Ещё одна схема зарядного устройства очень похожа на предыдущую, но отличается способом отключения при окончании зарядки. Пуск зарядного устройства производится нажатием кнопки "пуск" на лицевой панели, при этом на схему подаётся питающее напряжение, реле К1 срабатывает и обеспечивает "самоподхват". По окончании зарядки реле К1 отключается и схема полностью отключается от сети. Конечно, подобную доработку можно произвести и в ранее описанной схеме. Настройка схемы очень похожа на настройку предыдущей схемы и здесь не описывается - собственно, это вариант предыдущей схемы.

Технические характеристики зарядного устройства полностью совпадают с параметрами предыдущего устройства. В качестве переключателя режима работы SA1 можно использовать подходящий тумблер с тремя фиксированными состояниями. Реле К1 типа РП-21 или аналогичное с катушкой на = 24В и контактами, способными коммутировать переменный ток 5А, 220 В.

Остальные схемы смотри далее...

Ещё одно зарядное устройство собрано по схеме ключевого стабилизатора тока с узлом контроля достигнутого напряжения на аккумуляторе для обеспечения его отключения по окончании зарядки. При указанных элементах обеспечивается ток зарядки до 3 А, но путём подбора шунта ток можно увеличить. Для выпрямителя можно использовать любые мощные диоды на ток 10А или диодный мост, например KBPC3506, MP3508 или подобные. Т.к. в схеме используется принцип определения конца зарядки по достижению заданного уровня напряжения на аккумуляторе, ток заряда не регулируется и остаётся стабильным в течение всего цикла во избежание перезаряда. Узел контроля напряжения собран на таймере NE555N, который блокирует работу ключевого стабилизатора при достижении напряжения 14,8 В на аккумуляторе. Установка необходимого порога производится подстроечным резистором.

Ключевой транзистор и все силовые диоды через слюдяные прокладки необходимо установить на общий радиатор с площадью не менее 200 см2. Наиболее важным звеном в схеме является дроссель Др1. Так как в процессе работы происходит намагничивание магнитопровода постоянным током - из-за насыщения индуктивность его сильно зависит от протекающего тока. С целью уменьшения влияния подмагничивания на индуктивность, предпочтительней использовать альсиферовые магнитопроводы с малой магнитной проницаемостью, насыщение которых происходит при значительно больших магнитных полях, чем у ферритов. Если используется Ш- образный или П - образный магнитопровод, в местах сопряжения половинок необходимо установить текстолитовую прокладку толщиной около 1 мм. Можно использовать магнитопроводы от импульсных трансформаторов блоков питания телевизоров или строчных трансформаторов. Очень хорошо подходят броневые сердечники больших типоразмеров и стержневые сердечники с боковыми щёчками. С худшим результатом можно использовать кольцевые ферритовые или альсиферовые магнитопроводы диаметром не менее 40 мм. и толщиной 10 мм. - если кольцо удастся разрезать и соединить половинки с фиксированным зазором - это улучшит технические характеристики. Обмотку наматывают до полного заполнения окна магнитопровода проводом ПЭВ-2 1,5 мм или в два провода ПЭВ-2 1,0 мм . При исправных элементах схема начинает работать сразу и требует только подстройки.

Ещё одно зарядное устройство собрано по схеме ключевого стабилизатора тока с узлом контроля достигнутого напряжения на аккумуляторе для обеспечения его отключения по окончании зарядки. Для управления ключевым транзистором используется широко распространённая специализированная микросхема TL494 (KIA491, К1114УЕ4). Устройство обеспечивает регулировку тока заряда в пределах 1 ... 6 А (10А max) и выходного напряжения 2 ... 20 В.

Ключевой транзистор VT1, диод VD5 и силовые диоды VD1 - VD4 через слюдяные прокладки необходимо установить на общий радиатор площадью 200 ... 400 см2. Наиболее важным элементом в схеме является дроссель L1. От качества его изготовления зависит КПД схемы. Требования к его изготовлению описаны в предыдущей схеме. В качестве сердечника можно использовать импульсный трансформатор от блока питания телевизоров 3УСЦТ или аналогичный. Очень важно, чтобы магнитопровод имел щелевой зазор примерно 0,5 ... 1,5 мм для предотвращения насыщения при больших токах. Количество витков зависит от конкретного магнитопровода и может быть в пределах 15 ... 100 витков провода ПЭВ-2 2,0 мм. Если количество витков избыточно, то при работе схемы в режиме номинальной нагрузки будет слышен негромкий свистящий звук. Как правило, свистящий звук бывает только при средних токах, а при большой нагрузке индуктивность дросселя за счёт подмагничивания сердечника падает и свист прекращается. Если свистящий звук прекращается при небольших токах и при дальнейшем увеличении тока нагрузки резко начинает греться выходной транзистор, значит площадь сердечника магнитопровода недостаточна для работы на выбранной частоте генерации - необходимо увеличить частоту работы микросхемы подбором резистора R4 или конденсатора C3 или установить дроссель большего типоразмера. При отсутствии силового транзистора структуры p-n-p в схеме можно использовать мощные транзисторы структуры n-p-n, как показано на рисунке.

В качестве диода VD5 перед дросселем L1 желательно использовать любые доступные диоды с барьером Шоттки, рассчитанные на ток не менее 10А и напряжение 50В, в крайнем случае можно использовать среднечастотные диоды КД213 , КД2997 или подобные импортные. Для выпрямителя можно использовать любые мощные диоды на ток 10А или диодный мост, например KBPC3506, MP3508 или подобные. Сопротивление шунта в схеме желательно подогнать под требуемое. Диапазон регулировки выходного тока зависит от соотношения сопротивлений резисторов в цепи вывода 15 микросхемы. В нижнем по схеме положении движка переменного резистора регулировки тока напряжение на выводе 15 микросхемы должно совпадать с напряжением на шунте при протекании через него максимального тока. Переменный резистор регулировки тока R3 можно установить с любым номинальным сопротивлением, но потребуется подобрать смежный с ним постоянный резистор R2 для получения необходимого напряжения на выводе 15 микросхемы. Переменный резистор регулировки выходного напряжения R9 также может иметь большой разброс номинального сопротивления 2 ... 100 кОм. Подбором сопротивления резистора R10 устанавливают верхнюю границу выходного напряжения. Нижняя граница определяется соотношением сопротивлений резисторов R6 и R7, но её нежелательно устанавливать меньше 1 В.

Микросхема установлена на небольшой печатной плате 45 х 40 мм, остальные элементы схемы установлены на основание устройства и радиатор. Монтажная схема подключения печатной платы приведена на рисунке ниже.

В схеме использовался перемотанный силовой трансформатор ТС180, но в зависимости от величины требуемых выходных напряжений и тока мощность трансформатора можно изменить. Если достаточно выходного напряжения 15 В и тока 6А, то достаточно силового трансформатора мощностью 100 Вт. Площадь радиатора также можно уменьшить до 100 .. 200 см2. Устройство может использоваться как лабораторный блок питания с регулируемым ограничением выходного тока. При исправных элементах схема начинает работать сразу и требует только подстройки.

Ниже описан вариант схемы зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов, который, несмотря на бОльшую сложность, проще в настройке благодаря использованию операционного усилителя для нормализации напряжения токоизмерительного шунта. В этой схеме в качестве шунта R13 можно использовать практически любой проволочный резистор сопротивлением 0,01 ... 0,1 Ом и мощностью 1 ... 5 Вт. Требуемое для нормальной регулировки тока в нагрузке напряжение 0 ... 0,6 В на выводе 1 микросхемы DA1 достигается соотношением сопротивлений резисторов R9 и R11. Сопротивления резисторов R11 и R12 должны быть одинаковыми и быть в пределах 0,5 ... 100 кОм. Сопротивление резистора R9 подсчитывают по формуле: R9 (Ом)= 0,1* I вых.max (A) * R11 (Ом) / I вых.max (А) * R13 (Ом). Переменный резистор R2 может быть любым подходящим, с сопротивлением 1 ... 100 кОм. После выбора R2 рассчитывают требуемое значение сопротивления резистора R4, которое определяется по формуле: R4(кОм) = R2 (кОм) * (5 В- 0,1 * I вых. max (A)) / 0,1 * I вых. max (A). Переменный резистор R14 также может быть любым подходящим с сопротивлением 1 ... 100 кОм. Сопротивление резистора R15 определяет верхнюю границу регулировки выходного напряжения. Номинал этого резистора должен быть таким, чтобы при максимальном выходном напряжении на движке резистора, в нижнем по схеме положении, напряжение составляло 5,00В. На рисунке показаны номиналы для максимального выходного тока 6А и максимального напряжения 15 В, но предельные значения этих параметров легко пересчитать согласно выше приведённым формулам.

Конструктивно основная часть схемы выполнена на печатной плате размером 45 х 58 мм. Остальные элементы: силовой трансформатор, диодный мост VD2, транзистор VT1, диод VD5, дроссель Др1, электролитические конденсаторы С2, С7, переменные резисторы и предохранители размещены методом объёмного монтажа в корпусе зарядного устройства. Такой подход позволил использовать в схеме разные по габаритам элементы и был вызван необходимостью тиражирования конструкции.

Требования к элементной базе описаны на предыдущих страницах. Правильно собранная схема начинает работать сразу и, практически, не требует наладки. Описанная конструкция, как и предыдущая, может использоваться не только в качестве зарядного устройства , но и лабораторного блока питания с регулируемым ограничением выходного тока.

Наиболее сложное зарядное устройство содержит встроенный цифровой блок индикации зарядного тока и напряжения на аккумуляторе. Устройство может служить полнофункциональным лабораторным источником питания для ремонта различной техники и макетирования различных конструкций при их разработке. В основе схемы - ключевой стабилизатор тока и напряжения на широко распространённой специализированной микросхеме TL494, описанный ранее. Схема дополнена блоком цифровой индикации тока и напряжения и нормирующим усилителем напряжения токоизмерительного шунта R25. Усилитель DA4.2 позволяет снизить требования к изготовлению и калибровке шунта - практически можно взять любой кусок нихромовой проволоки диаметром около 2 мм и длиной 10 ... 20 см и путём подбора сопротивлений R21, R24 подобрать такой коэффициент усиления, при котором выходное напряжение усилителя численно будет равно протекающему через шунт току - при токе через шунт 6,00 А напряжение выхода должно составлять 0,600 В. Подстроечным резистором R22 устанавливают точное значение коэффициента усиления.

Блок цифровой индикации требует настройки с применением внешнего цифрового мультиметра. Путём подбора резисторов R4 (R4.1+R4.2) и R7 добиваются уровня напряжения на выводе 36 микросхемы DA3 равным 1,000 В. Подбором резисторов R27 и R26 добиваются значения коэффициента деления, равным 10.00, чтобы при выходном напряжении , например 15,00 В, в точке соединения резисторов напряжение было равно 1,500 В . Для облегчения настройки резисторы R7 и R26 можно заменить проволочными многооборотными подстроечными резисторами, но это потребует изменения конфигурации печатной платы. При точной настройке всех прецизионных элементов блок цифровой индикации может отображать выходное напряжение в пределах 0 ... 19,99 В и ток от 0 до 19,00А. Подбором резистора R5 добиваются установки требуемого верхнего предела выходного тока. Переменный резистор R6 может иметь любой номинал от 100 Ом до 100К, но соответственно его номиналу потребуется подобрать R5. Подобрав сопротивление резистора R19, можно повысить максимальное выходное напряжение до 19,99 В ( это важно для лабораторного блока питания), а совсем удалив резистор R15 - снизить нижний порог выходного напряжения до 2,5 В. Переменный резистор R18 тоже может иметь любой номинал, но соответственно его сопротивлению потребуется подобрать резистор R19. Особое внимание следует уделить изготовлению дросселя L1, т.к. от его характеристик зависит КПД устройства. Требования к его изготовлению были описаны ранее. Силовой диодный мост, ключевой выходной транзистор и диод VD3 следует через слюдяные прокладки укрепить на общем радиаторе площадью не менее 200 ... 300 см2. Для увеличения КПД устройства при полностью настроенном зарядном устройстве подключают нагрузку, устанавливают максимальный рабочий ток, а в разрыв цепи эмиттера ключевого транзистора включают амперметр. Подбором резистора R9 и конденсатора С6 изменяют частоту генерации микросхемы DA2 до получения минимального тока. Ниже приведена печатная плата устройства:

Скачать более качественную копию печатной платы в натуральную величину. Силовой трансформатор, большие электролитические конденсаторы, переменные резисторы , шунт, схема питания на VD1, C1, DA1, силовые диоды и выходной транзистор являются внешними навесными элементами, не размещаемыми на печатной плате.

Зарядное устройство, описанное на предыдущей странице, обеспечивает выходной ток не более 10А. В случае потребности в увеличении выходного тока, например для зарядки аккумуляторов грузовых автомобилей, схему необходимо доработать. Наибольшие проблемы вызывает изготовление накопительного дросселя L1, выбор ключевого транзистора и выходного диода. Параллельное включение нескольких мощных транзисторов проблему не очень решает, т.к требуется выровнять падения напряжения на каждом транзисторе, в противном случае, основную нагрузку по току возьмёт на себя один из транзисторов и быстро перегреется. Если в качестве ключевого транзистора использовать мощные силовые N -канальные полевые транзисторы, например, IRFP264, потребуется дополнительный узел, обеспечивающий превышение напряжения на затворе на 15 В относительно истока, подключенного к накопительному дросселю. Номенклатура P -канальных силовых полевых транзисторов, которые проще внедрить в схему, достаточно мала и не позволяет найти приемлемый вариант. Можно использовать силовые n-p-n транзисторы BUX 20, специально предназначенные для таких устройств и обеспечивающие ток коммутации до 50А, но схему придётся усложнить, т.к. эти транзисторы имеют малый коэффициент усиления и иную структуру. Как это осуществить, будет описано на следующих страницах. Наиболее просто увеличить выходной ток в ранее рассмотренной схеме - это применить двухтактное ключевое регулирование, дополнив схему ещё одним накопительным дросселем, ключевым транзистором и диодом.

Предлагаемая схема функционально не отличается от описанной на предыдущей странице и обеспечивает такие же возможности. Требования к изготовлению накопительных дросселей также аналогичны. Транзисторы V1, VT2, выходные диоды VD3, VD4 и диодный мост VD1 устанавливаются через слюдяные прокладки на общий радиатор, в качестве которого можно использовать металлическое днище прибора. Настройка схемы ничем не отличается от ранее описанной и не приводится. Из -за повышенных рассеиваемых мощностей в качестве накопительных конденсаторов С1, С5 следует использовать только конденсаторы больших размеров и с повышенным рабочим напряжением.

Более современная конструкция несколько проще в изготовлении и настройке и содержит доступный силовой трансформатор с одной вторичной обмоткой, а регулировочные характеристики выше , чем у предыдущей схемы.

Предлагаемое устройство имеет стабильную плавную регулировку действующего значения выходного тока в пределах 0,1 ... 6А, что позволяет заряжать любые аккумуляторы, а не только автомобильные. При зарядке маломощных аккумуляторов желательно последовательно в цепь включить балластный резистор сопротивлением несколько Ом или дроссель, т.к. пиковое значение зарядного тока может быть достаточно большим из-за особенностей работы тиристорных регуляторов. С целью уменьшения пикового значения тока зарядки в таких схемах обычно применяют силовые трансформаторы с ограниченной мощностью, не превышающей 80 - 100 Вт и мягкой нагрузочной характеристикой, что позволяет обойтись без дополнительного балластного сопротивления или дросселя. Особенностью предлагаемой схемы является необычное использование широко распространённой микросхемы TL494 (KIA494, К1114УЕ4). Задающий генератор микросхемы работает на низкой частоте и синхронизирован с полуволнами сетевого напряжения с помощью узла на оптроне U1 и транзисторе VT1, что позволило использовать микросхему TL494 для фазового регулирования выходного тока. Микросхема содержит два компаратора, один из которых используется для регулирования выходного тока, а второй используется для ограничения выходного напряжения, что позволяет отключить зарядный ток по достижению на аккумуляторе напряжения полной зарядки ( для автомобильных аккумуляторов Uмах = 14,8 В) . На ОУ DA2 собран узел усилителя напряжения шунта для возможности регулирования тока зарядки. При использовании шунта R14 с другим сопротивлением потребуется подбор резистора R15. Сопротивление должно быть таким, чтобы при максимальном выходном токе не наблюдалось насыщение выходного каскада ОУ. Чем больше сопротивление R15, тем меньше минимальный выходной ток, но уменьшается и максимальный ток за счёт насыщения ОУ. Резистором R10 ограничивают верхнюю границу выходного тока. Основная часть схемы собрана на печатной плате размером 85 х 30 мм (см. рисунок).

Конденсатор С7 напаян прямо на печатные проводники. Чертёж печатной платы в натуральную величину можно скачать здесь.

В качестве измерительного прибора использован микроамперметр с самодельной шкалой, калибровка показаний которого производится резисторами R16 и R19. Можно использовать цифровой измеритель тока и напряжения, как показано в схеме зарядного с цифровой индикацией. Следует иметь ввиду, что измерение выходного тока таким прибором производится с большой погрешностью из-за его импульсного характера, но в большинстве случаев это несущественно. В схеме можно применять любые доступные транзисторные оптроны, например АОТ127, АОТ128. Операционный усилитель DA2 можно заменить практически любым доступным ОУ , а конденсатор С6 может быть исключён, если ОУ имеет внутреннюю частотную коррекцию. Транзистор VT1 можно заменить на КТ315 или любой маломощный. В качестве VT2 можно использовать транзисторы КТ814 В, Г; КТ817В, Г и другие. В качестве тиристора VS1 может использоваться любой доступный с подходящими техническими характеристиками, например отечественный КУ202, импортные 2N6504 ... 09, C122(A1) и другие. Диодный мост VD7 можно собрать из любых доступных силовых диодов с подходящими характеристиками.

На втором рисунке показана схема внешних подключений печатной платы. Наладка устройства сводится к подбору сопротивления R15 под конкретный шунт, в качестве которого можно применить любые проволочные резисторы сопротивлением 0,02 ... 0,2 Ом, мощность которых достаточна для длительного протекания тока до 6 А. После настройки схемы подбирают R16, R19 под конкретный измерительный прибор и шкалу.

Еще одна конструкция зарядного устройства с использованием микросхемы TL494 представлена ниже. От предыдущей схемы устройство отличается отсутствием силового диодного моста и транзисторного оптрона, а также силовым трансформатором с двумя вторичными обмотками. Технические характеристики обеих схем идентичны и выбор варианта определяется только доступностью элементной базы и личным вкусом.

Предлагаемое устройство также имеет стабильную плавную регулировку действующего значения выходного тока в пределах 0,1 ... 6А, что позволяет заряжать любые аккумуляторы, а не только автомобильные. Из-за импульсного характера тока зарядки желательно использовать силовой трансформатор с мягкой нагрузочной характеристикой, без значительного запаса по мощности При зарядке маломощных аккумуляторов также желательно последовательно в цепь включить балластный резистор сопротивлением несколько Ом или дроссель, т.к. пиковое значение зарядного тока может быть достаточно большим из-за особенностей работы тиристорных регуляторов. Тиристоры VS1 , VS2 через изолирующие прокладки устанавливаются на радиатор площадью не менее 100 см2 или металлическое основание корпуса зарядного устройства . Настройка прибора, как и в предыдущей схеме, сводится к подбору резистора R19 под конкретный шунт R18, а затем подбираются резисторы R20 и R22 для установки правильных показаний измерительного прибора. В схеме можно использовать любые доступные тиристоры с рабочим током не менее 5А. Транзистор VT1 должен выдерживать рабочее напряжение не менее 50В и пропускать ток не менее 1А, например типа КТ814В,Г ; КТ816В,Г и другие. Транзисторы VT2, VT3 - любые маломощные n-p-n транзисторы, например КТ315Г, КТ3102Б и т.д. Стабилитроны VD1, VD9 - любые доступные на напряжение стабилизации 10 ... 15В. Диоды VD2 ... VD6, VD9 - любые импульсные маломощные, например КД521, КД522, КД509 и т.д.

Необслуживаемые кислотно-свинцовые аккумуляторы в настоящее время очень широко используются в различных источниках бесперебойного питания компьютерной техники, системах охранной сигнализации, источниках питания электроинструмента и даже в детских игрушках. Достоинством их является простота эксплуатации, отсутствие жидкого электролита и, соответственно, нет нужды следить за его уровнем и плотностью. Для сокращения времени на восстановление электрической ёмкости зарядку этих аккумуляторов обычно производят большим током (режим быстрой зарядки), численно достигающим номинальной ёмкости. Из-за отсутствия возможности произвести доливку выкипевшего электролита при его перезарядке, требования к зарядному току этих аккумуляторов очень жёсткие - фирмы производители аккумуляторов требуют, чтобы пульсации зарядного тока не превышали 2,5% от максимального тока, а зарядный ток изменялся во времени строго определённым образом. Эти условия практически всегда выполняются в источниках бесперебойного питания, содержащих сложные импульсные блоки питания. Этим же требованиям удовлетворяют ранее описанные в этом разделе импульсные зарядные устройства с ключевыми транзисторами и накопительным дросселем. Рассмотренные схемы достаточно сложны для повторения, а в быту часто требуются простейшие малогабаритные зарядные устройства, не самые оптимальные с точки обеспечения выработки максимального ресурса аккумуляторов, но зато имеющие небольшие габариты и высокий КПД. Ниже приводится схема такого устройства. Зарядный ток аккумулятора поддерживается стабильным на уровне 10% от численного значения номинальной ёмкости, что уменьшает отрицательное действие импульсного характера этого тока, а прекращение зарядки происходит при достижении напряжения на клеммах аккумулятора примерно 15В.

Требуемое значение зарядного тока достигается подбором сопротивления резистора R8. Значения пороговых напряжений отключения процесса зарядки определяются соотношением резисторов R12/R6 и R12/R6||R2. При расчёте номиналов резисторов исходят из того, что при достижении максимального напряжения на аккумуляторе напряжение на выводе 16 микросхемы DA1 должно составлять 5,00В. В процессе зарядки яркость свечения светодиода HL1 изменяется, а при полной зарядке светодиод начинает мигать, привлекая внимание.

Схема является модификацией ранее описанного устройства. В качестве регулирующего элемента используется тиристор, что позволяет упростить схему, исключив конденсаторы большой ёмкости и дроссели. Все элементы устройства, кроме силового трансформатора располагаются на небольшой печатной плате 45 х 45 мм.

КПД устройства очень высок и элементы схемы, включая тиристор , не требуют для охлаждения радиатор.

Предлагаемое устройство можно использовать и для зарядки иных типов аккумуляторов, скорректировав зарядный ток и пороговое напряжение отключения. Заменив силовые диоды и трансформатор на более мощные и установив тиристор на небольшой радиатор схему можно использовать и для зарядки автомобильных аккумуляторов. Сопротивление резистора R8 при этом уменьшают в 5 -10 раз. При отсутствии ошибок в монтаже и исправности элементов схема начинает работать сразу. Необходимо лишь скорректировать зарядный ток и пороговое напряжение.

Все ранее рассмотренные схемы зарядных устройств в качестве силового ключа использовали мощные p-n-p или n-p-n транзисторы, которые позволяли получить достаточно большой ток при небольшом количестве электронных элементов. Однако у используемых биполярных транзисторов имеется существенный недостаток - большое падение напряжения коллектор-эмиттер в режиме насыщения, достигающее 2 ... 2,5 В у составных транзисторов, что приводит к их повышенному нагреву и необходимости установки транзисторов на большой радиатор. Гораздо экономичней вместо биполярных транзисторов устанавливать силовые МОП (MOSFET) транзисторы, которые при тех же токах имеют гораздо меньшее ( в 5 -10 раз) падение напряжения на открытом переходе сток-исток. Проще всего вместо силового p-n-p транзистора установить мощный p-канальный полевой транзистор, ограничив с помощью дополнительного стабилитрона напряжение между истоком и затвором на уровне 15В. Параллельно стабилитрону подключается резистор сопротивлением около 1 кОм для быстрой разрядки ёмкости затвор-исток.

Гораздо более распространены и доступней силовые n- канальные МОП транзисторы, но принципиальная схема устройства с такими транзисторами несколько усложняется, т.к. для полного открытия канала сток-исток на затвор необходимо подать напряжение на 15 В выше напряжения силовой части.

Ниже рассмотрена схема такого устройства. Основа конструкции мало отличается от ранее рассмотренных устройств на биполярных силовых транзисторах. С помощью конденсаторов С1-С3 и диодов VD1-VD5 в схеме формируется повышенное на 15 В напряжение, которое с помощью транзисторов VT2, VT3 подаётся на затвор полевого транзистора VT1.

В схеме желательно использовать MOSFET с наиболее низким сопротивлением открытого канала, но максимальное допустимое напряжение этих транзисторов должно быть в 1,5 - 2 раза выше напряжения силовой цепи. В качестве диода VD8 желательно использовать диоды с барьером Шоттки с рабочим напряжением выше максимального в силовой цепи, в крайнем случае можно использовать КД213А или КД2997, КД2799, но их придётся установить на небольшой радиатор. Требования к изготовлению накопительного дросселя DR1 изложены в публикациях по зарядным устройствам с биполярными ключевыми транзисторами ( см. остальные схемы раздела).

При отсутствии подходящего проволочного резистора, используемого в качестве токового шунта R17 схему можно доработать, используя небольшой отрезок манганинового провода диаметром 2 мм или мощные проволочные резисторы сопротивлением 0,01 ...0,05 Ом. Нормализацию напряжения на токовом шунте осуществляют с помощью усилителя на любом доступном ОУ. Как это сделать? - смотри следующую схему...

Предлагаемая схема отличается от предыдущей наличием операционного усилителя DA2, что позволяет упростить задачу поиска подходящего шунта. В качестве шунта R20 можно использовать как любой проволочный резистор сопротивлением 0,01 ... 0,05 Ом и мощностью 1 - 2 Вт, так и кусок подходящего нихромового или манганинового провода диаметром 1,5 ... 2 мм. Операционный усилитель усиливает напряжение шунта до уровня, необходимого для нормальной работы компаратора микросхемы DA1. Коэффициент усиления ОУ DA2 определяется соотношением сопротивлений резисторов R15 и R18 и определяется из условия получения на выходе ОУ напряжения 0,5 ... 3 В при выбранном максимальном выходном токе устройства. Выходной ток регулируется переменным резистором R4, максимальное напряжение на движке которого должно быть равно напряжению на выходе ОУ DA2 при максимальном рабочем токе. Сопротивление переменного резистора R4 может быть любым в пределах 1 ... 100 К, а максимальное напряжение на его движке определяется сопротивлением резистора R6. Схема позволяет получить гораздо больший выходной ток, чем выбранный автором - максимальная величина тока определяется мощностью силового трансформатора, элементами силовой цепи и настройкой узла ограничения выходного тока. В качестве DA2 может быть использован практически любой доступный операционный усилитель, например КР140УД1408, КР140УД608, КР140УД708, mA741 и т.д. Конденсатор частотной коррекции C9 может отсутствовать при использовании ОУ, не требующих его использования. В случае использования ОУ типа КР140УД1408 (LM308) его припаивают между выводами 1 и 8, у других ОУ выводы могут быть иными.

Лабораторный блок питания отличается от ранее описанного зарядного устройства гораздо большим максимальным выходным напряжением. Автором выбрано напряжение 30В, но если использовать трансформатор с большим выходным напряжением и применить более высоковольтные силовые элементы, можно получить гораздо более высокие значения. Регулировка выходного напряжения осуществляется переменным резистором R16, сопротивление которого может быть в пределах 3,3 ... 100К. Верхний предел выходного напряжения определяется сопротивлением резистора R17 из расчёта получения напряжения 1,5В на движке переменного резистора R16 в его нижнем, по схеме, положении.

Схему можно упростить, исключив регуляторы тока и напряжения, а также измерительную головку, если устройство будет использоваться только для зарядки одного типа аккумуляторов. Вместо переменного резистора - регулятора выходного напряжения на печатной плате установлен многооборотный подстроечный резистор R15, а ограничение выходного тока задаётся делителем на резисторах R4, R5.

Для исключения выхода из строя диода VD11 при случайной переполюсовке аккумулятора установлен предохранитель FU2. В качестве транзисторов VT2, VT3 можно использовать любые маломощные транзисторы соответствующей структуры на напряжение 60В и ток коллектора 100мА, например КТ209Е, КТ3102Б и т.д. В авторском варианте схема настраивалась на выходной ток 3,0 А, но его легко повысить до 6А и более, уменьшив номинал резистора R13 до 5,0 кОм. Внешний вид платы показан на рисунке:

Описанный лабораторный блок питания можно дополнить узлом защиты нагрузки от неконтролируемого повышения выходного напряжения, например, при пробое выходного транзистора или неисправности в схеме. Как это сделать, описано в следующей схеме.

Предлагаемый лабораторный блок питания отличается от предыдущего наличием узла защиты нагрузки от повышенного напряжения. При включении блока питания напряжение на его выходе отсутствует, что исключает случайный выход из строя подключенной нагрузки из-за начального несоответствия установленного напряжения и требуемого. Узел ручного включения / отключения нагрузки собран на транзисторах VT5, VT7 и реле K1. Узел работает следующим образом: в исходном состоянии транзисторы VT5, VT7 заперты и реле К1 обесточено. При кратковременном нажатии на кнопку SB1 высокий потенциал на коллекторе VT7 через резистор R30 и конденсатор С11 открывает VT7 - реле К1 срабатывает, а протекающий через резистор R33 ток катушки реле открывает транзистор VT5, который через резистор R26 удерживает транзистор VT7 в открытом состоянии длительное время. На лицевой панели блока питания зажигается светодиод HL3 "НАГРУЗКА", а контакты реле К1 коммутируют выходное напряжение на выходные клеммы. В этом состоянии на коллекторе транзистора VT7 низкий потенциал, а на коллекторе VT5 высокий. Конденсатор C10 через резистор R19 заряжается до напряжения 35В, плюсом к нижней, по схеме, обкладке и минусом к базе транзистора VT7. При повторном нажатии кнопки SB1 через резистор R30 и конденсатор С10 к базе VT7 прикладывается отрицательное напряжение - транзистор запирается, отключается реле К1, снимая напряжение с нагрузки, запирается транзистор VT5 и схема приходит в исходное состояние до следующего нажатия кнопки SB1.

Защита от нештатного повышения выходного напряжения работает следующим образом: при нормальном режиме работы напряжение на движке переменного резистора R20 всегда будет равно 1,5 В, независимо от его положения, т.к. схема управления на микросхеме DA1 сравнивает его с опорным на выводе 15, которое определяется параметрами делителя напряжения на резисторах R13 и R8. При неисправности в схеме это напряжение может превысить уровень 1,5 В, транзистор VT4 через резисторный делитель R15, R16 откроется, а транзистор VT7 закроется, отключив выходное реле К1. При длительной аварийной ситуации будет гореть светодиод HL2 "АВАРИЯ", а реле К1 кнопкой SB1 включаться не будет. Защита также сработает при быстром вращении оси переменного резистора R20 в сторону уменьшения выходного напряжения, что позволяет быстро отключить нагрузку, если случайно было установлено его недопустимо высокое значение.

Схема также защищает элементы устройства от протекания большого тока при переполюсовке заряжаемого аккумулятора. Если аккумулятор ошибочно подключен минусовым выводом к плюсовой клемме блока питания, то через диод VD15 и резистор R31 откроется транзистор VT6, загорится светодиод HL2 "АВАРИЯ", а реле К1 не будет включаться кнопкой SB1, что предотвращает выход из строя контактов реле К1, конденсатора С9, катушки дросселя DR1 и диода DV10. Очень важно вначале подключить заряжаемый аккумулятор, а затем нажать кнопку "ПУСК" для начала зарядки, в противном случае, при переполюсовке аккумулятора, перегорит предохранитель FU2. Перед нажатием кнопки "ПУСК" движком переменного резистора R20 следует установить выходное напряжение блока питания равным его значению при полностью заряженном аккумуляторе, например, для свинцового 12В аккумулятора следует установить 14,8В. Если напряжение на выходе блока питания установить ниже, чем напряжение заряжаемого аккумулятора, то, сразу после пуска, реле К1 обесточится, отключив нагрузку, а светодиод HL2 "АВАРИЯ" кратковременно загорится.

Настройка схемы управления описана на предыдущей схеме, а конструктивное исполнение накопительного дросселя приведено в предыдущих публикациях раздела зарядных устройств. Транзистор VT1 и диоды VD7, VD10 следует установить на небольшие радиаторы, площадь которых зависит от выбранного максимального рабочего тока. Параметры силового трансформатора полностью определяются максимальными значениями выходного тока и напряжения - его мощность должна быть не менее, чем на 20% выше максимальной выходной мощности блока питания на нагрузке.

Почти все элементы схемы размещены на печатной плате, внешний вид которой изображен на рисунке. Отдельно установлен силовой трансформатор, измерительный прибор, выключатель питания , регуляторы тока и напряжения, кнопка пуска, предохранители, выходные клеммы и светодиодные индикаторы. На плате предусмотрена установка различных типов диодов в качестве VD10, даже двойных.

Зарядное устройство с периодическим контролем ЭДС аккумулятора ( главная страница раздела зарядных устройств)

Схемы зарядных устройств и источников питания довольно часто публикуются на страницах популярных изданий. Эти конструкции рассчитаны на определённого пользователя и имеют соответствующую схемотехнику. Элементная база также очень сильно различается, но каждая схема по своему уникальна и вносит свою лепту в развитие направления. Автор сайта разработал много схем источников питания и зарядных устройств, в разной степени оригинальных. В основном это схемы специализированного назначения, но многие прекрасно подходят для широкого применения . Эти схемы и представлены в разделе. Начнём с зарядных устройств. Первой конструкцией будет зарядное устройство для малогабаритных никель - кадмиевых аккумуляторов.

Зарядное устройство обеспечивает стабильный ток заряда и автоматически отключается при достижении заданного напряжения на аккумуляторе. Работа схемы оригинальна и автору пока не попадались подобные - дело в том, что в обычных схемах окончание зарядки по достижении заданного напряжения определяется во время протекания зарядного тока. Из-за наличия внутреннего сопротивления аккумуляторов напряжение полного заряда будет меняться при изменении зарядного тока, что затрудняет определение момента окончания зарядки. Предлагаемая схема работает иначе - в течение нескольких секунд на аккумулятор подаётся зарядный ток, затем он автоматически отключается примерно на 1 сек и производится замер ЭДС на аккумуляторе. Известно, что ЭДС полностью заряженного никель - кадмиевого аккумулятора составляет 1,35 В - если на аккумуляторе достигнута эта величина, переключается компаратор и срабатывает RS триггер, отключающий зарядный ток и включающий светодиод "Аккумулятор заряжен". Зарядное устройство позволяет заряжать аккумуляторные батареи с максимальным напряжением до 18 В. Ток зарядки регулируется переменным резистором в пределах 10 - 200 мА, а требуемое значение ЭДС аккумуляторной батареи, при которой зарядка прекращается также устанавливается переменным резистором. Во время протекания зарядного тока периодически мигает светодиод "Заряд". Выходной транзистор необходимо установить на небольшой радиатор, площадь которого зависит от величины требуемого тока заряда и напряжения аккумуляторной батареи. На оси переменных резисторов желательно насадить регулировочные ручки с указателями, и, с помощью мультиметра, произвести калибровку с нанесением указательных рисок на лицевой панели устройства.

Зарядное устройство с использованием таймера AN6780

Для автоматического отключения аккумулятора по окончании зарядки в зарядных устройствах также часто используют таймеры, которые прекращают зарядку по истечении заданного времени. Такие схемы удобны простотой в эксплуатации, если к моменту зарядки аккумулятор был полностью разряжен и известна его ёмкость, то установив зарядный ток на уровне 10% от его ёмкости производят зарядку в течении примерно 15 часов. Соотношение тока зарядки и времени, конечно, можно менять в любую сторону, но следует иметь ввиду, что перезаряд аккумулятора гораздо опасней при большом зарядном токе - аккумулятор может выйти из строя или ухудшатся его характеристики. Зарядный ток на уровне 5 ... 10 % от номинальной ёмкости - гарантия долговечной работы аккумулятора.

В качестве таймера в предлагаемом устройстве используется микросхема AN6780, которая содержит генератор и счётчик - делитель. Отсчёт времени зарядки производится с момента подключения заряжаемого аккумулятора - при этом зажигается светодиод "Заряд", а на выводе 3 микросхемы появляется уровень "1" - микросхема начинает отсчёт заданного времени, по окончании которого на выводе 15 появляется логический "0", выходной транзистор запирается и ток зарядки прекращается. Для компенсации тока саморазрядки используется последний резистор 220 Ом, через который протекает небольшой компенсирующий ток. Описанное зарядное устройство предназначается, в основном, для зарядки аккумуляторов радиотелефонов, цифровых фотоаппаратов и другой электронной техники.

Зарядное устройство с компаратором напряжения

Следующее зарядное устройство для малогабаритных аккумуляторов построено с использованием компаратора, который отключает зарядный ток при достижении заданного напряжения. Заряд производится стабильным током, не зависящим от степени зарядки аккумулятора и напряжения в сети. Схема очень проста и имеет недостатки, суть которых описана ранее. Схема используется при эксплуатации достаточно качественных аккумуляторов, у которых внутреннее сопротивление ещё низко, поэтому погрешность установки напряжения полного заряда пока невелика. Как и в предыдущей схеме, по окончании зарядки через аккумулятор пропускается небольшой ток, компенсирующий ток саморазряда. Номиналы прецизионных резисторов на схеме достаточно условны - делитель с необходимым коэффициентом деления можно собрать и на других резисторах. Также один из резисторов можно заменить подстроечным и с помощью цифрового мультиметра установить необходимый порог отключения зарядного тока.

Это устройство имеет фиксированный ток заряда, т.к. при его изменении требуется корректировать пороговое напряжение отключения из-за наличия внутреннего сопротивления аккумулятора, что приводит к большим погрешностям в определении момента окончания зарядки. Как и в предыдущей схеме, при протекании зарядного тока светится светодиод "Заряд".

Зарядное устройство с таймером на К561ИЕ16

Следующее зарядное устройство для малогабаритных аккумуляторов разрабатывалось для модернизация промышленного варианта с целью автоматизировать процесс зарядки путём введения автоматического отключения аккумулятора по её окончании. Доработка свелась к изготовлению дополнительной платы таймера, который отсчитывает около 10 часов после момента установки аккумулятора в зарядный стакан и отключает ток. Схема собрана на распространённых КМОП микросхемах, не содержит дефицитных элементов, легко перестраивается на другое время выдержки путём перепайки диодов, подключенных к выходам счётчиков и определяющих коэффициент деления. В качестве образцового интервала используется период сетевого напряжения.

Плату таймера можно использовать и в других подобных устройствах для автоматизации процесса отключения нагрузки через заданное время.

Добавлено (24.11.2011, 21:17)
---------------------------------------------
Лабораторный блок питания 1,5 -30В, 0-5А + зарядное устройство на MOSFET транзисторе:
а регулировка напряжения нелинейная (начинается с середины) это так должно быть или это у меня так??????

Добавлено (27.11.2011, 20:43)
---------------------------------------------
нихера не понятно по схеме сдвижка R20 идёт через R9 на вывод 16 микросхемы, а по монтажке на вывод 15 микросхемы?????? где правда?

Добавлено (03.11.2012, 15:22)
---------------------------------------------
Решил отписаться тем у кого не получилось запустить схемку - просто нужно поменять на кт117 Б1 и Б2 местами.

Добавлено (24.12.2016, 06:57)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://adv-akme.ru/ - купить футболки и http://adv-akme.ru/ - купить печать на футболки подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме купить печать на футболки . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))

Добавлено (26.12.2016, 23:19)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://adv-akme.ru/ - купить печать на футболки и http://adv-akme.ru/ - купить футболки подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме купить футболки . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))

Добавлено (26.12.2016, 23:23)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://adv-akme.ru/ - купить печать на футболки и http://adv-akme.ru/ - купить футболки подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме купить футболки . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))

Добавлено (27.12.2016, 07:44)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://adv-akme.ru/ - купить футболки и http://adv-akme.ru/ - купить футболки подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме купить футболки . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))

Добавлено (28.12.2016, 14:55)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://slumber.su/ - опт текстиль иваново сайт и http://adv-akme.ru/ - текстиль оптом +от производителя официальный сайт подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме текстиль оптом . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))

Добавлено (29.12.2016, 05:39)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://adv-akme.ru/ - опт текстиль иваново сайт и http://adv-akme.ru/ - опт текстиль иваново +от производителя подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме ивановский текстиль оптом . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))

Добавлено (29.12.2016, 05:39)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://slumber.su/ - купить футболки и http://slumber.su/ - текстиль оптом сайт подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме опт текстиль иваново сайт . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))

Добавлено (29.12.2016, 05:42)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://slumber.su/ - опт текстиль иваново +от производителя и http://slumber.su/ - текстиль оптом подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме ивановский текстиль оптом . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))

Добавлено (29.12.2016, 05:49)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://adv-akme.ru/ - купить футболки и http://slumber.su/ - купить печать на футболки подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме опт текстиль иваново сайт . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))

Добавлено (30.12.2016, 00:01)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://sony-p.ru/ - опт текстиль иваново и http://adv-akme.ru/ - текстиль опт официальный сайт подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме текстиль оптом +от производителя официальный сайт . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))

Добавлено (30.12.2016, 00:51)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://slumber.su/ - опт текстиль иваново сайт и http://sony-p.ru/ - текстиль оптом подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме текстиль оптом . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))

Добавлено (30.12.2016, 05:05)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://sony-p.ru/ - купить футболки и http://slumber.su/ - текстиль оптом подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме ивановский текстиль оптом . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))

Добавлено (30.12.2016, 05:09)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://slumber.su/ - текстиль опт официальный сайт и http://sony-p.ru/ - опт текстиль иваново +от производителя подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме опт текстиль иваново . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))

Добавлено (30.12.2016, 05:11)
---------------------------------------------
Совсем недавно я наткнулся на один интересный сайт - http://slumber.su/ - опт текстиль иванова и http://slumber.su/ - одеяла и подушки оптомы подчерпнула много нового для себя и была очень удивлена разнообразием ассортимента по теме опт текстиль иваново +от производителя . Посмотрите, может вам будет интересно. Разделите мое удивление))))