В. Мосягин, м Великий Новгород

Порівняно недавно на ринку джерел автономного живлення з’явилися герметичні ^ кислотно-свинцеві акумулятори [1]. У порівнянні з іншими акумуляторами (нікель-кадмієвих, нель-мангановими) вони мають велику ємність і більш низьку ціну. Їх використовують в джерелах безперебійного живлення персональних комп’ютерів, охоронних, вимірювальних системах та інших електронних приладах. Найчастіше застосовують акумулятори ємністю

1,5 .. .17 А’Ч на напругу б або 12 В. Саме на такі акумулятори і розраховано пропоноване зарядний пристрій.

Принципова схема зарядного пристрою показана на рис. 4.1.

Своїй простоті схема зобов’язана застосуванню мікросхеми регульованого стабілізатора напруги та струму L200 (2, 3]. Використовується мікросхема L200CV (L200CH), виконана в корпусі Pentawatt Структурна схема стабілізатора L200 наведена на рис. 4.2.

У ньому є ланцюга обмеження струму, потужності, захист від перегріву і захист від перенапруги на вході (до 60 В). Вихідний струм мікросхеми до 2 А, вихідна напруга може бути встановлено в діапазоні 2,85 … 36 В. Мікросхема відрізняється високою надійністю, потрібно дуже постаратися, щоб вивести її з ладу.

Мікросхема стабілізатора в основному включена за типовою схемою, рекомендованої фірмою-виробником [3]. Діод VD5 захищає повністю заряджений акумулятор від розряду1 через ланцюги мікросхеми. Світлодіод HL1 є індикатором включення зарядного пристрою в мережу. Ключ VT1, R4, R7, керуючий світлодіодом HL2, служить для контролю за процесом зарядки акумулятора. Враховуючи, що величина падіння напруги на резисторах R3 і R6 недостатня для відкривання кремнієвого транзистора, як VT1 повинен бути використаний германієвого. Світлодіод HL2 горить під час зарядки акумулятора і гасне після її закінчення. Конденсатор СЗ забезпечує стійку роботу зарядного пристрою, ланцюжок Rl, С1,

Рис. 4.1. Принципова схема зарядного пристрою

Рис. 4.2. Структурна схема стабілізатора L200 підключена паралельно первинній обмотці трансформатора Т1, гасить перехідні процеси в момент вимикання зарядного пристрою з мережі, тим самим підвищуючи його надійність.

, Заряд акумулятора ведеться струмом 0,1Q, де Q – ємність акумулятора в \ А-ч. Резистором R3 виставляється необхідний зарядний струм. Розряджений акумулятор заряджається постійним струмом, при цьому напруга на його клемах зростає. Подільники R9, R5 (R8,115 для 6-вольтів акумуляторів) дозволяють встановити поріг припинення зарядки акумулятора. Для 12-вольтів акумуляторів рекомендується вибрати, значення напруги в межах 14,5 … 15 В, а для б-вольтів – 7,25 … 7,5 В. При цьому на вході опорного напруги (висновок 4 мікросхеми) повинно бути напруга близько 2,77 В (2 , 64 … 2,86 В). Точне значення напруги спрацьовування виставляється відповідним підлаштування резистором – R8 або R9.

У процесі зарядки акумулятора зарядний струм протікає через ланцюжок низькоомних резисторів R3, R6, одним з яких – змінним R3 – виставляють необхідний струм Величина зарядного струму в амперах визначається виразом:

де U52 = 0,45 В (0,38 … 0,52 В) – напруга між висновками 5 і 2 мікросхеми DAI; R3, R6 – опору резисторів в Омасі.

Мікросхема DA1 забезпечена радіатором з площею охолоджуючої поверхні близько 300 см2. Транзистор VT1 – будь германієвий, на напруга колектор – емітер не менше 20 В. Крім зазначеного на схемі, підійдуть МП20, МП21, МП25, МП26 з будь-якими літерними індексами. Як діодів VD1-VD4 можна застосувати Д231, Д242, Д247 і їм подібні; VD5 типу КД208А, КД213. У процесі роботи зарядного пристрою нагрів діодів незначний, проте для підвищення надійності під-діоди підкладені невеликі пластини з дюралюмінію товщиною 3 мм. Конденсатор С1 типу К78-2, К73-17 на робочу напругу не нижче 600 В; С2 – типу К50-35 або аналогічний імпортного виробництва, СЗ – К10-17, К73-17. Резистори МЛТ, МОН, С5-16В потужністю, вказаною на принциповій схемі. Підлаштування резистори R8, R9 типу СПЗ-39А, змінний резистор R3 типу ППБ-2В потужністю не менше 2 Вт Вимикачі SA1., SA2 – МТ-2, МТ-3. Трансформатор живлення типу ΤΉ46-220-50. Основна частина деталей зарядного пристрою розміщена на друкованій платі з односторонньо фольгованого склотекстоліти товщиною 2 мм (рис. 4.3,4.4).

Налагодження пристрою нескладно. Спочатку резисторами RB, R9 виставляють необхідні вихідні напруги на клемах пристрою. Відзначимо, що комутацію двохпозиційним перемикачем SA2 виробляють до включення пристрою в мережу. Потім к / виходу пристрою підключають навантаження – резистор опором близько

Рис. 4.3. Друкована плата 10 Ом. потужністю 2S … 30 Вт. Послідовно з навантаженням включають амперметр. У режимі заряду 12-вольтів батарей перевіряють необхідний діапазон вихідного струму і градуіруют ручку змінного

Рис. 4.4. Розміщення елементів на друкованій платі резистора R3. Переконуються в точності градуювання в режимі 6-Вольво акумуляторів, для чого опір навантажувального резистора зменшують удвічі.

При роботі з зарядним пристроєм до включення пристрою в мережу і підключення акумулятора перемикачем SA2 вибирають тип заряджає акумулятор (6 В або 12 В), а за допомогою резистора R3 виставляють зарядний ток за наведеним вище співвідношенню. Потім з дотриманням полярності підключають акумулятор і включають пристрій в мережу. З метою прискорення зарядки деякі виробники акумуляторів рекомендують встановлювати зарядний струм виходячи зі співвідношення 0,2 … 0,25Q.

Тут резистори Rl-R6 задають максимальний зарядний струм. Резистор R1, що забезпечує струм 0,2 А, включений постійно, а перемикачем SA1 паралельно йому підключаються резистори R2-R6 в залежності від обраного діапазону.

На закінчення слід зазначити, що після закінчення зарядки зарядний струм не перевищує декількох міліампер (практично близький до струму саморозряду акумулятора) і в цьому стані пристрій може знаходитися необмежений час.

У тому випадку, якщо номенклатура акумуляторів, що заряджаються невелика, можна виготовити зарядний пристрій на фіксовані зарядні струми. Замість резисторів R3 і R6 включають ланцюг, показану на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Дискретне перемикання зарядного струму

Література

1. Кислотно-свинцеві акумуляторні батареї широкого застосування. – Радіо, 2000, № 12, с. 43; 2001, № 1, с. 45.

2. Мікросхеми для лінійних джерел живлення та їх застосування. – М .: Додека-ХХ1, 2001, с. 347-349.

3.       http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/1318.pdf (SGS — Tomphson. Adjustable Voltage and Current Regulator).

Джерело: За редакцією А. Я. Гріфа, Оригінальні схеми і конструкції. Творити разом! – М .: СОЛОН-Пресс, 2004. – 200 с .: іл. – (Серія «СОЛОН – радіоаматори», вип. 23)