Недороге автоматичний зарядний пристрій кислотних акумуляторів

Часто при розробці пристроїв автоматики потрібно системи резервного електроживлення. Також ці системи вирішують питання великих пікових струмів, тобто на короткий час, порядку кілька секунд, система електроживлення забезпечує потужність в тисячі разів перевищує номінальну. Для побудови таких систем електроживлення переважно використовувати кислотний акумулятор включений в буферному режимі.

На малюнку 1 наведена схема автоматичного зарядного пристрою, що забезпечує буферний режим акумулятора. Основною метою при розробці даної схеми ставилося максимальна дешевизна конструкції, мінімум елементів, простота настройки.


Рис. 1. Автоматичний зарядний пристрій.

Коротко опишемо роботу схеми. При включенні змінної напруги 220В та розрядженому акумуляторі, струм заряду визначається баластних опором Rb і кутом відкриття тиристора VD2. У міру заряду акумулятора, напруга на ньому збільшується, що приводить через ланцюг VD1-R2 до відкриття транзистора VT1, що у свою чергу зменшує кут відкриття тиристора і відповідно зарядний струм акумулятора. Таким чином, схема автоматично захищає від перезарядження акумулятора. Також, одночасно з зарядом акумулятора, від нього можна отримувати будь-який струм, зрозуміло що не перевищує максимальний розрядний.

Схема пройшла випробування спільно з герметичним кислотним акумулятором DJW12-1.3, у складі електроприводу потужністю 80Вт.

Конструкція і деталі. Схема не містить дорогих і дефіцитних радіодеталей і вельми не критична до номіналах радіоелементів.

Баластні опір Rb необхідно вибирати з максимального зарядного струму акумулятора Imax

Предпочтітельней за все в якості баластного опору використовувати лампу розжарювання або іншу резистивних навантаження на напругу 220В, наприклад паяльник. У цьому разі її Розсіювана потужність вибирається

У випробуваним приладі це лампа розжарювання на 220В потужністю 60 Вт. Рекомендую вибирати потужність лампи дещо більше, це пов'язано з тим, що максимальний кут відкриття тиристора, як у даній схемі, порядку 40-70 градусів і сильно залежить від параметрів тиристора. До того ж з використовую лампу зручно візуально контролювати процес заряду. На початку заряду лампа світить безперервно, у міру заряду лампа починає мерехтіти, і в кінці заряду період мерехтіння становить близько 1 секунди.

Діоди VD1, VD3 і Тиристор VD2 у схемі вибираються виходячи з максимального зарядного струму, в випробуваною схемою КД226Д і КУ202Н, відповідно. Зрозуміло зворотне напруга повинна бути більш 400В. У залежно від параметрів застосовуваного тиристора опір R1 можливо доведеться підібрати. Транзистор VT1, бажано використовувати високовольтний, в випробуваною схемою це КТ940А. Напруга стабілізації стабілітрон VD5 має бути кілька менше напруги нормально зарядженого акумулятора, в випробуваною схемою КС156А. Стабілітрони VD5, VD6, виконують захисні функції при обриві акумулятора, максимальна Розсіювана потужність їх має бути висока. Сумарне напруга стабілізації стабілітронів VD5, VD6 повинно бути вище напруги нормально зарядженого акумулятора, в випробуваною схемою Д814А.

Настройка. Налаштування схеми зводиться до встановлення напруги кінця заряду акумулятора. Необхідно взяти повністю заряджений акумулятор, підключити до схеми, встановити резистор R1 в середнє положення, включити пристрій в мережу, дотримуючись правил, див. нижче, і обертаючи движок резистора домогтися рідкісного моргання лампи, при цьому напругу на акумуляторі повинно бути близько 2.2-2.3В на банку, 13.2-13.8 при 6-баночному акумуляторі.

Увага!
Заходи безпеки. Схема не має гальванічної розв'язки від мережі! При підключенні стежте, щоб потенціал схеми був прив'язаний до "нейтралі", баластні опір має бути підключено до "фази"!

При використанні схеми іншим електроустаткуванням цього моменту треба приділяти особливу увагу! Не допускайте при включеному в мережу пристрої обриву акумулятора! Це може призвести до виходу з ладу як самої схеми (можливо навіть короткого замикання та пожежі), так і підключеного обладнання! Схема має ланцюга захисту від подібної ситуації, стабілітрони VD5, VD6, і "зворотний зв'язок начебто повинна відробити", але покладатися на це не варто!

Старченко І.Є.

Джерело матеріалу