Зарядний пристрій для стартерних акумуляторних батарей

Найпростіше зарядний пристрій для автомобільних та мотоциклетних акумуляторних батарей, як правило, складається з понижуючого трансформатора і підключеного до його вторинної обмотці двуполуперіодного випрямляча [1]. Послідовно з батареєю включають потужний реостат для встановлення необхідного зарядного струму. Однак така конструкція виходить дуже громіздкою і зайво енергоємною, а інші способи регулювання зарядного струму звичайно її суттєво ускладнюють.
У промислових зарядних пристроях для випрямлення зарядного струму та зміни його значення іноді застосовують тріністори КУ202Г. Тут

слід зауважити, що пряму напругу на включених тріністорах при великому зарядному струмі може досягати 1,5 В. Через це вони сильно нагріваються, а за паспортом температура корпусу тріністора не повинна перевищувати +85 ° С. У таких пристроях доводиться приймати заходи з обмеження та температурної стабілізації зарядного струму, що призводить до подальшого їх ускладнення та подорожчання.
Описуване нижче порівняно просте зарядний пристрій має широкі межі регулювання зарядного струму – практично від нуля до 10 А – і може бути використане для зарядки різних стартерних батарей акумуляторів на напругу 12 В.
В основу пристрою (див. схему) покладено сімісторний регулятор, опублікований в [2], з додатково введеними малопотужним доданими мостом V D 1 – VD4 і резисторами R3 і R5.


Рис.1

Після підключення пристрою до мережі при плюсовому її напівперіод (плюс на верхньому за схемою проводі) починає заряджатися конденсатор С2 через резистор R3, діод VD1 і послідовно з'єднані резистори R1 і R2. При мінусових напівперіод мережі цей конденсатор заряджається через ті ж резистори R2 і R1, діод VD2 і резистор R5. В обох випадках конденсатор заряджається до одного і того ж напруги, змінюється тільки полярність зарядки.
Як тільки напруга на конденсаторі досягне порога запалювання неонової лампи HL1, вона запалюється і конденсатор швидко розряджається через лампу і керуючий електрод сімістора VS1. При цьому сімістор відкривається. Наприкінці напівперіод сімістор закривається. Описаний процес повторюється в кожному напівперіод мережі.
Загальновідомо, наприклад з [1], що управління тиристором за допомогою короткого імпульсу має той недолік, що при індуктивного або високоомний активної навантаженні анодний струм приладу може не встигнути досягти значення струму утримання за час дії керуючого імпульсу. Одним із заходів щодо усунення цього недоліку є включення паралельно навантаженні резистора.
У описуваному зарядному пристрої після включення сімістора VS1 його основний струм протікає не тільки через первинну обмотку трансформатора Т1, але й через один з резисторів – R3 або R5, які в залежно від полярності напівперіод мережевої напруги по черзі підключаються параллельно первинної обмотці трансформатора діодами VD4 і VD3 відповідно.
Цій же меті служить і потужний резистор R6, що є навантаженням випрямляча VD5, VD6. Резистор R6, крім того, формує імпульси розрядного струму, які, як стверджує [3], продовжують термін служби батареї.
Основним вузлом пристрою є трансформатор Т1. Його можна виготовити на базі лабораторного трансформатора ЛАТР-2М, ізолювавши його обмотку (вона буде первинної) трьома шарами Лакотканини і намотавши вторинну обмотку, що складається з 80 витків ізольованого мідного дроту перетином не менше 3 кв.мм, з відведенням від середини. Трансформатор і випрямляч можна запозичувати також з джерела живлення, опублікованого в [4]. При самостійному виготовленні трансформатора можна скористатися методикою розрахунку, викладеної в [5]; в цьому випадку задаються напругою на вторинній обмотці 20 В при струмі 10 А.
Конденсатори С1 і С2 – МБМ або інші на напругу не менше 400 і 160 В відповідно. Резистори R1 і R2 – СП 1-1 і СПЗ-45 відповідно. Діоди VD1-VD4 – Д226, Д226Б або КД105Б. Неонова лампа HL1 – ІН-3, ІН-3А; дуже бажано застосовувати лампу з однаковими за конструкцією і розмірами електродами – це забезпечить симетричність імпульсів струму через первинну обмотку трансформатора.
Діоди КД202А можна замінити на будь-які з цієї серії, а також на Д242, Д242А або інші із середнім прямим струмом не менше 5 А. Діод розміщують на дюралюмінієвий тепловідводної пластині з корисною площею поверхні розсіювання не менше 120 кв.см. Сімістор також слід укріпити на тепловідводної пластині приблизно вдвічі меншої площі поверхні. Резистор R6 – ПЕВ-10, його можна замінити п'ятьма паралельно з'єднаними резисторами МЛТ-2 опором 110 Ом.
Пристрій збирають в міцній коробці з ізоляційного матеріалу (фанери, текстоліту і т.п.). У верхній її стінці і в дні слід просвердлити вентиляційні отвори. Розміщення деталей у коробці -Довільне. Резистор R1 ("Зарядний струм") монтують на лицьовій панелі, до ручки прикріплюють невелику стрілку, а під нею – шафі. Ланцюги, що несуть на витримку навантаження струм, необхідно виконувати проводом марки МГШВ перетином 2.5 … 3 кв.мм.
При налагодженні пристрою спочатку встановлюють необхідну межу зарядного струму (але не більше 10 А) резистором R2. Для цього до виходу пристрою через амперметр на 10 А підключають батарею акумуляторів, суворо дотримуючись полярності. Движок резистора R1 переводять у крайнє верхнє за схемою положення, а резистора R2 – в крайнє нижнє, і включають пристрій в мережу. Переміщуючи движок резистора R2, встановлюють необхідне значення максимального зарядного струму.
Заключна операція – калібрування шкали резистора R1 в амперах по зразковому амперметр.
У процесі зарядки струм через батарею змінюється, зменшуючись до кінця приблизно на 20%. Тому перед зарядкою встановлюють початковий струм батареї дещо більшим номінального значення (приблизно на 10%). Закінчення зарядки визначають за щільності електроліту або вольтметром – напругу відключеній батареї повинно бути в межах 13,8 … 14,2 В.
Замість резистора R6 можна встановити лампу розжарювання на напругу 12 В потужністю близько 10 Вт, розмістивши її зовні корпусу. Вона показана б підключення зарядного пристрою до акумуляторної батареї та одночасно висвітлювала б робоче місце.

ЛІТЕРАТУРА
1. Енергетична електроніка. Довідковий посібник під ред. В. А. Лабуіцова. – М.: Енерго-атоміздат, 1987, с.280, 281, 426, 427.
2. Фомін В. Сімісторний регулятор потужності. – Радіо, 1991, № 7, с.63.
3. Здрок А. Г. випрямні пристрої стабілізації напруги та заряду акумуляторів. – М.: Энергоатомиздат, 1 9 88.
4. Гвоздицький Г. Джерело живлення підвищеної потужності. – Радіо, 1992, № 4, с. 43, 44.
5. Миколаїв Ю. Саморобний блок живлення? Немає нічого простішого. – Радіо, 1992, № 4, с. 53,54.

М. таланів, В. ФОМІН, м. Нижній Новгород, Радіо № 7, 1994, стор.29