Малогабаритное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов

Традиционные зарядные устройства прошлых лет имеют недостатки, они обладают большими габаритами и весом. В последние годы при изготовлении источников питания, радиолюбители огромное предпочтение отдают импульсникам. Это в первую очередь дешевизна, не значительный вес и габариты, причём при малых размерах импульсные устройства выдают приличный ток! Даже как то не привычно смотреть на маленькую коробочку, подключенную к автомобильному аккумулятору, способную его зарядить. Недостатком являются импульсные броски в сети, из за которых данные устройства зачастую выходят из строя, но этим можно пренебречь.

Зарядное устройство, которое будет описано в этой статье, разрабатывалось специально для зарядки аккумуляторов с выходным током до 7А.  Можно так же заряжать аккумуляторы от шуруповёрта, бесперебойника, пальчиковые аккумуляторы и др., скорректировав зарядный ток. Контроль тока ведётся на встроенный амперметр. Запускается устройство с помощью пусковой кнопки. При коротком замыкании срывается генерация блокинг-генератора и устройство отключается. Повторное включение производится при помощи той же кнопки. Устройство потребляет от сети ток не более 2А и работоспособно при напряжении 170в.

Рассмотрим электрическую принципиальную схему устройства.

1Состоит оно из двух половинок: это высоковольтная цепь с выпрямителем, блокинг-генератором и низковольтная - со вторичным выпрямителем и ШИМ-регулятором. Сетевое напряжение через предохранитель F1 поступает на диодный мост D1, где выпрямляется и сглаживается конденсаторами С1, С2. Постоянное напряжение в пределах 290 вольт подаётся на блокинг-генератор. Основными элементами этого генератора являются транзисторные ключи Т1 и Т2, которые открываются поочерёдно, благодаря синфазному включению обмоток II и IV обратной связи высокочастотного трансформатора. Нагружен генератор на обмотку III трансформатора. Частота генерации лежит в пределах 20-30 кГц. Резисторы R2, R3 в цепи эмиттеров этих транзисторов ограничивают ток, обеспечивая тем самым мягкий режим работы. Резисторы R4, R5 ограничивают ток базы. Диоды D2, D3 предотвращают пробой транзисторов обратным напряжением из за индуктивных выбросов в импульсном трансформаторе. Запускается генератор с помощью короткого импульса, который подаётся на обмотку I через конденсатор С3 и пусковую кнопку S1.

Вторая часть схемы, низковольтная. Переменное напряжение снимается с обмоток V и VI высокочастотного трансформатора, выпрямляется диодной сборкой D4, сглаживается конденсатором С4 и далее поступает на ШИМ регулятор. Выполнен этот регулятор на двух транзисторах Т3 и Т4. Это своеобразный мультивибратор с изменяемой симметрией. От положения движка переменного резистора R10 зависит скважность импульсов, подаваемых на затвор полевого транзистора Т5. Частота генерации ШИМа лежит в пределах 5-7 кГц и определяется ёмкостью конденсаторов С6 и С7. При работе данного зарядного устройства, при нагрузке наблюдался нагрев компонентов схемы, импульсного трансформатора, поэтому я снабдил его вентилятором. Так же имеется контрольная лампочка Н1, индицирующая работу устройства. С помощью амперметра осуществляется контроль зарядного тока.

Конструкция и детали: Все детали и их замена указаны в таблице. На ключевые транзисторы следует установить небольшие радиаторы, площадью в три раза больше, чем сами транзисторы. При использовании устройства на больших токах, до 7А, диодную сборку и полевой транзистор следует так же установить на небольшие радиаторы. Небольшие, потому что кулер создаёт поток воздуха и они сильно не перегреваются.

Трансформатор самодельный, намотан на ферритовом кольце наружным диаметром 30мм.

2Обмотка III имеет 140 витков провода ПЭЛ-0,31мм, обмотки I, II и IV содержат по 2 витка и намотаны цветным компьютерным или телефонным проводом (от кабеля). Вторичные обмотки V и VI содержат по 18 витков, но количество витков при необходимости можно откорректировать. Эти обмотки я не стал мотать толстым одножильным проводом, так как это причиняет большие неудобства при намотке. Я изготовил самодельный многожильный провод. Взял 20 жил в один пучок провода ПЭЛ-0,18мм. Растянул 20 жилок вдоль комнаты, затем скрутил их с помощью шуруповёрта. Первой наматывается обмотка III и затем проматывается фторопластовой лентой.

3Амперметр - головка от старого магнитофона. Шкалу в децибелах удалил, а вместо неё поставил самостоятельно отградуированную.

Всё содержимое расположено на пластмассовой основе и приклеено полимерным клеем.

4А вот так выглядит печатная плата:

5

6При изготовлении данного устройства и дальнейшего его обслуживания соблюдайте правила электробезопасности!

Печатная плата

cxem.net

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/19527

10 комментариев

Перейти полю для комментария

  1. Да, статья супер. Попробую сделать это устройство. Когда сделаю, отпишусь.

  2. Собрал данный девайс. Почему-то греется и пищит транс, не подскажете почему? Спасибо.

    1. Да преобразователь импульсный, но регулировка тока аналоговая. Насчет греется, смотря что. Греться могут T1, T2, D4 и T5.чтобы не грелся T5 необходимо или уменьшить кол-во витков на обмотках 4 и 5 на один виток, но тогда ток нужный ты можешь не получить. Можно еще поставить радиатор на диодную сборку и транзистор T5 кулер нужно помощнее и размести его над платой. Трансформатор желательно приклеить к чему-нибудь.

      1. Греется сам транс и ещё пищит, полупроводники ни один не греется, кулер стоит.

    2. Лучше конечно эту схему реализовать на TL494 или аналог, там можно реализовать регулировку тока, и греться она уже не будет.

    3. Тимофей! Необходимо заново перемотать импульсник. Обмотка должна быть более чем профессиональная, т.е: наматывать надо виток к витку и очень плотно к сердечнику с тонкой и пропитанной лаком прокладкой, как на сердечнике, а также между слоями обмотки. Такая обмотка, как сейчас, не выдержит нагрузки и схема просто сгорит от перегрева из-за пробоя дугой высокой частоты. Необходимо и выводы обмоток изолировать от соприкосновения с частями остальных элементов схемы.

      1. Я понял, спасибо! А можно ли тор заменить на Ш-образный например типа ETD34? Прога для расчёта есть, но с обмотками l-ll-lV не понимаю как их рассчитать?

  3. Очень не помешает небольшой дроссель между плюсом диодной сборки и С4.

  4. Очень неудачная схема. Силовой трансформатор работает в режиме насыщения, иначе – нет генерации. Если не поможет «небольшой дроссель между плюсом диодной сборки и С4», то надо переделать схему на подобие электронных трансформаторов или энергосберегающих ламп – там специальный насыщающийся трансформатор на ферритовом колечке диаметром около 10 мм.

  5. Кто-нибудь собирал вариант с предложенными доработками? Если есть окончательный рабочий вариант схемы, просьба выложить, так как схема заинтересовала.

Добавить комментарий