Особенности зарядного устройства
В статье приведена простая, но в то же время функциональная схема зарядного устройства (ЗУ)для аккумуляторных батарей (АКБ) 12 В. Также схему можно адаптировать под любой тип АКБ, что делает её универсальной.
Из особенностей схемы стоит отметить:
1. Выбор максимального зарядного тока установкой соответствующего значения сопротивления резистора;
2. Приближаясь к порогу полного заряда, ток ЗУ через заряжаемый АКБ плавно уменьшается;
3. Выбор значения напряжения отключения (полный заряд АКБ).
Схема электрическая
Для питания схемы нужен источник постоянного тока напряжением от 15 до 24 В (при использовании аккумулятора на 12 В), рассчитанный на предполагаемый максимальный зарядный ток.
Блок питания может быть, как на основе понижающего трансформатора, так и импульсный. На выше приведённой схеме представлен вариант ЗУ с максимальным зарядным током 4,5 А.
Значение максимального зарядного тока выбирают исходя из номинала мощного проволочного резистора R8, который является датчиком тока.
АКБ подключается к ЗУ через защитный диод VD2 (диод Шоттки), mosfet-транзистор VT3 и сопротивление R8.
Если есть необходимость в большем токе заряда, то диод VD2 нужно заменить на более мощный (SB560 - до 5 А), транзистор VT3 позволяет работать с токами до 15 А в долговременном режиме при хорошем теплоотводе.
Узел ограничения зарядного тока выполнен на резисторе R8 и транзисторе VT2. Как только падение напряжения на резисторе достигнет порога открытия перехода БЭ, VT2 отпираясь начнёт шунтировать затвор VT3 на общий провод, тем самым прикрывая его. Т.е. меняя сопротивление резистора R8 можно управлять максимальным зарядным током через заряжаемый АКБ.
При питании схемы от 24 В следующие значения сопротивления резистора R8 соответствуют значениям максимального зарядного тока: 0,1 Ом - 6,5 А, 0,15 Ом - 4,5 А, 0,2 Ом - 3,5 А.
Контур, отвечающий за отключение АКБ при завершении заряда, выполнен на транзисторе VT1 и оптопаре DA1. Работает он так:
1. в процессе заряда АКБ напряжение на катоде VD3 будет возрастать, а значит увеличиваться ток через него; 2. напряжение со стабилитрона снимается через делитель R3R4 на базу транзистора VT1, при достижении порога открытия которого, начнёт протекать ток через во входной цепи DA1;
3. Выход DA1 через резистор R6 подключит затвор VT3 на общий провод, тем самым закроет его.
Порог отпирания VT1 настраивается подстроечным резистором R4 при подключении полностью заряженного АКБ, в этом и состоит наладка схемы.
Следует отметить, что транзистор VT1 работает не в ключевом режиме, а открывается постепенно, по мере приближения напряжения на АКБ к точке полного заряда. При этом ток через оптопару будет нарастать постепенно и ток заряда плавно уменьшаться.
По яркости светодиода VD4 можно судить о режиме работы ЗУ. Если свечения нет, то заряд идёт с максимальным током, тусклое свечение сигнализирует о приближение к завершению заряда, а яркое - о окончании.
Конструкция и детали
Чертёж печатной платы показан на рисунке выше.
Транзистор VT3 устанавливается на теплоотвод, площадь которого зависит от зарядного тока. При указанном резисторе R8 сопротивлением 0,15 Ом, т.е. максимальном токе 4,5 А, на транзисторе VT3 будет выделятся мощность порядка 40 Вт.
