумуляторы.

Индикация наличия напряжения в цепи заряда осуществляется светодио-дом HL1, который размещается на видном месте корпуса. Диод VD3 лозво-ляет предохранить разряд аккумуляторов через цепи зарядного устройства при отключении его от сети 220 В. При заряде аккумуляторов НКГЦ-0,45 током 45 мА резистор R3 необходимо уменьшить до величины, при которой светодиод светится полной яркостью.

Проверку зарядного устройства лучше проводить при подключении вместо аккумуляторов измерительных приборов и эквивалентной нагрузки (рис. 5.14), минимальная величина которой для четырех аккумуляторов определяется по закону Ома:

Читайте также:  Зарядные устройства для резервного питания

R = U/I = 4/0,026 =150 Ом, где

U — напряжение на разряженных аккумуляторах (у основной массы аккумуляторов эта величина составляет один вольт на элемент).

При пользовании зарядным устройством необходимо следить за временем, так как приведенная схема хотя и снижает вероятность получения аккумулятором избыточного заряда (за счет ограничения напряжения стабилитроном), однако полностью такой возможности, при очень большом времени заряда, не исключает. А если у вас нет проблем с памятью, то это простое и малогабаритное устройство поможет сэкономить деньги.

Вторая схема бестрансформаторного зарядного устройства (рис. 5.15) предназначена для одновременного заряда двух аккумуляторов типа НКГЦ-0,45 (НКГЦ-0,5). Здесь обеспечивается асимметричный режим заряда, что позволяет продлить срок службы аккумуляторов. Заряд производится током 40. 45 мА в течение одной полуволны сетевого напряжения.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

В течение второй полуволны, когда соответствующий диод закрыт, элемент G1 (G2) разряжается через резистор R4 (R5) током 4,5 мА. оставлять подключенными к схеме, надолго без включения зарядного устройства в сеть, так как при этом происходит их разряд через резисторы R4, R5.

При правильной сборке устройства настройка не требуется.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО

Заряд аккумуляторов G1 и G2 происходит поочередно, так, например, в течение положительной полуволны заряжается G1 (G2 — разряжается). Такое построение схемы позволяет осуществлять процесс заряда аккумуляторов в независимости друг от друга, и любая неисправность одного из них не нарушит заряд другого.

Для индикации наличия сетевого напряжения в схеме используется миниатюрная лампа HL1 типа СМН6.3-20 или аналогичная. Аккумуляторы нельзя оставлять подключенными к схеме, надолго без включения зарядного устройства в сеть, так как при этом происходит их разряд через резисторы R4, R5.

При правильной сборке устройства настройка не требуется.

Схема, показанная на рис. 5.16, в отличие от вышеприведенных, исключает повреждение аккумуляторов из-за получения ими избыточного заряда. Она автоматически отключает процесс заряда при повышении напряжения на элементах выше допустимой величины и состоит из стабилизатора тока на транзисторе VT2, усилителя VT1, детектора уровня напряжения на VT3 и стабилизатора напряжения D1.

Устройство может использоваться и как источник питания на ток до 100 мА при подключении нагрузки к контактам 1 и 2 штекера Х2.

Индикатором процесса заряда является свечение светодиода HL1, который при его окончании гаснет.

Настройку устройства начинаем со стабилизатора тока. Для этого временно замыкаем базу транзистора VT3 на общий провод, а вместо аккумуляторов подключаем эквивалентную нагрузку с миллиамперметром 0. 100 мА. Контролируя прибором ток в нагрузке, подбором резистора R3 устанавливаем номинальный ток заряда для конкретного типа аккумуляторов.

Вторым этапом настройки является уотановка уровня ограничения выходного напряжения с помощью подстроечного резистора R5. Для этого, контролируя напряжение на нагрузке, увеличиваем сопротивление нагрузки до момента появления максимально допустимого напряжения (5,8 В для четырех аккумуляторов Д-0,26). Резистором R5 добиваемся отключения тока в нагрузке (погаснет светодиод).

При изготовлении устройства можно использовать корпус от источника питания БП2-3 или аналогичный (от него же удобно взять и трансформатор). Трансформатор подойдет любой малогабаритный с напряжением во вторичной обмотке 12. 16 В.

Транзистор VT2 крепится к теплорассеивающей пластине. Конденсаторы С1 применяются типа К50-16-25В, С2 — типа К50-16-16В. Для удобства настройки в качестве R5 желательно использовать многооборотный резистор типа СП5-2 или аналогичный, остальные резисторы подойдут любого типа.

От источника питания можно получить напряжения 6 или 9 В, если на место микросхемы D1 установить соответственно КР142ЕН5Б (Г) или КР142ЕН8А (Г).

Источник

Бестрансформаторное зарядное устройство для аккумулятора

Стремясь к уменьшению габаритов конструируемой радиоаппаратуры, радиолюбители уделяют важное место миниатюризации блока питания. Обычно эту задачу решают с помощью импульсного преобразователя напряжения.

Между тем существенный прогресс в области электронных компонентов позволяет создавать малогабаритные блоки питания, не содержащие трансформатора. Относительная простота конструкции и доступность компонентов делают их привлекательными и для радиолюбителей.

Впервые подобное техническое решение предложил Л. М. Браславский из Новосибирского электротехнического института еще в 1972 г., подав заявку на изобретение.

Оно оказалось столь оригинальным и неочевидным для специалистов, что ВНИИГПЭ проводил экспертизу по заявке целых шесть лет и только в 1978 г. выдал авторское свидетельство. Позже были запатентованы и другие решения, позволяющие реализовывать конденсаторные блоки питания. с несколькими выходными напряжениями и их стабилизацию.

Эти решения имеют много общего с устройствами, использующими переключаемые конденсаторы, достаточно популярными в зарубежной схемотехнике. Дальнейшим развитием этого направления в нашей стране следует считать преобразователь переменного тока в постоянный с понижением напряжения.

Принцип работы

Упрощенная схема такого устройства изображена на рисунке №1.

Схема и принцип работы конденсаторного преобразователя

Рис. 1. Преобразователь переменного тока в постоянный с понижением напряжения.

Принцип его действия заключается в следующем. В начальный момент времени цепочка конденсаторов С1 — Сn (одинаковой емкости) устройства разряжена. При положительной полуволне сетевого напряжения диоды VD1, VD6-VD8 и VD2 открываются, а диоды VD3-VD5. VDn закрываются.

При этом все конденсаторы блока оказываются включенными последовательно и заряжаются напряжением сети до его амплитудного значения. Причем напряжение на каждом из N конденсаторов в силу равенства их емкости в N раз меньше амплитудного напряжения сети и эквивалентная емкость, подключенная к сети, также в N раз меньше эмкости одного конденсатора.

Во второй половине положительного полупериода диоды VD1, VD6-VD8 и VD2 закрываются и на конденсаторах сохраняется накопленный ими электрический заряд.

При отрицательном полупериоде закрываются диоды VD1 и VD2, в результате чего конденсаторный блок оказывается отключенным от сети. В этот момент к выходу блока возможно подключение низковольтной нагрузки Rн путем замыкания контактов электронного переключателя S1.

Теперь диоды VD3-VDn, VD9-VD11 открываются и все заряженные конденсаторы оказываются подключенными к низковольтной нагрузке параллельно, что позволяет получать от блока среднее значение тока разрядки существенно выше зарядного. Таким образом, блок осуществляет уменьшение напряжения при одновременном увеличении выходного тока.

Так как в первой половине полупериода происходит накопление энергии на конденсаторах, а во второй — ее отдача, то работа конденсаторного блока носит явно выраженный двухтактный характер.

Для сглаживания пульсаций и увеличения среднего значения тока емкость фильтрующего конденсатора Сф должна быть достаточно большой или применен еще один такой же конденсаторный блок, работающий на ту же нагрузку, но в противофазе с первым.

В рассматриваемом ниже устройстве замыкание контактов переключателя S1 происходит с частотой питающей сети, что существенно уменьшает коммутационные потери на них по сравнению с импульсными блоками питания и, кроме того, не предъявляет требований к диодам по быстродействию.

Тем не менее требования по величине обратного напряжения остаются. Так, например, диоды VD1, VD2, VD3 — VDn и VD9 — VD11 должны быть на обратное напряжение выше амплитудного напряжения сети и на средний ток в 2N раз меньше выходного тока. Все другие диоды могут быть на обратное напряжение в N раз меньше амплитудного сетевого.

Недостатки устройства — отсутствие гальванической развязки от сети и высокое рабочее напряжение транзистора, выполняющего функцию электронного переключателя S1.

Но возможность применения малогабаритных низковольтных оксидных конденсаторов и современных высоковольтных транзисторов обеспечивает сравнимость мощностных показателей конденсаторных блоков питания с импульсными блоками и делает перспективным использование их для разнообразного применения.

Принципиальная схема устройства

Описываемый конденсаторный преобразователь напряжения предназначен для зарядки автомобильных аккумуляторных батарей емкостью до 70 Ач, поэтому максимальный средний выходной ток устройства должен быть 7 А. Эта величина согласована с ограничением переменной составляющей на уровне 20. 30% от номинального напряжения для примененных оксидных конденсаторов.

Выпрямительный диод VD38, конденсатор С13 и стабилитроны VD39, VD40 формируют напряжение питания узла управления, осуществляющего синхронизацию работы коммутирующих транзисторов VT2 и VT3 с полярностью напряжения сети и стабилизацию выходного тока.

Работает устройство следующим образом. При положительной полуволне напряжения сети заряжаются блок конденсаторов С1. С12 и накопительный конденсатор питания С13. При отрицательной полуволне включается светодиод оптрона U1, а его фототранзистор, открываясь, шунтирует эмиттерный переход транзистора VT1. Транзистор VT1 закрывается и через резистор R5 подключает неинвертирующий вход ОУ DA1 к выходу конденсаторного блока.

Схема конденсаторного сетевого зарядного устройства для аккумулятора

Рис. 2. Принципиальная схема конденсаторного бестрансформаторного зарядного устройства.

Сам же ОУ при этом переключается и открывает транзисторы VT3, VT2 и светодиод оптрона U2. ОУ DA1 работает в компараторном режиме, поэтому его выходной сигнал может принимать только два значения — близкое к напряжению питания и к нулю.

Если напряжение на его инвертирующем входе больше, чем на неинвертирующем, выходное напряжение будет близким к нулю и транзистор VT3 окажется в закрытом состоянии. В противном случае напряжение на выходе ОУ близко к напряжению питания, транзистор VT3 открывается, а через резистор R10 — транзистор VT2 и оптрон U2.

Читайте также:  Зарядное устройство на ноутбук чебоксары

Входным сигналом для стабилизации выходного тока служит напряжение на конденсаторном блоке. Таким образом, изменение напряжения на конденсаторном блоке (его уменьшение) прямо пропорционально отданному в нагрузку заряду, поэтому, стабилизируя отдаваемый конденсаторным блоком заряд за время единичного цикла разрядки, устройство стабилизирует выходной ток. Его значение регулируют резистором R7.

После закрывания транзистора VT1 напряжение с конденсаторного блока поступает на неинвертирующий вход ОУ DA1 и сравнивается с образцовым, поступающим на инвертирующий вход с делителя R6. R8. Когда напряжение на конденсаторном блоке становится меньше образцового, ОУ DA1 переключается в нулевое состояние и закрывает транзистор VT3, а через него (ц нагрузку устройства) — и фотодинистор оптрона U2.

Если по каким-либо причинам напряжение на конденсаторном блоке не снизилось до образцового (т.е. в нагрузку не ушел заряд, определяемый положением движка резистора R7), а время, отведенное на разрядку, закончилось, работа блока для предотвращения попадания сетевого напряжения на выход устройства организована так. Напряжение отрицательной полуволны сети снижается до выключения светодиода оптрона U1 и, следовательно, закрыванию его фототранзистора.

Это приводит к открыванию транзистора VT1, шунтированию им неинвертирующего входа и переключению компаратора DA1 и, как следствие, закрыванию транзисторов VT3, VT2 еще до появления положительной полуволны сетевого напряжения. Таким образом, происходит принудительная синхронизация узла стабилизации тока с полярностью напряжения сети. Оптрон U2 необходим лишь как улучшающий безопасность и во встраиваемых блоках питания может отсутствовать.

Зарядка аккумуляторной батареи длится сравнительно долго и требует определенного контроля. Поэтому в устройстве предусмотрена возможность автоматического отключения заряжаемой батареи при напряжении на ней 14,2. 14,4 В. Функцию порогового элемента отключения полностью заряженной батареи выполняет электромагнитное реле К1 (РЭС10), срабатывающее при напряжении около 10,5 В.

Реле подключено к выходным зажимам Х2 и Х3 через проволочный подстроечный резистор R11. Этот резистор вместе с конденсатором С14 образуют фильтр, подавляющий переменную составляющую пульсирующего зарядного напряжения, но пропускающий медленно нарастающую постоянную составляющую напряжения аккумуляторной батареи.

Поэтому при достижении порогового напряжения реле К1 срабатывает и размыкающимися контактами К1.1 отключает питание конденсаторного блока и системы управления.

Сама же обмотка реле остается под напряжением заряжаемой батареи и благодаря наличию гистерезиса выключается при снижении напряжения до 11,8 В. После чего происходит автоматическая подзарядка батареи аккумуляторов. Включение/выключение режима автоматического окончания зарядки осуществляют переключателем SA2.

Детали и компоненты

Применение реле серии РЭС10 обусловлено его малым током потребления и, следовательно, малым током разряда батареи в режиме прекращения зарядки. Маломощные контакты используемого реле отражают и особенности описываемого устройства, связанные с емкостным характером нагрузки.

Поэтому разрыв цепи питания конденсаторного блока происходит без искрения. Применение двух сетевых предохранителей (FU1, FU2) и двухсекционного выключателя SA1 связано с повышенными требованиями электробезопасности из-за отсутствия гальванической развязки устройства от сети.

В конденсаторном блоке возможно применение любых оксидных конденсаторов, но желательно одного типа. В случае использования импортных конденсаторов габариты этого блока можно существенно уменьшить. Диоды блока также могут быть любыми, рассчитанными на такой же ток и обратное напряжение — подойдут даже диоды Д226Б и Д7Ж, но при этом габариты блока и его масса существенно увеличатся.

Оптрон Т0325-12,5-4 заменим на оптрон Т0125-10 или Т0125-12,5 не ниже 4-го класса. Вместо КП706Б (VT3) возможно применение аналогичных отечественных полевых транзисторов или импортного IGBT на такой же ток и напряжение, причем желательно с минимальным сопротивлением канала.

При выборе электромагнитного реле (K1) необходимо учитывать, что паспортное номинальное напряжение примерно в 1,5. 1,7 раза выше напряжения срабатывания и что напряжение срабатывания может быть несколько различным даже для реле из одной партии.

Возможно применение реле РЭС9, РЭС22, РЭС32 и иных, обладающих достаточно малым потребляемым током, на напряжение срабатывания в пределах 8. 12 В. При этом, возможно, придется подобрать резистор R11 и конденсатор С14 с целью эффективного подавления переменной составляющей, предотвращения «дребезга» контактов реле и ложных срабатываний.

Налаживание устройства

Налаживание устройства проводите только при наличии сетевых предохранителей. Перед первым включением обязательно проверьте правильность монтажа и соединений, поскольку ошибки могут привести к выходу из строя большей части деталей и даже взрыву конденсаторов. В порядке страховки конденсаторный блок можно прикрыть коробкой из плотного картона или фанеры.

Правильно собранное устройство начинает работать сразу. Потребуется в основном лишь подборка резисторов R6 и R8 для корректировки диапазона регулировки тока зарядки. Для этого к выходу блока подключите разряженную батарею аккумуляторов и подборкой резисторов R6 и R8 установите по амперметру РА1 диапазон регулирования зарядного тока резистором R7.

Если при начальном положении движка резистора R7 ток будет отличен от нуля, то нужно уменьшить сопротивление резистора R8. Если же ток зарядки становится равным нулю не в крайнем положении движка R7, сопротивление этого резистора следует увеличить. Далее движок резистора R7 установите в конечное положение. Если теперь ток зарядки окажется меньше максимального, сопротивление резистора R6 придется уменьшить, а если превышает — увеличить.

Готовый конденсаторный преобразователь

Рис. 3. Вид готового устройства.

После этого, установив переключатель SA2 в положение «Ручной режим», доведите батарею до полной зарядки, контролируя напряжение на нем вольтметром постоянного тока.

Затем отключите устройство от сети, переведите тумблер SA2 в режим «Авт.», а движок резистора R11 — в положение максимального сопротивления. Снова подключите устройство к сети и уменьшением сопротивления резистора R11 добейтесь четкого срабатывания реле К1 — устройство готово к эксплуатации.

Внимание! При налаживании и эксплуатации зарядного устройства необходимо помнить об отсутствии гальванической развязки от сети. Следовательно, подключать и отключать его от аккумуляторной батареи можно только при отключенной от сети вилке шнура питания.

Н. Казаков, А. петров, г. Волгоград. Радио 1999/1. стр. 41.

  • PCBWay — всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН.
  • Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет.
  • Проекты с открытым исходным кодом — доступ к тысячам открытых проектов в сообществе PCBWay!

  • Переделка зарядки от сотового телефона для заряда аккумулятора 6F22 (9В)
  • Схема светодиодного прожектора и зарядного устройства на LM2575
  • Прецизионное зарядное устройство для аккумуляторов
  • Регулируемый стабилизатор тока 16В/7А (140УД1, КУ202)

собирал я эту схему лет десять назад. очень интересный эффект она дает, во первых пиковое напряжение зарядки вольт 20 и больше (аккум кипит даже разряженный и хорошо десульфатируется), во вторых транзистор очень хорошо взрывается из-за низкого напряжения управления вначале подачи питания- нужно усовершенствование в виде компаратора на питание. и еще пиковый ток транзистора может превысить все разумные пределы.. рекомендую дроссель последовательно на выход устройства. да и еще устройство- почти чистая реактивная нагрузка, ну и конденсаторы все-таки греются. вот

В оригинале статьи (Р-1999-01) транзисторы VT1, VT2 обозначены как КТ209М (p-n-p), что в свою очередь является ошибкой, поскольку на схеме изображены транзисторы n-p-n структуры. Здесь же на схеме мы указали что VT1, VT2 — КТ3102.

Спасибо за ответ!, а так-же и более развернутый принцип работы выпрямительного блока.В общем-то,я так и анализировал его работу,и могу сказать — ДОВОЛЬНО ОРИГИНАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ! Единственное, на что нужно обратить внимание, — это на качественные емкости конденсаторов(мое мнение — нежен подбор), и не могу обойти замечания (АЛЕКСЕЯ #3), что-бы Вы сказали по этому замечанию или рекомендации (ну это кому-как, лично мне, -так я-бы был благодарен за них, так-как в этом рождается истина, и не все ОБЪЯТЬ НЕОБЪЯТНОЕ). /BRIZ 73/

Нагрузка на конденсаторы достаточно большая, поэтому они и греются, этот нагрев в свою очередь будет негативно сказываться на продолжительности их работы. Электролиты в схеме преобразования желательно ставить новые и качественные, хотя на рисунке 3 видно что стоят старые советские банки!

Схемное решение действительно оригинальное, интересная реализация. Но смущает то что нет гальванической развязки в схеме, нужно быть предельно аккуратным при ее наладке и использовании.

Предохранители на вход ставить ОБЯЗАТЕЛЬНО. Перед первым включением можно поставить вместо одного из предохранителей лампочку 220В/100Вт, а также накрыть всю конструкцию какой-то коробкой, а то мало ли что. )

Да,нагрев конечно неизбежен!,-но тем-немение схема работоспособная!Конечно,гальваническая развязка,-есть единственный МИНУС.Впрочем(из практики:Я при любых эл.монтажных работах ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ,расстилаю полиэтиленовую пленку(продается в хоз.магазинах, для грядок на дачах, и она двайная),- то-же НА ВСЯКИЙ СЛУЧАЙ!Очень помогает,только нужно следить за целостностью ее.),так-что в этом случае, она то-же может очень помочь! Ну-а с предохранителями,как говорится;- САМ БОГ ВЕЛЕЛ;-о б я з а т е л ь н о. И о защите емкостей от ‘не желательных последствий’! Нужен своего рода ‘сэндвич’,-состоящий из пенопласта и текстолитовой пластиной (рамерами по блоку емкостей),и все это скрепить скотчем,-и вся проблема в защите(мне тек кажется).

Читайте также:  Как заряжать гелиевый аккумулятор зарядным устройством

Пожалуйста верните текст в оригинальный вид. В статье указывается, что пороговое напряжение на батарее = 14,2-14,4 В, а реле срабатывает при 10,5 В, которое оно (реле) получает после прохождения фильтра на элементах R11, C14. А как известно на каждом сопротивлении(R11) происходит падение напряжения. Так и в данном случае сопротивление R11 подстраивается таким образом, чтобы при достижении постоянной составляющей напряжения на батарее в 14,2-14,4 В, напряжение на реле составляло бы 10,5 В.(т.е. напряжение срабатывания реле).

Georg, вы правы! Привели описание схемы к изначальному. Благодарим за внимательность!

Источник

Особенности, элементы и требования к бестрансформаторным зарядным устройствам

Бестрансформаторное зарядное устройство используют как альтернативу обычным ЗУ автомобиля. Механизм не занимает много места и не требует больших финансовых затрат. Отличается надежностью. Можно собрать самостоятельно из простых элементов. Подобный принцип работы применяется давно в фонариках.

Предназначение

До запуска бортовой сети машины, энергия поступает от батареи аккумулятора, которая не вырабатывает электричество.

Аккумулятор представляет собой источник электрической энергии, необходимый для питания автомобиля. Потраченный потенциал возобновляется благодаря генератору.

Использованную энергию в полной мере не компенсирует даже постоянно работающий АКБ. Поэтому иногда возникает потребность в применении других накопительных видов энергии.

Бестрансформаторное ЗУ используют для зарядки аккумуляторов типа АА и ААА.

Преимущества и недостатки

При отсутствии трансформаторов напряжения удобно использовать специальное зарядное устройство. Плюсы такого механизма:

  • при долгосрочной эксплуатации не перегревается;
  • можно использовать для всех видов аккумуляторов разной мощности (при этом увеличивают или уменьшают номинал конденсаторов);
  • можно подключать совершенно разряженную батарею без первичного уменьшения напряжения;
  • система защищена на выходе от короткого замыкания;
  • водителю необязательно следить за процессом подзарядки;
  • легкая схема с использованием незначительного количества элементов;
  • небольшой размер.

Главный минус установки — отсутствие гальванической развязки. Зарядка осуществляется непосредственно от сети, блок конденсаторов выступает проводником напряжения.

Основные элементы

Чтобы постоянно не искать трансформатор, лучше пользоваться несложным устройством без понижающих элементов. В состав схемы бестрансформаторного зарядного устройства входят такие детали:

  • конденсаторы(не меньше четырех);
  • светодиод;
  • резистор;
  • диодный мост.

Внимание! Конденсаторы заменяют трансформатор. Размещаются параллельно. Рекомендуется использовать оксидные конденсаторы одного вида.

Если применять импортные модели, размеры данной системы можно сократить. Диоды устройства можно выбрать разные, которые рассчитаны на определенную величину тока и обратное напряжение. Для блока подходят диоды Д7Ж и Д226Б, только вес и размеры механизма вырастут.

Резистор необходим для ликвидации напряжения, которое остается после отсоединения механизма от основного источника питания. Диодный мост размещают сразу за конденсатором. Он эксплуатируется при значении электрического тока до 6 Ампер. К выводам присоединяются провода, которые тянутся на АКБ для питания. В целях безопасности, чтобы исключить удар током, нельзя касаться этих проводов во время эксплуатации зарядного устройства.

Основные требования к компонентам механизма

Необходим обязательно выпрямитель, так как аккумулятор заряжается от стабильного электрического тока, а напряжение в сети изменяется. В устройстве применяют готовый диодный мост или делают самостоятельно из выпрямительных диодов. В первом варианте, следует найти мост с напряжением больше 400 В и значением тока не меньше 3 А.

Общая емкость приспособления конденсаторов 8 мкФ. На выходе ток достигает значения 1А. Уровень напряжения составляет от 180 до 200 Вольт.

Внимание! Нельзя касаться выходных клемм и проводов при включении с сетевым напряжением 220 Вольт.

Что касается короткого замыкания, то система не выходит из строя, лишь происходит незначительное выделение тепла в зоне диодов.

Конденсаторы рекомендуется выбирать со значением 400 Вольт. Напряжение в электрической сети изменяется, происходят большие перепады.

После выключения устройства, на конденсаторах остается напряжение. Поэтому устанавливают также конденсатор (8-10 мкФ) или резистор мощностью от 210 до 810 кОм, чтобы происходил процесс разрядки. Размеры системы позволяют хранить ее в небольшой коробке.

Настройка ЗУ

Использовать механизм можно, когда есть сетевые предохранители. До первого включения рекомендуется проверить правильность сборки и креплений. Даже незначительные погрешности могут спровоцировать поломку многих компонентов, взрыв конденсаторов. Поэтому устройство желательно накрыть картонной коробкой. Правильно составленный механизм начинает работать сразу.

Главное, необходимо подобрать резисторы R6, R8 с целью регулировки границ колебаний тока во время зарядки. Поэтому к выходу системы подсоединяют батарею аккумуляторов в разряженном состоянии. С помощью вышеуказанных элементов устанавливают амперметром РА1 границы управления тока резистором R7.

В случае, когда первоначальное состояние движка детали марки R7, показатель тока не равняется нулю, нужно снизить сопротивление в звене R8. При нулевом токе заряда, в условиях, когда двигатель R7 находится не в крайней точке, сопротивление такого резистора необходимо повысить. Потом движок резистора R7 фиксируют в максимальном состоянии. При величине заряженного тока ниже максимального, сопротивление в резисторе R6 нужно убавить, а когда выше – усилить.

Источник

Бестрансформаторное зарядное устройство

Предлагаю маломощное зарядное устройство (ЗУ) с гасящим конденсатором (рис.1). Оно предназначено для зарядки аккумуляторов с максимальным выходным током 140 мА и напряжением до 20 В. Транзисторная пороговая схема позволяет установить зарядное напряжение 13,8. 14,4 В (для аккумуляторов — 12,6 В), при котором происходит отключение зарядного тока, т.е. предотвращается перезаряд аккумулятора. Этому способствует и постепенное снижение зарядного тока при увеличении напряжения на аккумуляторе.

Рис.1. Принципиальная схема зарядного устройства

В схеме ЗУ особое внимание уделено безопасности. Фазовый провод «Ф» сети 220 В присоединен через предохранитель и ограничитель пусковых токов R1 к гасящему конденсатору С1, другой вывод которого и нулевой провод сети «0» присоединены к конденсаторному делителю напряжения.

Через диодный мост VD1. VD4 напряжение с конденсаторов С2, СЗ подведено к ключевой схеме на VT1. VT3. Резистор R7 — шунт индикатора тока заряда VD5. Зарядный ток в виде широких импульсов частотой 100 Гц поступает через ключ VT1 и диод VD7 в аккумулятор. В паузах между зарядными импульсами аккумулятор разряжается для десульфатации через пороговую схему на VT3 и VD6.

Резистором R12 устанавливают максимальное напряжение заряда аккумулятора. При его достижении открывается транзистор VT3, a VT2, VT1 закрываются, ток заряда прекращается, и гаснет зеленый светодиод VD5, индицирующий заряд. Через некоторое время из-за саморазряда напряжение на аккумуляторе уменьшается, и пороговый триггер на VT2, VT3 вновь включает зарядный ток, открывая VT1. Мигание VD5 с периодом около 5 с показывает заряженное состояние аккумулятора. В таком режиме аккумулятор может питать звонковую цепь или люминесцентную лампу дежурного освещения. При теперешних «веерных» отключениях это немаловажное свойство ЗУ.

Наиболее ответственная деталь ЗУ — конденсатор С1. Здесь можно использовать 2 конденсатора типа К73-14 (1 мкФ х 400 В) или 4 К73-17 (0,47 мкФ х 630 В), соединенных параллельно. Электролитические конденсаторы С2, СЗ — К50-35 (22 мкФ х 63 В). Импортные «электролиты» применять нежелательно, т.к. они обладают большими потерями при перезарядке.

Диоды VD1. VD4 можно применить любые с Uoбp > 100 В и Imax > 200 мА. Неплохо работают КД103А и 1N4007. Транзисторы — с Uкэ > 80 В.

При первом включении ЗУ нужно установить движок регулятора R12 в нижнее по схеме положение. Должен светиться зеленый светодиод VD5. В процессе работы стоит проверить отсутствие нагрева VT1. Устранить перегрев можно уменьшением сопротивления R9 или заменой VT1, VT2 на транзисторы с большим β.

При достижении U = 13,8 В вращением R12 нужно выключить зарядный ток.

Подключать ЗУ к сети 220 В следует с применением индикаторной отвертки или неоновой лампочки ТН-0,2 с резистором 240 кОм (0,5 Вт) для определения фазного провода в розетке.

Для зарядки 6-вольтовых аккумуляторов стабилитрон VD6 нужно заменить на КС133 или КС147.

При отключении аккумулятора от ЗУ напряжение на выходе ЗУ (катод VD7) равно нулю. Относительно нулевого провода сети оба выходных провода ЗУ имеют потенциал около 30 В. Замыкание выходных проводов ЗУ не выводит его из строя, т.к. максимальный ток ограничен С1 на уровне 140 мА.

Источники:

  1. О.Ховайко. Источники питания с конденсаторным делителем напряжения. — Радио, 1997, N11, С.56.
  2. А.Сорокин. Зарядно-десульфатирующий автомат. — Радиолюбитель, 1998, N10, С.30.
  3. А.Трифонов. Выбор балластного конденсатора. — Радио, 1999, N4, С.44.
  4. С.Бирюков. Расчет сетевого источника питания с гасящим конденсатором. — Радио, 1997, N5, С.48.
  5. С.Бирюков. Цифровые устройства на ИМС, 1999.
  6. Р.Левицкий. Об использовании конденсаторов в цепях переменного тока. — Радио, 1969, N8, С.49.
  7. Импульсное зарядное устройство. — Радио, 1995, N8, С.61.

Источник