Зарядное устройство для аккумуляторных батарей.

Электронное зарядное устройство с сигнализатором уров­ня зарядки аккумуляторных батарей обеспечивает визуальный контроль за состоянием процесса зарядки в ее крайних состояни­ях, что позволяет продлить срок эксплуатации аккумуляторов. За­рядное устройство подает световой сигнал как при напряжении на аккумуляторе ниже установленного, так и при напряжении выше предельно допустимого. Работает зарядное устройство от сети пе­ременного тока напряжением 220 или 127 В частотой 50 Гц в усло­виях умеренно холодного климата при температуре окружающей среды от +5 до +35°С, относительной влажности воздуха до 85 % при температуре +22°С и пониженном атмосферном давлении до 200 мм рт.ст.

Зарядное устройство включает входное уст­ройство; сетевой понижающий трансформатор питания: выпрями­тель; электронное устройство управления режимом зарядки аккуму­лятора; выходное устройство с измерительными приборами.

Входная цепь зарядного устройства состоит из электрического со­единителя XI, который соединен с электрическим кабелем длиной не менее 1,5 м; сетевого фильтра, выполненного на конденсаторах С1 и С2. Для предохранения устройства от коротких замыканий и пере­грузок при работе от сети переменного тока напряжением 220 или 127 В предусмотрено включение предохранителя. Включение заряд­ного устройства в сеть контролируется индикаторной лампой HL1. Включение устройства на зарядку аккумулятора осуществляется пе­реключателем SA1.

В выпрямительном устройстве применен сетевой понижающий трансформатор питания Т1, обеспечивающий гальваническую развязку входных цепей зарядного устройства от электронной схе­мы контроля, а также дополнительную электробезопасность, трансформируя высокое напряжение, действующее на первичной обмотке в достаточно низкое напряжение — на вторичной обмот­ке. Моточные данные трансформатора приведены в табл. 4.4. Трансформатор изготавливают на магнитопроводе типа Ш или ШЛ с набором в пакет с площадью активного сечения стали не ме­нее 8 см . Вторичная обмотка трансформатора имеет несколько отводов, которые позволяют получать на выходе переменное напряжение со ступенчатым регу­лированием в пределах 11…15,5 В. В зарядном устройстве можно использовать унифициро­ванные трансформаторы типов ТН, ТПП или накальную обмотку со старого лампового телевизора.

На выходе трансформатора смонтирован выпрямитель, собран­ный по однофазной, двухполупериодной мостовой схеме на четырех выпрямительных диодах средней мощности VD1—VD4. Выпрямлен­ное пульсирующее напряжение постоянного тока подается на зажи­мы выходного устройства Х2, ХЗ, к которым подключается аккуму­ляторная батарея. Питание электронного сигнализатора осуществля­ется также от зарядного устройства. При этом производится конт­роль за напряжением зарядки аккумулятора. Регулирующий эле­мент выполнен на транзисторе VT1, а на транзисторах VT2 и VT3 — триггер, который сохраняет свое равновесное состояние между крайними значениями зарядного напряжения. В случае, если напря­жение будет ниже или выше заданных значений, триггер включит сигнальную лампу, которая находится в коллекторной цепи транзи­стора VT3, При скачкообразном изменении состояния триггера про­исходит бросок тока в коллекторной цепи. При включении зарядного устройства в сеть и при подключении аккумуляторной батареи к за­жимам Х2 и ХЗ напряжение с делителя Ro R7 подается на базу тран­зистора VT2, Если это напряжение ниже порога срабатывания (на­пример, 12,5 В), то триггер переключается в состояние, при котором выходной транзистор открыт и индикаторная лампа светится с пол­ным накалом. Если напряжение на базе транзистора VT2 выше поро­га срабатывания (например, 12,6 В), то триггер переключается в со­стояние, при котором выходной транзистор закрыт и индикаторная лампа не светится.

Напряжение с заряжаемого аккумулятора через делитель напря­жения R4 R5 подается на базу транзистора VT1, у которого переход коллектор-эмиттер шунтирует базовую цепь VT2. При напряжении переменного тока на вторичной обмотке трансформатора и на акку­муляторе выше верхнего порога срабатывания (например, 14,5 В) транзистор VT1 переходит в режим насыщения, при котором транзи­стор VT3 открывается, так как триггер переключается, передавая ко­манду на регулирующий элемент.

Изготовить зарядное устройство можно как самостоятельный при­бор в прямоугольном корпусе из металла или из ударопрочной пласт­массы. На лицевой стороне прибора необходимо расположить изме­рительные приборы и ручки управления.

В зарядном устройстве со световым сигнализатором применены элементы следующих типов: резисторы Rl—R6, R8 типа ВСа, R7 ти­па СП-1, R9 — проволочный самодельный сопротивлением 2 Ом; конденсаторы С1 и С2 типа МБМ2-400В или К40П, СЗ типа К50-3; переключатели SA1 типа П1Т-1-1 или ТП2-1-2, SA2 типа ПГК-11П1Н; предохранители FU1, FU2 типа ПМ1-2А; индикаторные лампы HL1 типа ТН-0,2, HL2 типа КМ12-90 или А12-1,5; измери­тельные приборы РА1 типа 4208, PV1 типа Ml692; сетевой понижа­ющий трансформатор Т1 типа ТС; электрические соединители XI типа «вилка» с электрическим кабелем длиной 1,5 м, Х2, ХЗ типа КМЗ-1.

В зарядном устройстве могут быть использованы и другие анало­гичные элементы, не ухудшающие его основные параметры. Транзи­стор типа КТ814 можно заменить на транзистор типа КТ816, выпря­мительный диод типа Д214 — на диод типа Д242, индикаторную лампу типа КМ12-90 — на индикаторную лампу типа А12-1,5.

При правильном монтаже комплектующих элементов настройка зарядного устройства сводится к подбору резисторов R4 и R6. Для ре­гулировки устройства к зажимам Х2 и ХЗ подключается внешний ис­точник питания, полярность включения которого должна соответст­вовать указанной на схеме. Источник постоянного тока должен обес­печивать регулирование выходного напряжения в пределах 0…18 В.

Во время регулирования зарядное устройство должно быть отключе­но от сети переменного тока. При отсоединенном резисторе R4 и при среднем положении движка переменного резистора R7, устанавлива­ют при помощи внешнего источника тока напряжение на вольтметре 12,5 В; затем подбирают сопротивление резистора R6 так, чтобы ин­дикаторная лампа HL2 светилась на полный накал. Точность уста­новки напряжения обеспечивается в пределах ±0,2 В. После этого ре­зистор R4 устанавливают на свое место, а резистор R6 отпаивают. От внешнего источника тока на зарядное устройство подают напряже­ние 14,5 В. Затем, подбирая сопротивление резистора R4, добивают­ся такого положения, чтобы индикаторная лампа загорелась до пол­ного накала. После окончания регулирования к зарядному устройст­ву подсоединяют аккумуляторную батарею и включают его в сеть переменного тока.

Основные технические данные зарядного устройства со световым сигнализато­ром

Номинальное напряжение питающей сети

Пределы изменения напряжения питающей

Коэффициент нелинейных искажений питающей

Напряжение питания от внешнего источника постоянного тока для регулирования зарядного

Напряжение на вторичной обмотке сетевого понижающего трансформатора, В, на выводах: