Источники питания » Схемы зарядных устройств для аккумуляторов

Схемы зарядных устройств для аккумуляторов

Предлагаемое зарядное устройство предназначено для заряда аккумуляторов напряжением до 28 В и емкостью не более 20 А · ч, а также подзаряда аккумуляторов емкостью до 3000 А · ч.

Схемы зарядных устройств для аккумуляторов

Подзаряд аккумуляторов (компенсационный заряд) необходим в тех случаях, когда аккумуляторы длительное время не эксплуатируются. В результате саморазряда аккумуляторы разряжаются примерно на 1% за сутки (для разных типов аккумуляторов норма саморазряда своя). Компенсационный ток заряда можно рассчитать по приближенной формуле ImA*0,5С (С — емкость аккумулятора, А · ч), исходя из указанной нормы саморазряда 1 % за сутки и зарядки на 20% большей, чем саморазряд. К примеру, для аккумуляторов емкостью 60 А · ч компенсационный ток заряда составит 30 mA. Следует заметить, что при высокой температуре саморазряд аккумулятора больше в связи с увеличением плотности электролита.

В инструкциях по эксплуатации свинцовых стартерных аккумуляторов, если они длительное время не эксплуатируются, рекомендуется заряжать их 1 раз в месяц или же держать на постоянном подзаряде. Лучше — второй вариант, так как при этом аккумулятор всегда готов к эксплуатации. На предприятиях, где используются резервные дизель-генераторы для стартерных аккумуляторов, применяется именно второй вариант.

В разработанном зарядном устройстве (рис.1) заряд производится стабильным током. Стабилизация тока происходит за счет включения балластных конденсаторов в цепь выпрямительного моста. Идея применения конденсатора как балластного сопротивления не новая, однако обычно конденсаторы включают в первичную обмотку силового трансформатора, а это приводит к тому, что устройство нельзя включать без нагрузки (при обрыве в цепи нагрузки происходят переходные процессы, и на обмотке силового трансформатора появляется высокое напряжение, что приводит к выходу из строя его или балластных конденсаторов).

Схема зарядного устройства

Со вторичной обмотки (две обмотки включены последовательно) силового трансформатора Т1 переменный ток через один или несколько включенных параллельно конденсаторов С1 …С11 поступает на мостовой выпрямитель на диодах VD6…VD9, а с выхода выпрямителя через тиристор VS2, амперметр РА1 и предохранитель FU2 — на клемму “+” аккумулятора. Клемма аккумулятора подсоединяется к мостовой схеме непосредственно.

Управляющее напряжение для открывания тиристора VS2 формируется выпрямителем на диодах VD1…VD4 от отдельной обмотки трансформатора. В “ручном” режиме тиристор VS1 закрыт, и положительное напряжение через резисторы R3 и R6 поступает на управляющий электрод тиристора VS2. Тиристор открывается и пропускает зарядный ток в аккумулятор. Необходимый ток задается коммутацией включателей SA2…SA11. К примеру, чтобы получить зарядный ток 140 mA, необходимо замкнуть SA4 и SA6.

В режиме “автомат” замыкается SA12. При этом напряжение с аккумулятора через последовательно включенные светодиод HL3 и стабилитрон VD10 подается на управляющий электрод тиристора VS1. При заряде и увеличении напряжения на аккумуляторе до 14,5 В “пробивается” стабилитрон VD10, зажигается светодиод HL3 и открывается тиристор VS1, который дальше остается в открытом состоянии, шунтируя цепь управления тиристора VS2. Тиристор VS2 также закрывается по окончании очередной полуволны сетевого напряжения и падении напряжения на аноде до нуля. Заряд аккумулятора прекращается.

Свечение светодиода HL2 сигнализирует о включении зарядного устройства в сеть, светодиода HL1 — о наличии тока заряда (компенсационного заряда), a HL3 — о прекращении заряда.

Работу зарядного устройства можно проверить в “ручном” режиме без аккумулятора, соединив накоротко выходные клеммы и по показаниям амперметра РА1 оценить ток заряда. Настройка зярядного устройства сводится к проверке показаний вольтметра, подключенного к аккумулятору. В момент автоматического откпючения заряда 12-вольтового аккумулятора на нем должно быть напряжение порядка 14,5 В.

Если возникает необходимость увеличить порог срабатывания, то последовательно со светодиодом HL3 включается германиевый диод (Д7Г) либо кремниевый (Д226Б). Падение напряжения на германиевом диоде будет 0,5 В, а на кремниевом— 0,7…1 В. Полярность включения диода такая же, как и светодиода HL3. Для уменьшения порога срабатывания необходимо заменить стабилитрон VD10 (Д814Д на Д814Г).

В качестве силового трансформатора Т1 использован трансформатор ТС90-1. Первичные обмотки включены полностью (две обмотки на 127 В последовательно). Таким образом, трансформатор может свободно выдерживать напряжение 254 В и совершенно не греется даже при круглосуточной работе при напряжении в сети 220 В. Можно использовать также унифицированный трансформатор типа ТПП295, который обеспечивает выходное напряжение 40,4 В (две обмотки по 20,2 В включены последовательно) при токе 1,84 А и 20 В (четыре обмотки по 5 В включены последовательно) при токе 1,84 А. Данный трансформатор также можно включить в облегченном режиме, соединив последовательно первичные обмотки на 127 В. Выходные напряжения при этом понизятся до 36 и 18 В соответственно.

Если исключить схему автоматического отключения аккумулятора и ограничить емкость заряжаемых аккмуляторов до 4 А · ч с напряжением до 28 В, то схема зарядного устройства значительно упрощается (рис.2). Это зарядное устройство можно применять и для подзаряда аккумуляторов емкостью до 360 А · ч. Амперметр в данной схеме практически не нужен, поскольку ток заряда (компенсационного заряда)определяется по замкнутым включателям SA2…SA7. Индикация заряда осуществляется светодиодом HL1.

Схема зарядного устройства

Для упрощенной схемы подобрать силовой трансформатор еще проще. Здесь подойдет любой понижающий трансформатор для питания низковольтных электропаяльников на 36 В или на 42 В. Возможно также применение унифицированных трансформаторов типа ТАН2, ТАН14, которые имеют по две обмотки на 40 В и обеспечивают ток 0,2 А. Эти обмотки можно включить параллельно для умощ-нения. В этих трансформаторах есть также возможность включить первичные обмотки последовательно, но не по стандартной схеме (110 В+110 В), а по “полной” (127В+127В). При этом выходное напряжение понизится до 36 В. Подойдет также и трансформатор ТС90-1, который применялся в предыдущей схеме (рис.1). Схема на рис.2 приведена как раз с использованием трансформатора ТС90-1.

Предложенные схемы зарядных устройств безопасны в эксплуатации, имеют высокую надежность и экономичность в связи с тем, что на балластных конденсаторах активная мощность не расходуется.

Источник: Радиомир  Автор: Д.С.Бабын, пгт. Кельменцы Черновицкой обл.


Ваш комментарий

Предыдущая статья: Следующая статья: