Уже не первый год, в продаже имеются закрытые, свинцово-кислотные аккумуляторы. Их применяют в блоках бесперебойного питания, охранных системах, различных приборах, в которых требуется автономное питание. Из всего многообразия аккумуляторов, в радиоэлектронике чаще всего применяются аккумуляторы небольших емкостей, от 1,3 до 12 А*ч и напряжением 6 или 12 В. Простая схема зарядного устройства для данных аккумуляторов и предлагается в рамках этой статьи.
Расчеты и выбор зарядного тока производились на основании документации, на аккумулятор фирмы «Panasonic». Режимы заряда аккумуляторов других фирм, могут несколько отличаться, тем не менее, есть общее правило — заряжать аккумулятор током равным 0,1 от его емкости.
Основная идея работы простого зарядного устройства заключается в том, что изначально на аккумулятор поступает номинальный ток, а затем, по мере зарядки, напряжение на аккумуляторе начинает расти, при этом ток будет неизменным. После того, как напряжение достигнет установленного порога, дальнейший его рост замедляется, а ток начинает уменьшаться. К окончанию зарядки, ток заряда будет аналогичен току саморазряда, и уже в таком состоянии, аккумулятор сможет находиться подключенным к зарядному устройству, сколь угодно долго.
При разработке было очень важно получить универсальное зарядное устройство, с помощью которого можно заряжать как шести, так и двенадцати вольтные аккумуляторы, имеющие наиболее распространенные емкости.
Устройство можно разделить на два основных узла – первый, узел где ограничивается максимальной ток (DA1, R1-R6) и второй, стабилизатор напряжения (DA2, R7-R9). Они оба выполнены по типовым схемам включения, и в пояснении особо не нуждаются.
С помощью переключателя SB3, задается максимальный зарядный ток, а переключателем SB2 — конечное напряжение на аккумуляторе. Стоит заметить, что секция SB2.1 отвечает за переключение на вторичную обмотку трансформатора, тем самым снижая напряжение для зарядке шести вольтовых аккумуляторов.
При изготовлении устройства можно применить следующие элементы. Резисторы R2-R6 типа С5-16В, С5-16МВ естественно подходящих мощностей. Если таких не окажется под рукой, то можно изготовить их вручную, к примеру из высокоомного провода. Особая точность при изготовлении не играет существенной роли, так как величина изначального зарядного тока может доходить до 0,25C.
Чтобы самостоятельного рассчитать токозадающие резисторы, есть соответствующая формула:
R=Uоп./Iзар.макс
где, R – это сопротивление резистора, измеряемое в омах,
Uоп. – внутреннее, опорное напряжение микросхемы КР142ЕН22, измеряемое в Вольтах,
Iзар.макс — максимальный зарядный ток, для заряжаемого аккумуляторов (до 0,25C) в Амперах.
В качестве подстроечных резисторов желательно использовать многооборотные, типа СП5-2, СП5-3. А если немного пожертвовать точностью, то можно использовать и другие, к примеру, однооборотные. Конденсатор C1 – применен типа К50-16, но можно применить К50-35 или схожие импортные. C2 и С3 — металлопленочные, типа К73 или керамические К10-17. Диоды 1N5400 (3 А, 50 В) можно заменить на отечественные, к примеру, Д203, Д231, Д242 или любыми аналогичными.
Напряжение на обмотке II 12 В (для зарядки шести вольтовых аккумуляторов). А на обмотке III, которая включается последовательно с обмоткой II (для зарядки двенадцати вольтовых аккумуляторов) — 8 В. На взгляд автора, наиболее удобным является трансформатор из серии ТН (трансформатор накальный). Поскольку данные трансформаторы имеют несколько вторичных обмоток, что очень удобно для получения необходимого напряжения.
Налаживание схемы зарядного устройства для аккумуляторов начинают с задания резисторами R8 и R9 требуемых напряжений на выходных клеммах устройства, без подключения нагрузки. После чего, резистором R8 выставляют напряжение в пределах 14,5…14,9 В для зарядки 12-ти вольтовых батарей, а резистором R9 задают его равным 7,25…7,45 В для зарядки 6-ти вольтовых. Далее, подключают нагрузочный резистор, сопротивление которого 4,7 Ом, причем мощность должна быть более 10 Вт, и затем в режиме зарядки для 6-вольтовых батарей, проверяют выходной ток по амперметру.
