Схема зарядного пристрою

ДЛЯ (герметичних, необслуговуваних) АКУМУЛЯТОРІВ.

Акумулятори, що виготовляються за технологіями GEL і AGM, конструктивно є свинцево-кислотними АКБ, вони складаються з схожого набору складових частин - в пластиковому корпусі пластини-електроди зі свинцю або його сплавів, занурені в кислотну середу - електроліт, в результаті протікають хімічних реакцій між електродами і електролітом виробляється електричний струм. При подачі зовнішнього електричного напруги заданої величини на клеми свинцевих пластин, відбуваються зворотні хімічні процеси, в результаті яких батарея відновлює свої початкові властивості, тобто заряджається.

АКУМУЛЯТОРНІ БАТАРЕИ ТЕХНОЛОГІЇ AGM (Absorbent Glass Mat) - відмінність цих батарей від класичних в тому, що в них міститься не рідкий, а абсорбований електроліт, це дає ряд змін у властивостях акумулятора.
Герметичні, не обслуговуються акумулятори, вироблені з використанням технології AGM, прекрасно працюють в буферному режимі, тобто в режимі підзарядки, в такому режимі вони служать до 10-15 років (АКБ-12V). Якщо ж їх використовувати в циклічному режимі (тобто постійно заряджати-розряджати хоча б на 30% -40% від ємності), то їх термін служби скорочується. Майже всі герметичні акумулятори можуть встановлюватися на боці, однак виробник зазвичай рекомендує встановлювати батареї в "нормальної", вертикальної позиції.
AGM батареї загального призначення зазвичай використовуються в недорогих UPS (бесперебойніка), і резервних системах електропостачання, тобто там, де батареї в основному знаходяться в режимі підзарядки, а іноді, під час перебоїв в електропостачанні, віддають накопичену енергію.
AGM акумулятори зазвичай мають максимальний дозволений струм заряду 0,3С, і кінцева напруга заряду 14,8-15V.

недоліки:
Чи не повинні зберігатися в розрядженому стані, напруга не повинна впасти нижче 1,8V;
Вкрай чутливі до перевищення напруги заряду;

Акумулятори, виготовлені за цією технологією, часто плутають з акумуляторами, виготовленими за технологією GEL (у яких електроліт желеподібний, які мають ряд переваг).

АКУМУЛЯТОРНІ БАТАРЕИ ТЕХНОЛОГІЇ GEL (Gel Electrolite) - містять електроліт, загущений в желеобразное стан, цей гель не дає електроліту випаровуватися, пари кисню і водню утримуються всередині гелю, реагують і перетворюються в воду, яка вбирається гелем. Майже всі випаровування, таким чином, повертаються назад в акумулятор, і це називається рекомбінацією газу. Така технологія дозволяє використовувати постійне кількість електроліту без добавки води на весь термін служби акумуляторної батареї, А його підвищений опір розрядним струмів не дає утворюватися «шкідливим» неруйнівного сульфатів свинцю.
Гелеві акумулятори мають приблизно на 10-30% більший термін служби, ніж AGM акумулятори та краще витримують циклічні режими заряду-розряду, також, вони менш болісно переносять глибокий розряд. Такі акумулятори рекомендується застосовувати там, де потрібно забезпечити довгий термін служби при глибших режимах розряду.
За рахунок своїх характеристик гелеві акумулятори можуть довго перебувати вбраними, мають низький саморозряд, їх можна експлуатувати в житловому приміщенні і майже в будь-якому положенні.
Найчастіше такі акумулятори на напругу 6V або 12V використовують в блоках резервного живлення комп'ютерів (UPS), охоронних і вимірювальних системах, ліхтарях і інших приладах, що вимагають автономного живлення. До недоліків можна віднести необхідність суворого дотримання режимів заряду.
Як правило при зарядці таких акумуляторів струм заряду встановлюють на рівні 0,1, де С - це ємність акумулятора, причому, зарядний струм обмежують а напруга стабілізують і встановлюють в межах 14-15 вольт. В процесі заряду напруга залишається практично незмінним, а струм зменшуватися від встановленого, до значення 20-30мА в кінці заряду. Подібні акумуляторні батареї випускаються багатьма виробниками, і їх параметри можуть відрізнятися і, перш за все, по максимально допустимому зарядного струму, тому перед використанням бажано вивчити документацію конкретного екземпляра АКБ.

Для заряду батарей виготовлених за технологією GEL і AGM, необхідно використовувати спеціальний зарядний пристрій з відповідними параметрами заряду, відмінними від заряду класичних акумуляторів з рідким електролітом.

Далі пропонується добірка різних схем для заряду таких акумуляторних батарей і якщо прийняти за правило заряджати АКБ зарядним струмом близько 0,1 від його ємності, то можна сказати, що пропонованими зарядними пристроями можна заряджати акумулятори практично будь-яких виробників.

Рис.1 Фото акумулятора 12V (7.2А / ч).

Схема зарядного пристрою на мікросхемі L200C представляє собою стабілізатор напруги з програмованим обмежувачем вихідного струму.



Рис.2 Схема зарядного пристрою.

Потужність резисторів R3-R7 задають струм заряду повинна бути не менше зазначеної на схемі, а краще більше.
Мікросхему, треба встановити на радіатор, причому, чим легше буде її тепловий режим, тим краще.
Резистор R2 потрібен для підстроювання вихідної напруги в межах 14-15 вольт.
Напруга на вторинній обмотці трансформатора 15-16 вольт.

Все працює так - на початку заряду струм великої, а до кінця опускається до мінімального, як правило, виробники для збереження ємності АКБ рекомендує якраз такий, незначний струм протягом тривалого часу.

Рис.3 Плата готового пристрою.

Схема зарядного пристрою, основу якого складають інтегральні стабілізатори напруги КР142ЕН22, Використовує "заряд постійною напругою з обмеженням струму" і розрахована на зарядку різних типів акумуляторних батарей.



Працює схема так: спочатку на розряджений акумулятор подається номінальний струм, а потім у міру зарядки напруга на АКБ зростає, а струм залишається незмінним, при досягненні встановленого порогу напруги, його подальше зростання припиняється, а струм починає знижуватися.
До моменту закінчення зарядки, зарядний струм дорівнює струму саморозряду, в такому стані АКБ може перебувати в зарядному пристрої скільки завгодно довго без перезарядження.

Зарядний пристрій створено як універсальне і призначене для зарядки 6 і 12-вольтів акумуляторів найбільш поширених ємностей. У пристрої використано інтегральні стабілізатори КР142ЕН22, головне достоїнство яких полягає в низькій різниці напруг вхід / вихід (для КР142ЕН22 це напруга одно 1,1V).

Функціонально пристрій можна розділити на дві частини, вузол обмеження максимального струму (DA1.R1-R6) і стабілізатор напруги (DA2, R7-R9). Обидві ці частини виконані за типовими схемами.
Перемикачем SB1 вибирають максимальний зарядний струм, а перемикачем SB2 кінцева напруга на АКБ.
При цьому, при зарядці 6V АКБ секція SB2. 1 перемикає вторинну обмотку трансформатора, знижуючи напругу.
Для зменшення часу заряду величина початкового зарядного струму може досягати 0.25С, (деякі виробники АКБ допускають максимальний зарядний струм до 0,4 с).

деталі:
Так як пристрій розрахована на тривалу безперервну роботу, то на потужності токозадающіх резисторів R1- R6, економити не слід, і взагалі все елементи бажано вибирати з запасом. Крім збільшення надійності, це дозволить поліпшити тепловий режим всього пристрої.
Підлаштування резистори бажано взяти багатооборотні СП5-2, СП5-3 або їх аналоги.
Конденсатори: С1 - К50-16, К50-35 або імпортний аналог, С2, СЗ можна застосувати метало плівкові типу К73 або, керамічні К10-17, КМ-6. Імпортні діоди 1N5400 (3А, 50V), при наявності в корпусі вільного місця, бажано замінити вітчизняними в металевих корпусах типу Д231, Д242, КД203 і т. п.
Ці діоди досить добре розсіюють тепло своїми корпусами, і при роботі в цей пристрій слід їх нагрівання практично непомітний.
Понижуючий трансформатор повинен забезпечувати максимальний зарядний струм тривалий час без перегріву. Напруга на обмотці II становить 12V (заряд 6-вольтів АКБ). Напруга на обмотці III, що включається послідовно з обмоткою II при заряді 12-вольтів АКБ - 8V.
При відсутності мікросхем КР142ЕН22 можна встановити КР142ЕН12, але при цьому треба врахувати, що вихідні напруги на вторинних обмотках трансформатора доведеться збільшити на 5V. Крім того, доведеться встановити діоди, що захищають мікросхеми від зворотних струмів.

Налагодження пристрою слід почати з установки резисторами R7 і R8 необхідних напруг на вихідних клемах пристрою без підключення навантаження. Резистором R7 встановлюється напруга в межах 14,5 ... 14,9V для заряду 12-вольтів батарей, і R8-7,25 ... 7,45V для 6-вольтів. Потім, підключивши навантажувальний резистор опором 4,7 Ом і потужністю не менше 10W в режимі заряду 6-вольтів батарей, перевіряють по амперметрі вихідний струм при всіх положеннях перемикача SB1.

ВАРІАНТ ПРИСТРОЇ ДЛЯ ЗАРЯДУ АКБ12V-7.2AH,схема така ж, як попередня, тільки з неї виключені перемикачі SB1, SB2 з додатковими резисторами і застосований трансформатор без відводів.




Налаштовуємо так само, як описано вище: Спочатку резистором R3 без підключення навантаження встановлюють напругу на виході в межах 14,5 ... 14,9V, а потім при підключеній навантаженні, підбором резистора R2, виставляють вихідний струм, рівний 0,7 ... 0 , 8А.
Для інших типів АКБ знадобитися підбирати резистори R2, R3 і трансформатор відповідно до напругою і ємністю акумуляторної батареї.
Параметри зарядки слід вибирати виходячи з умови I \u003d 0,1, де С - ємність акумулятора, і напруга 14,5 ... 14,9V (для 12-вольтів АКБ).

При роботі з цими пристроями спочатку встановлюють необхідні величини зарядного струму і напруги, потім підключають АКБ і пристрій включають в мережу. У деяких випадках можливість вибору зарядного струму дозволяє прискорити заряд, встановивши струм більш 0.1С. Так, наприклад АКБ ємністю 7,2А / год можна заряджати струмом 1,5А не перевищено при цьому максимально допустимий зарядний струм 0,25 с.

Інтегральний стабілізатор напруги КР142ЕН12 (LM317) дозволяє створити простий джерело стабільного струму,
мікросхема в такому включенні, являє собою стабілізатор струму і не залежно від підключеного акумулятора видає тільки розрахунковий струм - напруга встановлюється "автоматично".



Переваги запропонованого пристрою.
Чи не боїться коротких замикань; неважливо кількість елементів в заряджає акумулятор і їх тип - можна заряджати та кислотний герметичний 12,6V і літієвий 3,6V і лужної 7,2V. Перемикач струму слід включати так, як показано на схемі - щоб за будь-яких маніпуляціях резистор R1 залишався підключеним.
Зарядний струм розраховується так: I (в амперах) \u003d 1,2V / R1 (в Омах). Для індикації струму використаний транзистор (германієвого), що дозволяє візуально спостерігати струми до 50 мА.
Максимальна напруга акумуляторної батареї має бути менше, ніж напруга живлення (зарядки), на 4V; в разі заряду максимальним струмом 1А, мікросхему 142ЕН12 слід встановити на радіатор, що розсіює не менше 20W.
Зарядний струм 0,1 від ємності підходить для будь-яких видів акумуляторів. Щоб повністю зарядити акумулятор, йому треба дати 120% номінального заряду, але перед цим він повинен бути повністю розряджений. Отже, час зарядки в рекомендованому режимі - 12 годин.

деталі:
Діод D1 і запобіжник F2 захищають ЗУ від неправильного включення акумулятора. Ємність С1 вибирається зі співвідношення: на 1 Ампер треба 2000 мкФ.
Випрямний міст - на струм не менше 1А і напруга більш 50V. Транзистор - германієвого через малого відкриває напруги Б-Е. Номіналами резисторів R3-R6 визначається струм. Мікросхема КР142ЕН12 замінна на будь-які аналоги, що витримують заданий струм. Потужність трансформатора - не менше 20W.

ПРОСТОЇ Зарядний пристрій НА LM317, Схема як в описі (Datasheet), додаємо тільки деякі елементи, і отримуємо зарядний пристрій.



Діод VD1 доданий для того що б заряджається АКБ ні розряджався в разі втрати електроживлення, ще доданий перемикач напруги. Струм заряду виставлений в районі 0,4А, транзистор VT1- 2N2222 можна замінити КТ3102, перемикач S1 будь на два положення, трансформатор 15V, діодний міст на 1N4007
Струм заряду виставляється (1/10 від ємності АКБ) за допомогою резистора R7, що розраховується за формулою R \u003d 0.6 / I зар.
На цьому прикладі це R7 \u003d 0.6 / 0.4 \u003d 1.5Ом. Потужність 2 W.

Налаштування.
Підключаємо в мережу, виставляємо потрібні напруги, для АКБ-6V напруга заряду 7.2V-7.5V, для АКБ-12V - 14,4-15V, виставляється резисторами R3, R5 відповідно.

Зарядний пристрій з автоматичним відключенням для зарядки 6V герметичній свинцевою батареї, з мінімальними змінами можна застосувати і для зарядки інших типів акумуляторних батарей, з будь-яким напругою, для яких умовою закінчення заряду є досягнення певного рівня напруги.
У цьому пристрої заряд батареї припиняється при досягненні напруги на клемах 7.3V. Заряд ведеться не стабілізована струмом, обмеженим на рівні 0,1 резистором R5. Рівень напруги, при якому пристрій припинить заряд, задається стабілітроном VD1 з точністю до десятих часток вольта.
Основою схеми є операційний підсилювач (ОУ), що входить як компаратор, і підключений інвертується входом до джерела зразкового напруги (R1-VD1), а не інвертує до АКБ. Як тільки напруга на АКБ перевищить зразкове напруга, компаратор переключиться в одиничне стан, транзистор Т1 відкриється і реле К1 відключить АКБ від джерела напруги, одночасно подасть позитивне напруга на базу транзистора T1. Таким чином Т1 виявиться відкритим і його стан вже не буде залежати від рівня напруги на виході компаратора. Сам компаратор охоплений позитивним зворотним зв'язком (R2), що створює гистерезис і призводить до різкого, стрибкоподібного переключенню виходу і відкриванню транзистора. Завдяки цьому схема позбавлена \u200b\u200bвід нестачі подібних пристроїв з механічним реле, при якому реле видає неприємний деренчливий звук через те, що контакти балансують на межі перемикання, але включення ще не відбувається. У разі відключення напруги пристрій відновить роботу, як тільки воно з'явиться і не допустить перезаряда АКБ.



Пристрій, зібране з справних деталей починає працювати відразу, і в налаштуванні не потребує. Операційний підсилювач, вказаний на схемі, може працювати в діапазоні живлячих напруг від 3-х до 30 вольт. Напруга відключення залежить тільки від параметрів стабілітрона. При підключенні акумулятора з іншою напругою, наприклад 12V, стабілітрон VD1 необхідно підібрати по напрузі стабілізації, (на напругу зарядженої АКБ - 14,4 ... 15V).

Зарядний пристрій ДЛЯ СВИНЦЕВО кислотність герметичний акумулятор.
Стабілізатор струму містить всього три деталі: інтегральний стабілізатор напруги DA1 типу КР142ЕН5А (7805), світлодіод HL1 і резистор R1. Світлодіод, крім роботи в стабілізаторі струму, виконує також функцію індикатора режиму заряду акумулятора. Заряд акумулятора проводиться постійним струмом.



Змінна напруга з трансформатора ТР1 надходить на діодний місток VD1, стабілізатор струму (DA1, R1, VD2).
Налаштування схеми зводиться до регулювання струму заряду акумулятора. Зарядний струм (в амперах) зазвичай вибирають в десять разів менше чисельного значення ємності акумулятора (в ампер-годинах).
Для настройки замість акумулятора потрібно підключити амперметр на ток 2 ... 5А і підбором резистора R1 встановити за ним потрібний струм заряду.
Мікросхема DA1 потрібно встановити на радіатор.
Резистор R1 складається з двох послідовно з'єднаних дротяних резисторів потужністю 12W.

Дворежимним Зарядний пристрій.
Пропонована схема зарядного пристрою для акумуляторних батарей напругою 6V, об'єднує в собі переваги двох основних типів зарядних пристроїв: постійної напруги і постійного струму, кожне з яких має свої переваги.



Основу схеми складає регулятор напруги на LM317T і керований стабілітрон TL431.
У режимі постійного струму резистор R3 встановлює струм 370 мА, діод D4 запобігає розряд батареї через LМ317Т при зникненні напруги, резистор R4 забезпечує відмикання транзистора VT1 при подачі напруги мережі.
Керований стабілітрон TL431, резистори R7, R8 і потенціометр R6 формують ланцюг, визначальну заряд батареї до заданої напруги. Світлодіод VD2 - індикатор мережі, світлодіод VD3 загоряється в режимі постійної напруги.

ПРОСТОЇ АВТОМАТИЧНЕ Зарядний пристрій, Призначене для зарядки акумуляторних батарей напругою 12 вольт, розраховане на безперервну цілодобову роботу з живленням від мережі напругою 220V, заряд здійснюється малим імпульсним струмом (0.1-0.15 А).
При правильному підключенні акумулятора повинен загорітися зелений індикатор пристрою. Відсутність світіння зеленого світлодіода говорить про повному заряді акумуляторної батареї або про обрив лінії. При цьому спалахує червоний індикатор пристрою (світлодіод).



У пристрої передбачений захист від:
Короткого замикання в лінії;
Короткого замикання в самому акумуляторі.
Неправильного підключення полярності акумулятора;
Налагодження полягає в підборі опорів R2 (1.8к) і R4 (1.2к) до зникнення світіння зеленого світлодіода, при напрузі на акумуляторі 14,4V.

ЗАРЯДНИЙ ПРИСТРІЙ забезпечує стабілізований струм навантаження і призначене для зарядки мотоциклетних акумуляторних батарей з номінальною напругою 6-7V. Струм заряду плавно регулюється в межах 0-2А, змінним резистором R1.
Стабілізатор зібраний на складеному транзисторі VT1, VT2, стабілітрон VD5 фіксує напругу між базою і емітером складеного транзистора, в результаті чого транзистор VT1, з'єднаний послідовно з навантаженням, підтримує практично постійний струм заряду, незалежно від зміни ЕРС батареї в процесі заряду.



Пристрій являє собою генератор струму з великим внутрішнім опором, тому воно не боїться коротких замикань, з резистора R4 знімається напруга зворотнього зв'язку по току, що обмежує струм через транзистор VT1 при короткому замиканні в ланцюзі навантаження.

Зарядний пристрій З УПРАВЛІННЯМ зарядним струмом на основі тітісторного фазоімпульсной регулятора потужності, не містить дефіцитних деталей, і при свідомо справних елементах не вимагає налагодження.
Зарядний струм за формою близький до імпульсного, який, як вважається, сприяє продовженню терміну служби батареї.
Недолік пристрою - коливання зарядного струму при нестабільній напрузі електроосвітлювальної мережі, і як всі подібні тиристорні фазоімпульсной регулятори, пристрій створює перешкоди радіоприйому. Для боротьби з ними слід передбачити мережевий LC-фільтр, аналогічний тим, які застосовують в мережевих імпульсних блоках харчування.



Схема являє собою традиційний тиристорний регулятор потужності з фазоімпульсним управлінням, що живиться від обмотки II понижувального трансформатора через діодний міст VD1-VD4. Вузол управління тиристором виконаний на аналогу одноперехідного транзистора VT1, VT2. Час, протягом якого конденсатор С2 заряджається до перемикання одноперехідного транзистора, можна регулювати змінним резистором R1. При крайньому правому по схемі положенні його движка зарядний струм буде максимальним і навпаки. Діод VD5 захищає керуючу ланцюг від зворотного напруги, що виникає при включенні тиристора VS1.

Деталі пристрою крім трансформатора, діодів випрямляча, змінного резистора, запобіжника і тиристора, розміщені на друкованій платі.
Конденсатор С1-К73-11 ємністю від 0,47 до 1 мкФ або К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП. Діоди VD1-VD4 будь-які на прямий струм 10А і зворотне напруга не менше 50V. Замість тиристора КУ202В підійдуть КУ202Г-КУ202Е, будуть нормально працювати і потужні Т-160, Т-250.
Транзистор КТ361А замінимо на КТ361В КТ361Е, КТ3107А КТ502В КТ502Г КТ501Ж, а КТ315А на КТ315Б-КТ315Д КТ312Б КТ3102А КТ503В-КТ503Г. Замість КД105Б підійдуть КД105В КД105Г або Д226 з будь-яким літерним індексом.
Змінний резистор R1 - СГМ, СПЗ-30а або СПО-1.
Мережевий понижуючий трансформатор необхідної потужності з напругою вторинної обмотки від 18 до 22V.
Якщо напруга у трансформатора на вторинній обмотці понад 18V резистор R5 слід замінити іншим більшого опору (при 24-26V до 200 Ом). У разі, коли вторинна обмотка трансформатора має відвід від середини або дві однакові обмотки, то випрямляч краще виконати на двох діодах за стандартною двуполуперіодіой схемою.
При напрузі вторинної обмотки 28 ... 36V можна взагалі відмовитися від випрямляча - його роль буде одночасно виконувати тиристор VS1 (випрямлення - однонапівперіодне). Для такого варіанту необхідно між виведенням 2 плати і плюсовим проводом включити розділовий діод КД105Б або Д226 з будь-яким буквеним індексом (катодом до плати).
У цьому випадку в якості тиристора можна використовувати тільки ті, які допускають роботу з зворотною напругою, наприклад, КУ202Е.

ЗАХИСТ акумулятори ВІД ПОГЛИБЛЕНИХ РАЗРЯДА.

Такий пристрій при зменшенні напруги на АКБ до мінімально допустимого значення, автоматично відключає навантаження. Пристрої можна використовувати там, де використовуються акумуляторні батареї, і де відсутній постійний контроль стану АКБ, тобто там, де важливо забезпечити запобігання процесів, пов'язаних з їх глибоким розрядом.

Трохи змінена схема першоджерела:

Наявні в схемі сервісні функції:
1. При зниженні напруги до 10,4V відбувається повне відключення навантаження і схеми контролю від акумулятора.
2. Напруження спрацьовування компаратора можна регулювати для конкретного типу акумулятора.
3. Після аварійного відключення повторне включення можливе при напрузі вище 11V, натисканням на кнопку "ON".
4. Якщо є необхідність відключити навантаження вручну, досить натиснути кнопку "OFF".
5. У разі недотримання полярності при підключенні до акумулятора (переполюсовкі), пристрій контролю і підключена навантаження не включаються.

Як підлаштування резистора допускається використання резисторів будь-якого номіналу від 10 кОм до 100 кОм.
У схемі використовується операційний посилювач LM358N, вітчизняним аналогом якого є КР1040УД1.
Стабілізатор напруги 78L05 на напругу 5V, можна замінити будь-яким аналогічним, наприклад, КР142ЕН5А.
Реле JZC-20F на 10А 12V, можливе застосування інших аналогічних реле.
Транзистор КТ817 можна замінити на КТ815 або інші аналогічні відповідної провідності.
Діод можна використовувати будь-який малопотужний, здатний витримати струм обмотки реле.
Кнопки без фіксації різних кольорів, зелена на включення, червона - на відключення.

Налагодження полягає в установці потрібного межі напруги відключення реле, зібране без помилок і зі справних деталей пристрій починає працювати відразу.

НАСТУПНЕ ПРИСТРІЙ для захисту 12v акумуляторів ємністю до 7.5а / Ч від глибокого розряду і короткого замикання з автоматичним відключенням його виходу від навантаження.





ХАРАКТЕРИСТИКИ
Напруга на акумуляторі, при якому відбувається відключення - 10 ± 0.5V.
Струм, споживаний пристроєм від акумулятора у включеному стані, не більше - 1 мА
Струм, споживаний пристроєм від акумулятора в вимкненому стані, не більше - 10мкА
Максимально допустимий постійний струм через пристрій - 5А.
Максимально допустимий короткочасний (5 сек) струм через пристрій - 10А
Час виключення при короткому замиканні на виході пристрою, не більше - 100 мкс

ПОРЯДОК РОБОТИ ПРИСТРОЇ
Підключіть пристрій між акумулятором і навантаженням в наступній послідовності:
- підключіть клеми на проводах, дотримуючись полярності (червоний провід +), до акумулятора,
- підключіть до пристрою, дотримуючись полярності (плюсова клема позначена значком +), клеми навантаження.
Для того щоб на виході пристрою з'явилося напруга потрібно короткочасно замкнути мінусовій вихід на мінусовій вхід. Якщо навантаження крім акумулятора живить інше джерело, то цього робити не треба.

Пристрій працює наступним чином;
При переході на живлення від акумулятора, навантаження розряджає його до напруги спрацьовування пристрою захисту (10 ± 0.5V). При досягненні цієї величини, пристрій відключає акумулятор від навантаження, запобігаючи подальшому його розряд. Включення пристрою відбудеться автоматично при подачі з боку навантаження напруги для заряду акумулятора.
При короткому замиканні в навантаженні пристрій також відключає акумулятор від навантаження, Включення його станеться автоматично, якщо з боку навантаження подати напругу більше 9,5V. Якщо такого напруження немає, то треба короткочасно перемкнути вихідну мінусову клему пристрою і мінус акумулятора. Резисторами R3 і R4 встановлюється поріг спрацьовування.

1. ДРУКАРСЬКІ ПЛАТИ В ФОРМАТІ LAY (Sprint Layout) -

Там, де необхідно зарядити свинцевий акумулятор середніх і малих розмірів (НЕ автомобільний), то найчастіше беруть звичайний блок живлення або простий трансформатор з випрямлячем, після чого підключають до нього АКБ годин на 10, підібравши ток 0,1. Це звичайно колгосп. У більш-менш пристойних пристроях, де начинка "на рівні", потрібно схема ЗУ з усіма системами стеження і автоматичного управління зарядом. Для цього і призначена дана схема зарядного пристрою на основі чіпа BQ24450 від Тексас инструментс. Ця мікросхема бере на себе всі функції по зарядці акумулятора і підтримки стабільності процесу, незалежно від умов і стану АКБ. А широкий діапазон зарядних струмів і напруг робить її придатною для батарей аварійного освітлення, радіокерованих автомобілів, мотоциклів, човнів або будь-якого іншого транспортного засобу з 6 - 12 В батареєю - просто підключіть це зарядний пристрій до акумулятора і все.

Характеристики мікросхеми BQ24450

• Вхід 10-40 В постійного струму
• Струм навантаження (заряду) 0,025-1 А
• Із зовнішнім транзистором - до 15 А
• Регулювання напруги і струму під час зарядки
• Температурно-компенсований джерело опорного напруги

Мікросхема BQ24450 містить всі необхідні елементи для оптимального контролю зарядки свинцево-кислотних акумуляторних батарей. Вона контролює зарядний струм, а також напруга зарядки, щоб безпечно і ефективно заряджати батарею, збільшуючи ефективну ємність батареї і термін служби. Вбудований прецизійний джерело опорного напруги з температурною компенсацією для відстеження характеристик свинцево-кислотних осередків підтримує оптимальне напруга зарядки в розширеному температурному діапазоні без використання будь-яких зовнішніх компонентів.

Низький струм споживання мікросхеми дозволяє точно контролювати процес завдяки малому саморазогрева. Є компаратори, які відстежують напруга зарядки і струм. Ці компаратори живляться від внутрішнього джерела, що позитивно позначається на стабільності циклу зарядки. Розповісти в:

Необхідність зарядного пристрою для свинцево -кіслотних акумуляторних батарей виникла давно. Перше зарядний було зроблено ще для автомобільного акумулятора на 55А.Ч. Згодом в господарстві з'явилися обслуговуються гелієві батареї різних номіналів, які теж потребують зарядці. Городити для кожної батареї окремий зарядний пристрій, принаймні, нерозумно. Тому довелося взяти в руки олівець, простудіювати доступну літературу, в основному журнал "Радіо", і спільно з товаришами народити концепцію універсального автоматичного зарядного пристрою (УАЗу) для 12-ти вольтів акумуляторів від 7Ач до 60Аг. Конструкцію, виношу на ваш суд. Зроблено в залозі понад 10 шт. з різними варіаціями. Всі пристрої працюють без нарікань. Схема легко повторюється з мінімальними настройками.
За основу відразу було взято блок живлення від старого ПК формату АТ, оскільки володіє цілим комплексом позитивних якостей: малі розміри і вага, хороша стабілізація, потужність з великим запасом, ну і найголовніше вже готова силова частина, до якої залишилося прикрутити блок управління. Ідею БО підказав С. Голов в своїй статті "Автоматичний зарядний пристрій для свинцево-кислотної акумуляторної батареї", журнал "Радіо" №12 2004р., Спасибі йому окреме.
Коротко повторю алгоритм зарядки батареї. Весь процес складається з трьох етапів. На першому етапі, коли батарея повністю або частково розряджена, допустимо проводити зарядку великим струмом, що досягає 0,1: .0,2С, де С - ємність акумулятора в ампер-годинах. Зарядний струм повинен бути обмежений зверху вказаним значенням або стабілізований. У міру накопичення заряду зростає напруга на клемах батареї. Ця напруга контролюємо. По досягненню рівня 14,4 - 14,6 вольта перший етап завершено. На другому етапі необхідно підтримувати постійним досягнуте напругу і контролювати зарядний струм, який буде знижуватися. Коли струм заряду впаде до 0,02с, батарея набере заряд не менше 80%, переходимо до третього етапу заключного. Зменшуємо напруга заряду до 13,8 в. і підтримуємо його на цьому рівні. Струм заряду поступово знизиться до 0,002: .0,001С і стабілізується на цьому значенні. Такий струм для батареї не є небезпечним, в цьому режимі батарея може перебувати довго, без шкоди для себе і завжди готова до застосування.
Тепер власне поговоримо про те як це все зроблено. БП від комп'ютера був обраний з міркування найбільшого поширення схемного рішення, Тобто вузол керування виконаний на мікросхемі TL494 і її аналогах (MB3759, КА7500, КР1114ЕУ4) і злегка перероблений:

Демонтовані схеми вихідних напруг 5в, 5В, 12В, відпаяні резистори зворотного зв'язку по 5 і 12в, відключена схема захисту від перенапруги. На фрагменті схеми відзначено хрестиком місця розриву ланцюгів. Залишена тільки вихідна частина 12в, можна ще замінити діодні збірку в ланцюзі 12в на збірку зняту з 5-ти вольтової ланцюга, вона Помічна, хоча не обов'язково. Прибрано всі зайві дроти, залишили тільки по 4 дроти чорного і жовтого кольору довжиною сантиметрів по10, вихід силової частини. До 1-ї нозі мікросхеми припаюємо проводок довжиною 10 см це буде управління. На цьому доопрацювання закінчена.
У блоці управління додатково, на прохання численних бажаючих мати таку штуку, реалізований режим тренування і схема захисту від переполюсовки батареї для особливо неуважних. І так БО:

Основні вузли: параметричний стабілізатор опорного напруги 14,6в VD6-VD11, R21
Блок компараторов і індикаторів, що реалізують три етапи зарядки батареї DA1.2, VD2 перший етап, DA1.3, VD5 другий, DA1.4, VD3 третій.
Стабілізатор VD1, R1, C1 і подільники R4, R8, R5, R9, R6, R7 формують опорну напругу компараторов. Перемикач SA1 і резистори забезпечують зміна режиму зарядки для різних акумуляторів.
Блок тренування DD К561ЛЕ5, VT3, VT4, VT5, VT1, DA1.1.
Захист VS1, DA5, VD13.

Як це працює. Припустимо що ми заряджаємо автомобільний акумулятор 55Ач. Компаратори відстежують падіння напруги на резисторі R31. На першому етапі схема працює як стабілізатор струму, при включенні струм заряду буде близько 5А, горять 3 світлодіоди. DA1.2 буде тримати струм заряду поки напруга на батареї не досягне 14,6в., DA1.2 закриється, згасне VD2 червоний. Розпочався другий етап.
На цьому етапі напруга 14,6в на батареї підтримується стабілізаторомVD6-VD11, R21, тобто ЗУ працює в режимі стабілізації напруги. У міру збільшення заряду батареї, струм падає і як тільки він опуститься до 0,02с, спрацює DA1.3. Згасне жовтий VD5 і відкриється транзистор VT2. Шунтуються VD6, VD7, напруга стабілізації стрибком знижується до 13,8 в. Перейшли до третього етапу.
Далі йде дозаряд батареї дуже маленьким струмом. Оскільки до цього моменту батарея набрала приблизно 95-97% заряду, струм знижується поступово до 0,002С і стабілізується. на хороших батареях може знизиться до 0,001С. На цей поріг і налаштований DA1.4. Світлодіод VD3 може згаснути, хоча на практиці він продовжує слабо світити. На цьому процес можна вважати завершеним і використовувати акумулятор за призначенням.

Режим тренування. При тривалому зберіганні акумулятора, його періодично рекомендується тренувати, так як це може продовжити життя старих батарей. Оскільки акумулятор штука вельми інерційна, заряд-розряд повинні тривати по кілька секунд. У літературі зустрічаються пристрої які тренують батареї з частотою 50ГЦ, що сумно позначається на її здоров'ї. Струм розряду становить приблизно десяту частину струму заряду. На схемі перемикач SA2 показаний в положенні тренування, SA2.1 розімкнути SA2.2 замкнутий. Включена схема розряду VT3, VT4, VT5, R24, SA2.2, R31 і зведений тригер DA1.1, VT1. На елементах DD1.1 і DD1.2 мікросхеми К561ЛЕ5 зібраний мультивібратор. Він видає меандр з періодом 10-12 секунд. Тригер зведений, елемент DD1.3 відкритий, імпульси з мультивібратора відкривають і закривають транзистори VT4 і VT3. Транзистор VT3 у відкритому стані шунтирует діоди VD6-VD8 блокуючи зарядку. Струм розряду батареї йде через R24, VT4, SA2.2, R31. Батарея 5-6 секунд отримує заряд і такий же час розряджається малим струмом. Цей процес триває перший і другий етап зарядки, потім спрацьовує тригер, закривається DD1.3, закриваються VT4 і VT3. Третій етап проходить в звичайному режимі. У додатковій індикації режиму тренування немає необхідності, оскільки блимають світлодіоди VD2, VD3 і VD5. Після першого етапу блимають VD3 і VD5. На третьому етапі VD5 світить не кліпаючи. У режимі тренування заряд батареї триває майже в 2 рази довше.

Захист. У перших конструкціях замість тиристора стояв діод, який захищав ЗУ від зворотного струму. Працює дуже просто, при правильному включенні оптрон відкриває тиристор, можна включати зарядку. При неправильному, загоряється світлодіод VD13, міняй місцями клеми. Між анодом і катодом тиристора потрібно припаяти неполярний конденсатор 50 мкф 50 вольт або 2 зустрічно спаяних електроліту 100мкф 50в.

Конструкція і деталі. ЗУ зібрано в корпусі БП від комп'ютера. БО виготовлений по лазерно-прасувальну технології. малюнок друкованої плати додається в архівному файлі, виконаний в SL4. Резистори МЛТ-025, резистор R31 - шматок мідного дроту. Вимірювальну головку РА1 можна і не ставити. Просто валялася і її пристосували. Тому значення R30 і R33 залежать від миллиамперметра. Тиристор КУ202 в пластмасовому виконанні. Власне виконання видно на доданих фото. Роз'єм і кабель для підключення живлення монітора використовували для включення батареї. Перемикач вибору струму зарядки малогабаритний на 11 положень, резистори припаяні до нього. Якщо ЗУ буде заряджати тільки автомобільні акумулятори перемикач можна не ставити, упаявши просто перемичку. DA1 - LM339. Діоди КД521 або аналогічні. Оптрон PC817 можна поставити інший з транзисторної виконавчої частиною. Хустки БО прикручена до алюмінієвій пластині товщиною 4 мм. Вона служить радіатором для тиристора і КТ829, на ній же в отвори вставлені світлодіоди. Одержаний блок прикручений до передньої стінки БП. ЗУ не гріється, тому вентилятор підключений до БП через стабілізатор КР140ен8б, напруга обмежена до 9в. Вентилятор обертається повільніше і практично його не чути.

Регулювання. Спочатку встановлюємо замість тиристора VS1 потужний діод, що не впаівая VD4 і R20, підбираємо стабілітрони VD8-VD10 так щоб напруга на виході, без навантаження, було 14,6вольта. Далі запаює VD4 і R20 і підбором R8, R9, R6 виставити пороги спрацьовування компараторів. Замість батареї підключаємо дротяний змінний резистор 10 Ом, встановлюємо струм 5 ампер, упаюємо змінний резистор замість R8, крутимо його при напрузі 14,6в повинен згаснути світлодіод VD2, принаймні запровадження частина змінного резистора і упаюємо постійний. Упаюємо змінний резистор замість R9, виставивши приблизно 150 Ом. Включаємо ЗУ, збільшуємо струм навантаження поки не спрацює DA1.2, потім починаємо зменшувати струм до значення 0,1 ампера. Потім зменшуємо R9 поки не спрацює компаратор DA1,3. Напруга на навантаженні має впасти до 13,8 і згасне жовтий світлодіод VD5. Знижуємо ток до 0,05 ампера, підбором R6 гасимо VD3. Але найкраще наладку проводити на хорошому розрядженому акумуляторі. Упаюємо змінні резистори, виставляємо їх трохи більше зображених на схемі, підключаємо амперметр і вольтметр до клем акумулятора і робимо це за один раз. Батарею не сильно розріджену використовуємо, тоді буде швидше і точніше. Практика показала, що регулювання практично не потрібно, якщо точно підібрати R31. Додаткові резистори підбираються теж легко: при відповідному струмі навантаження, падіння напруги на R31 має становити 0,5 В, 0,4 В, 0,3В, 0,2В, 0,15в, 0,1 і 0,07в.
Ось, власне і все. Так, ще, якщо додатковим двополюсним тумблером, однією половиною закоротити діод VD6, а інший стабілітрон VD9, то вийде ЗУ для 6-ти вольтів гелієвих батарей. Струм заряду треба вибрати найменший перемикачем SA1. На одному із зібраних ця операція була успішно здійснена.

Як відомо, герметичні свинцево-кислотні акумулятори можуть бути постійно підключеними до зарядного пристрою, тобто бути в режимі підзарядки. Щоб знати, коли акумулятор повністю заряджений, зарядний пристрій повинен бути оснащений будь-яким індикатором. Нижче описується один з варіантів зарядного пристрою забезпеченого індикатором заряду.

Опис зарядного пристрою для свинцево-кислотних акумуляторів

Напруга на схему зарядного пристрою подається на клеми Х1 і Х2 від зовнішнього джерела постійної напруги (12 ... 20 вольт). Зарядний струм надходить на індикатор включення зарядного струму (світлодіод HL1), транзистор VТ1 і напруги зарядки. Стабілізовану зарядна напруга підключається до клем Х3 і Х4, які підключаються до свинцево-кислотного акумулятора.

Індикатор струму зарядки включає в себе датчик струму (резистора R1), струм зарядки протікає через нього створює падіння напруги на ньому. Через падіння напруги відкривається транзистор VТ1, в колектор якого підключений індикатор - світлодіод HL1.

Величина падіння напруги, при якому відкривається транзистор VT1, встановлюється резистивним дільником на опорах R3 і R4. Якщо струм зарядки менше встановленого рівня струму (обмеження струму встановлюється підлаштування резистором R4), світлодіод HL1 не світиться. Зі збільшенням зарядного струму, світіння світлодіода також плавно збільшується.

Як стабілізатор напруги зарядки використовується стабілізатор регульованим вихідним напругою LM317. Відповідно до використовуваним рівнем напруги і зарядного струму стабілізатор LM317должн бути встановлений на хороший тепловідвід.

Підлаштування резистор R5 регулює вихідну напругу на клемах Х3 і Х4. Для батарей з номінальною напругою 6 В вихідна напруга заряду має становити 6,8 ... 6,9 В, для акумуляторів з номінальною напругою 12 В це вихідна напруга буде вже 13,6 ... 13,8 В.

Необхідно відзначити, що вхідна напруга від зовнішнього джерела постійної напруги повинно бути більше напруги на виході зарядника приблизно на 5 вольт (падіння напруги на R6 і LM317).