Применение
Предлагаемое зарядное устройство (ЗУ), подойдёт для подзарядки аккумуляторов (АКБ)различных типов с номинальным напряжением от 1,2 до 24 В. Максимальный зарядный ток ЗУ – 1,5 А, т.е. небольшой и использовать его в качестве ЗУ можно для АКБ небольших емкостей.
Задача при построении ЗУ состоит в следующем: как не допустить перезаряда АКБ, и в то же время полностью его зарядить.
Чтобы правильно зарядить АКБ нужно знать напряжение его полного заряда. При заряде, когда напряжение на АКБ постепенно достигнет этого значения необходимо прекратить заряд в автоматическом или ручном режиме.
В автоматических ЗУ схема, чаще всего на компараторе, отслеживает напряжение на клеммах АКБ и при определённом его уровне прерывает зарядный ток.
Принцип зарядки
В рассматриваемом ЗУ применён несколько другой принцип. В схеме зарядка АКБ происходит стабилизированным напряжением с ограничением зарядного тока. Стабилизированное напряжение, которое подаётся на АКБ, что крайне важно, должно быть таким же как напряжение полного заряда аккумулятора. И когда аккумулятор зарядится, т.е. напряжения с ЗУ и АКБ сравняются, зарядный ток упадёт до значений, которые уже никак не повлияют на аккумулятор, дальнейший заряд не будет происходить.
Схема электрическая
Работа схемы
Напряжение питания формируется 50-ти ваттным трансформатором на 25 В, диодным мостом VD1…VD4 и конденсатором C1.
Регулирующим элементом в схеме, обеспечивающим стабилизацию напряжения заряда, является регулятор напряжения LM317. Необходимое выходное напряжение устанавливается с помощью переменного резистора R5.
Цепь на R4R3VT2 служит для установки ограничения максимального зарядного тока. Резистор R4 является датчиком тока. Падение напряжения на этом резисторе будет прямо пропорционально величине тока, проходящего через него. Оно используется для управления транзистором VT2, который своим переходом КЭ включён параллельно резистору R5.
Уставка уровня максимального зарядного тока производится переменным резистором R3. При открытии транзистора VT2, т.е. снижении сопротивления КЭ напряжение на выходе DA1 падает до уровня поддержания установленного зарядного тока.
Дополнительная цепь из транзистора VT1, светодиода VD5 и датчика - диода VD6 предназначена для визуального контроля окончания зарядки.
Когда зарядный ток падает до уровня ниже 15 мА, падение напряжения на диоде VD6 снизится до такого уровня, когда через светодиод VD5 будет проходить ток ниже 5 мА. При использовании светодиода на 20 мА такое значение тока – это практически незаметное свечение. По потухшему светодиоду определяют процесс окончания заряда.
Пример настройки ЗУ для АКБ HM-12-5
Рассмотрим пример процесса заряда свинцово-кислотной АКБ HM-12-5 для бесперебойного источника питания. Напряжение полного заряда АКБ составляет 14,4 В. Ёмкость: 5 Ач, значит заряжать будем 1/10 = 0,5 А.
При отключенной аккумуляторной батареи выставляем на выходе ЗУ точное значение выходного напряжения 14,4 В переменным резистором R5. Далее выставляем переменный резистор R3 в крайнее правое положение по схеме и подключив АКБ плавно прибавляем ток до нужного значения - 0,5 А.
Конструкция
Вариант печатной платы показан на рисунке выше. Радиатор для DA1 должен обеспечивать отвод рассеиваемой мощности 12…14 Вт. Приборы контроля - амперметр и вольтметр на схеме не показаны.