|
СХЕМЫ---->
СХЕМЫ АВТОЭЛЕКТРОНИКИ статьи № 1-50
МОДЕРНИЗАЦИЯ ЗАРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ
АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
В.Боравский (RK3DED)
Находящиеся у автолюбителей в эксплуатации зарядные и зарядно-пусковые устройства промышленного производства, как правило, не обладают универсальными потребительскими свойствами. Спроектированы и изготовлены они на проверенных временем схемотехнических решениях, однако сервисные возможности некоторых из них можно расширить, доработав их с минимальными временными и материальными затратами. О доработке двух серийно выпущенных устройств рассказывается в предлагаемой статье. В ней приводятся принципиальные схемы, номиналы деталей и описывается принцип работы, что облегчит изготовление всей схемы или ее доработку в условиях домашней мастерской.
Устройство зарядное УЗ-1, выпускаемое экспериментально-опытным заводом "КВАНТ", предназначено для зарядки автомобильных 12-ти вольтовых батарей, а также осуществления профилактических работ по снятию сульфатационных наростов с зарядных пластин аккумуляторов.
Из-за нарушений правил эксплуатации автомобильных батарей их пластины сульфатируются, уменьшается емкость, в результате чего аккумулятор выходит из строя. В устройстве применен способ восстановления таких батарей "асимметричным" зарядным током: при соотношении зарядной и разрядной составляющей 10:1 и отношении длительностей импульсов этих составляющих 1:2. Этот способ позволяет не только восстановить засульфатированные батареи, но и проводить профилактическую обработку исправных.
В практике автолюбителя часто бывают периоды, когда автомобиль не эксплуатируется и в аккумуляторе происходит естественный процесс саморазряда. Устройство УЗ-1 было доработано с целью ввести режим компенсации саморазряда при подключении его на срок бездействия аккумулятора.
Ток компенсации выбран порядка 170...200 мА (в зависимости от экземпляра лампы HL1).
Схема устройства и его доработка приведены на рис. 1.
В положении 1 переключателя S2 (стандартное включение) устройство представляет собой регулятор тока, собранный на транзисторах VT1 и VT2. Заряд аккумулятора при постоянном токе обеспечивает более глубокую и полную зарядку. На стабилитронах VD3 и VD4 выполнен источник стабилизированного управляющего напряжения. Напряжение на обмотке III трансформатора равно 23 В (амплитудное 33 В). При номинальном зарядном токе напряжение на заряженном аккумуляторе изменяется в пределах 13...15 В. Пока амплитуда выходного напряжения стабилизатора тока не превысит напряжение аккумулятора, зарядный ток равен нулю, т.е. происходит ограничение выходного импульса стабилизатора снизу на уровне 0,5 от амплитуды импульса. За время одного периода переменного напряжения формируется один импульс зарядного тока. В промежутке между зарядными формируются разрядные импульсы длительностью в два раза больше зарядных. Зарядный ток устанавливается переменным резистором R3, а разрядный — переменным резистором R5. Амперметр РА1 будет показывать около 1/3 от амплитуды импульса суммарного тока (т.е. 1,8 А).
В положении 2 переключателя S2 обмотка III трансформатора подключается к диодной сборке КЦ402 (ее можно заменить на 4 диода типа Д226 или КД105) и выпрямленное напряжение через лампу HL1 (3 Вт, 12 В) подается на аккумулятор, подключаемый на клеммы Х1 и Х2 с соблюдением соответствующей полярности. Лампа HL1 выполняет здесь роль стабилизатора-ограничителя тока, а также сигнализатора процесса зарядки. При коротком замыкании в аккумуляторе схеме ничего не грозит, так как лампа HL1 срабатывает как плавкий предохранитель и отсутствие ее свечения дает информацию о неисправности. При отсутствии нагрузки (аккумулятора) или обрыве в цепи заряда лампа HL1 также не горит.
Так как на передней панели прибора практически нет места для установки клемм, переключателя и патрона для лампы, то эти детали устанавливаются на задней панели. Клеммы Х3 и Х4 с перемычкой можно не ставить, но их наличие делает удобным периодический контроль зарядного тока с помощью выносного миллиамперметра или тестера. Клеммы Х1-Х4 представляют собой стандартные розетки типа РД-1, перемычка П — закороченная вилка типа ВД-1. Выбор типа переключателя S2 не вызывает затруднений, он может быть любым, если его контакты (особенно это касается положения 1) выдерживают ток 5...10 А.
Второе устройство — марки ЧЗП-С-12-6,3/100 4ХП3.1, которое подверглось модернизации, относится к классу пуско-зарядных. Оно предназначено для зарядки постоянным током аккумуляторов ем костью до 60 А*ч, облегчения пуска автомобиля в холодное время года при слабозаряженной батарее и использования совместно с аккумулятором в качестве дополнительного источника.
Принципиальная схема этого устройства с доработкой изображена на рис. 2.
Режим ПУСК (подключение аккумулятора к клеммам Х3-Х4) — кратковременный — 5...6 с с паузой 15....20 с. Допускается 5 запусков и выдержка устройства в течение 5 мин. Этот режим прибора на практике не вызвал нареканий, однако в режиме ЗАРЯД1 (подключение аккумулятора к клеммам Х3-Х5) при ступенчатой регулировке зарядного тока не выдерживает критики. Дело в том, что коэффициенты трансформации трансформатора выбраны настолько неудачно, что при пониженном напряжении в сети установить приемлемый зарядный ток в положениях переключателя S2 в пределах 2-7 невозможно, а в положениях 7 и 8 токи оказываются предельно большими.
Поэтому было принято решение модернизировать устройство, сохранив его прежние функции. Это было сделано введением в схему электронного регулятора, состоящего из двух транзисторов (VT1, VT2) и двух резисторов (R2, R3) и подключаемого к точкам С и Д стандартной схемы. Регулирование силы зарядного тока производится посредством мощного транзистора VT-1 (тип П210), включенного по схеме составного триода. При изменении смещения, снимаемого на базу триода с потенциометра R2, изменяется сопротивление цепи коллектор-эмиттер транзистора. Зарядный ток при этом можно изменять в пределах от 25 мА до 6 А при напряжении на выходе выпрямителя от 1,5 до 14 В. Положение переключателя S2 выбирается экспериментально (обычно 5, 6, 7) до достижения максимального зарядного тока при конкретно заряжаемой батарее. Аккумулятор в этом случае подключается к клеммам Х5 и Х6 (режим ЗАРЯД 2). Клемма Х6 выводится отдельно на задней стенке и маркируется знаком "-" Резистор R3 на выходе выпрямителя позволяет устанавливать выходное напряжение выпрямителя при отключенной нагрузке. Транзистор VT1 желательно установить на радиатор, площадь которого должна быть 250...350 см2. Поверхность учитывается с обеих сторон пластины при толщине ее не менее 3 мм.
Автоматический предохранитель F1 с керамическим патроном изымается из устройства и на его место устанавлива¬ется потенциометр R2 (желательно проволочный). За потенциометром устанавливается плата с транзисторами VT1, VT2 и резистором R3. Взамен автоматического предохранителя (по схеме в точках А и Б) слева на лицевой панели устанавливается держатель с плавкой вставкой на 10 А и выключатель S1 (любого типа на ток до 10...15 А и напряжение -220...380 В).
Для проверки работоспособности устройства достаточно подсоединить его к сети и на выход подключить тестер или нагрузку в виде автомобильной лампы или аккумулятора. Вращая ручку потенциометра R2 от крайнего левого положения до максимального, убеждаются в регулировании напряжения на выходе (на клеммах Х5-Х6), а в случае подключения нагрузки наблюдают плавное изменение зарядного тока по прибору РА.
Этим способом было модернизировано более десяти приборов, отка зов в работе в режиме ЗАРЯД 2 не наблюдалось. В последних доработанных приборах было сделано еще одно добавление — в цепь "эмиттер VT1 — клемма Х6" введен защитный диод (тип Д305 или Д246) для защи ты транзистора VT1 при неправильном подключении аккумулятора.
Литература
1. Вайлов А.М., Эйгель Ф.И. Автоматизация контроля и обслужива ние аккумуляторных батарей. М., Издательство "Связь",1975 г.
2. Боровских Ю.М., Старостин А.К. Чижков Ю.П. Стартерные аккумуляторные батареи. М., ФОНДЗЭГ, 1997 г.
|
