11

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

11 комментариев

  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.

    • 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.

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

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

    • 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.

      • 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.

  6. Давно хотел компактное ЗУ для авто.
    Собрал, вместо «первичной» части схемы использовал электронный трансформатор с перемотанной вторичкой, установил дроссель между минусами диодов и плюсом С4. Такого полевика не нашел, поставил IRFZ24N. Все заработало прекрасно, в нагрузку поставил мощную автолампу на 55 ватт,регулировка от нуля до максимума, НИЧТО не греется. Но при подключении аккумулятора на зарядку начинает ощутимо нагреваться полевой транзистор, хотя ток заряда меньше, чем ток при работе на лампу накаливания Пока не пойму в чем беда, нужно попробовать поставить именно N302AP.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.