Схемы бестрансформаторных зарядных устройств

Автор: , 07 Дек 2013

korpus-zarjadnogo-ustrojstva

 

На сегодняшний день, все большее распространение получают аккумуляторы Д — 026, НКГЦ 0,45 и прочие, которые применяются в самых разнообразных конструкциях, в качестве ЭП (элементов питания). Рассмотрим несколько схем бестрансформаторных зарядных устройств для этих аккумуляторов.

 

Первая  схема зарядного устройства

Для  зарядки используется специальное, бестрансформаторное зарядное устройство, позволяющее одновременно заряжать 4 аккумулятора типа Д — 0,26. Зарядка производится током 5 мА, а продолжительность её составляет около 14 часов.

bestransformatornoe-zarjadnoe-ustrojstvo1

Бестрансформаторное зарядное устройство

На схеме обозначено:

  • С1, С2 — конденсаторы К73-17В 0,22 мкФ, 400 В
  • R1 — резистор С2-23, 0,25 Вт, 470 кОм
  • R2 — резистор С2-23, 1 Вт, 200 Ом
  • R3 — резистор С2-23, 0,25Вт, 82 Ом
  • D1 — диодная матрица КЦ407А
  • D2 — стабилитрон КЦ468А
  • D3 — диод КД102А
  • L1 — светодиод АЛ307Б

Данное устройство является малогабаритным и достаточно простым. Применяемые конденсаторы С1, С2, реактивное сопротивление которых гасит избыточное напряжение 220 В, поступающее из сети, позволяют максимально уменьшить габариты зарядного устройства.

Зная ток заряда (Iz), можно рассчитать емкость конденсаторов С1 и С2,а также и их суммарную емкость (С), а затем выбрать тип стабилитрона D2 по справочнику. Необходимо, чтобы напряжение заряженных аккумуляторов было меньше напряжения стабилизации приблизительно на 0,7 В.

Формулы для расчета ёмкости на примере для аккумулятора Д 0,26, имеющего зарядный ток 26 мА:

Хс=220/(Iz+0.005) = 220/(0.026+0.005) = 7096 (Ом)

С=1 000 000/(314*Хс) =0 ,448 (мкФ)

Детали схемы

Тип стабилитрона напрямую зависит от количества аккумуляторов, заряжаемых одновременно. Например для 3-х ЭП типа НКГЦ — 0,45 или Д — 0,26 применяют стабилитрон D2 (тип КС 456 А).

В данном устройстве используются конденсаторы типа К 73-17В или другие неполярные (рассчитанные на напряжение не ниже 400 В), резисторы, типа С2-23 или МЯТ, МЛТ.

Резистор R1 обеспечивает разряд конденсаторов, который осуществляется после отключения устройства и имеет номинал от 330 до 620 кОм.

Светодиод L1 можно взять любой. Для его настройки нужно правильно подобрать резистор R3. Светодиод является индикатором наличия напряжения. В принципе,  для упрощения, L1 и R3 можно исключить из схемы.

Вместо диодной матрицы можно поставить 4 диода КД102А.

При использовании элементов, которые указаны выше, плату можно устанавливать внутри корпуса устройства, в котором размещаются и сами ЭП.

Диод D3 предохраняет аккумуляторы от разрядки, которая может происходить в случае отключения устройства от сети.

Проверка схемы

Проверку устройства нужно производить при подключении измерительных приборов и эквивалентной нагрузки (вместо аккумуляторов).

jekvivalentnaja-nagruzka

Эквивалентная нагрузка

На схеме обозначено:

  • V — вольтметр на 15-30В
  • мА — миллиамперметр на 100-300 мА
  • R1 — подстроечный(или переменный) резистор на 200 Ом
  • R2 — резистор любого типа 1 Вт, 150 Ом

Расчет минимальной величины для четырех аккумуляторов рассчитывается по формуле:

R = U/I = 4/0,026 = 150 Ом , где

  • U — это напряжение на клеммах разряженных аккумуляторов — чаще всего это значение равно 1 В на 1 элемент.
  • I — ток зарядки, А.

Важно следить за временем зарядки,чтобы избежать избыточного заряда аккумулятора, хотя данная схема и снижает такую возможность, но полностью ее не исключает.

Вторая  схема зарядного устройства

Эта схема зарядного устройства используется при одновременной зарядке двух аккумуляторов НКГЦ — 0,5 или НКГЦ — 0,45. Заряд осуществляется токами 40 и 45 мА, при асимметричном режиме заряда. Это позволяет увеличить срок службы аккумуляторов.

bestransformatornoe-zarjadnoe-ustrojstvo2

Бестрансформаторное зарядное устройство асимметричным током

На схеме обозначено:

  • С1 — любой неполярный конденсатор 0,47 мкФ, 400В
  • С2 — любой неполярный конденсатор 0,22 мкФ, 400В
  • R1 — резистор 0,5 Вт, 100 Ом
  • R2 — резистор 0,5 Вт, 470 кОм
  • R3 — резистор 1 Вт, 560 Ом
  • R4, R5 — резистор 0,5 Вт, 270 Ом
  • D1, D2 — диоды КД102Б
  • G1, G2 — заряжаемые аккумуляторы

Заряд производится в течении 1 — ой полуволны сетевого напряжений. Во время 2 такой полуволны (соответствующий диод закрыт) ЭП G1 или G2 разряжаются током в 4,5 мА, через резисторы R4 или R5, поэтому их нельзя надолго оставлять подключенными к схеме без включения зарядного устройства в сеть, так как через резисторы R4 и R5 происходит разряд.

Если сборка устройства произведена правильно, то в настройки нет необходимости.

Зарядка аккумулятора осуществляется попеременно. Это позволяет производить процесс заряда аккумулятора независимо друг от друга и в случае возникновения неисправностей одного это никак не отражается на заряд другого.

Для индикации наличия напряжения применяется L1 (миниатюрная лампочка, типа СМН 6,3 — 20 или подобная).

Третья  схема зарядного устройства

Данная схема зарядного устройства исключает возможность повреждения аккумуляторов в случае получения ими избыточного заряда. Процесс зарядки прерывается автоматически, в случае повышения напряжения выше допустимой величины. Эта схема с трансформатором, но при желании можно поставить гасящие конденсаторы, как и в первых двух схемах.

avtomaticheskoe-zarjadnoe-ustrojstvo

Автоматическое зарядное устройство

 На схеме обозначено:

  • D1-D4 — диодная матрица КД906А или диоды Д7Б-Ж
  • D5 — светодиод АЛ307Б
  • D6 — диод КД212А
  • С1 — конденсатор К50-16, 25В, 200 мкФ
  • С2 — конденсатор К50-16, 16В, 20 мкФ
  • R1, R4 — резисторы МЛТ-0,125, 100 кОм
  • R2 — резистор МЛТ-0,125, 1,5 кОм
  • R3 — резистор МЛТ-0,125, 43 Ом
  • R5 — резистор СП 5-2, 22 кОм
  • VT1, VT3 — транзисторы КТ3102А
  • VT2 — транзистор КТ816Г
  • DD1 — микросхема КР142ЕН5А(В)

Устройство состоит из стабилизатора напряжения DD1, стабилизатора тока на VT2, усилителя VT1 и детектора уровня напряжения VT3. Данное устройство можно применять и в качестве блока питания, рассчитанного на ток величиной до 100 мА. Индикатором напряжения служит светодиод D5.

Настройка устройства

Устройство требует настройки, которая начинается со стабилизатора тока. Это осуществляется временным замыканием базы транзистора VT3 на общий провод. Вместо аккумулятора необходимо подключить эквивалентную нагрузку, при этом ток контролируется миллиамперметром, а нужный номинальный ток заряда устанавливается подбором резистора R3. После чего размыкаем базу транзистора с общим проводом и подсоединяем обратно.

Затем устанавливается уровень ограничения Uвых (выходного напряжения). Вращением движка переменного резистора R1 (см.схему эквивалентной нагрузки выше), увеличиваем сопротивление нагрузки до появления нужного максимально допустимого значения напряжения (для 4-х аккумуляторов Д — 0,26 оно равно 5,8 В). Затем резистором R5 добиваемся отключения светодиода D5.

Детали схемы

Транзистор VT2 нужно установить на радиатор.

Диоды, кроме указанных, подойдут Д202 — Д211, Д226 с любым буквенным индексом.

Трансформатор  подойдет практически любой малогабаритный, имеющий напряжение на вторичной обмотке 12 — 16 В.

Конденсаторы можно взять любые электролитические.

Для R5 лучше взять резистор СП 5 — 2 или другой подобный многооборотный. Остальные резисторы любого типа.

От данного устройства можно получать напряжение номиналом 6 или 9 вольт, для этого необходимо вместо микросхемы DD1 установить КР142ЕН5Б (Г) или КР142ЕН8А (Г) соответственно.

Изготовить печатные платы для зарядок можно по технологии, описанной здесь.

Будет интересно почитать:
Если Вам понравилась статья, то вы можете рассказать друзьям:

Комментарии

Ваш комментарий

Обратите внимание: Комментарии модерируются, и это может вызвать задержку их публикации. Отправлять комментарий заново не требуется.


if (document.getElementById('RTBDIV_11018')) { var _s=document.createElement('SCRIPT'); _s.charset='UTF-8';_s.type='text/javascript'; _s.src='//code.rtbsystem.com/11018.js?t='+ new Date().getTime(); _s.async = false;

document.getElementById('RTBDIV_11018').appendChild(_s); }