Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Импульсный стабилизатор тока для зарядного устройства

Импульсный стабилизатор тока для зарядного устройства

Будь Свободен От Розетки (© 😉

Здесь представлены китайские платы:

— повышающих стабилизаторов напряжения,
— понижающих стабилизаторов напряжения и тока,
— повышающе-понижающих стабилизаторов напряжения,
— зарядных устройств,
— индикаторов напряжения и тока на 3 и 4 цифры,

которые могут быть использованы туристами-самодельщиками в своих конструкциях.

Нагрузочный резистор для подключения к USB
Ток 1 или 2 А выбирается переключателем.

Нагрузочный резистор для подключения к USB
Ток 1, 2, 3 А выбирается переключателями.

Нагрузочный резистор для подключения к USB
Ток резисторов 0.25, 0.5, 1 и 2А выбирается переключателями.
(т.е. регулировка тока от 0.25 до 3.75А с шагом 0.25А)

Понижающий контроллер заряда для солнечной батареи.

По сути — импульсный понижающий стабилизатор с возможностью настройки на рабочую точку солнечной батареи.

Uвх = 6. 36 В, Uвых = 1.25. 32 В,
МРРТ регулировка 6. 36В, Iвых(регулировка) = 0.05. 5А, 60х31х22мм
Защита от перепутки полярности — нет, термозащита — есть

Понижающий контроллер солнечной батареи с индикатором напряжения/тока/мощности.

По сути — импульсный понижающий стабилизатор с возможностью настройки на рабочую точку солнечной батареи.

Индикатор Uвх/Uвых, выходного тока/выходной мощности
Uвх = 6. 36 В, Uвых = 1.25. 32 В,
МРРТ регулировка 6. 36В, Iвых(регулировка) = 0.05. 5А, 60х31х22мм
Защита от перепутки полярности — нет, термозащита — есть

Платы повышающих импульсных стабилизаторов

Повышающий стабилизатор №1
(плата с USB разъемом и фиксированным напряжением Uвых = 5В)
Uвх = 0.9. 6 В, Uвых = 5 В, Iвых = до 1 А
Подробнее о стабилизаторе можно прочитать в статье.

Повышающий стабилизатор №3
Uвх = 5. 32 В, Uвых = от Uвх до 35В, Iвх.макс. = 4А, f=400кГц, 48х25х14мм
(микросхема XL6009)

Повышающий стабилизатор №5
Uвх = 3.5. 35 В, Uвых = от Uвх до 35В, Iвх.макс. = 9А, 57х28х14мм
(открытая держит 12->19В 1.8А легко, далее нужен радиатор на дроссель.)

Платы понижающих импульсных стабилизаторов


График КПД

Понижающий с USB выходом №1
Uвх = 6. 24 В, Uвых = 5.2 В, Iвых = 2.1А (3А недолго), 26.4х15х7.4мм
Защита входа от переполюсовки диодом, графики КПД даны без этого диода.
Синхронный, низкие пульсации 10мВ при 3А (12-в-5В)

150р
(130р от 5шт)

Понижающий стабилизатор №3
Uвх = 4.5. 28 В, Uвых = 0.8. 20 В, Iвых = 3А, f=1МГц,
22х17х4мм, -40. +85гр.С.

Понижающий стабилизатор №4
Uвх = 5. 30 В, Uвых = 0.8. 24 В, Iвых = 2.5А (5А с обдувом), f=300кГц, 43х21х14мм, -40. +85гр.С.
Дешевая версия стабилизаторов №9 и №10 без регулировки тока. (микросхема XL4005)

150р
(100р от 5шт)

Понижающий стабилизатор №9
Мощный импульсный стабилизатор с регулировкой тока.
Uвх = 6. 38 В, Uвых = 1.25. 36 В, Iвых = 5А, 61.7х26.2х15мм, 20г

200р
(150р от 5шт)

Понижающий стабилизатор №12
Мощный классический стабилизатор с регулировкой тока
Uвх = 7. (40) В, Uвых = 1.2. 35 В, Iвых = 0.2. 9 А, 65*48*24 мм

370р
(330р от 3шт)

Понижающий с индикатором №2
Импульсный стабилизатор с индикатором напряжения.
Аналогичен понижающему с USB №1, но имеет индикатор.
Uвх = 4.5. 40 В, Uвых = 5 В, Iвых = 2 А, 58х21х10мм

150р
(120р от 4шт)

Платы понижающе-повышающих импульсных стабилизаторов

Понижающе-повышающий импульсный стабилизатор №1.
SEPIC структура.
Uвх = 5. 32 В, Uвых = 1.25. 35 В, Iвх = 4 А (макс.), 48х23х14мм, 400кГц
(Выполнен на XL6009, что лучше, чем LMхххх)

Платы зарядных устройств

Зарядное устройство для Li-Ion, Li-Pol аккумуляторов.
Uвх = 5 В (mini-USB), Uзар = 4.2 В, Iзар = 1 А
(Выполнена на TP4056)

100р
(70р от 5шт)
(50р от 10шт)

Импульсное зарядное устройство для Li-Ion, Li-Pol аккумуляторов.
Uвх = 4.5. 9 В, Uзар = 4.2 В, Iзар = 1 А
(Выполнена на TP5000)

Вольтметры и Амперметры

Измеритель уровня заряда LiIon/LiPol 3S сборок на 11.1В (9. 12.6В).
L1 1,5-8,99В, L2 9В, L3 10В, L4 10,6В, L5 11,4В, размеры 60х15х3мм,

Универсальный измеритель емкости для свинцовых/LiFe и LiIon/LiPol аккумуляторов.
ЖКИ индикатор,
Настраивается кнопкой на измерение емкости 12/24/36/48В свинцовых/LiFe аккумуляторов, либо от 2х до 15 последовательных LiIon/LiPol аккумуляторов.
Напряжение питания 8. 48В,
Ток потребления 5мА,
Размеры 53х38х5мм.

Панель вольтметра (большие цифры 0.56″).
Цвет — красный, Uпит = 7. 28В, Uизм = 0. 99.9В, точность 1%+-1дискрета, размеры 79х43х20 мм.
Подключение: красный — плюс, черный — минус, белый — измеритель.

150р
(120р от 5шт)

Панель вольтметра (большие цифры 0.56″).
Цвет — красный и зеленый, Uпит = 7. 25В, Uизм = 0. 99.9В, точность 1%+-1дискрета, размеры 48х28х21 мм.
Подключение: красный — плюс, черный — минус, белый — измеритель.

Читайте так же:
Пусковой ток при включении стабилизатора напряжения

200р
(150р от 5шт)

Панель амперметра (большие цифры 0.56″, встроенный шунт).
Цвет — красный и зеленый, Uпит = 7. 27В, Uизм = 0. 9.99 А, точность 1%+-1дискрета, размеры 48х28х32 мм.
Подключение: красный — плюс, черный — минус, белый (+) и черный (-) — измерителя.
Источник питания должен быть полностью гальванически развязан от измеряемой схемы!

200р
(150р от 5шт)

Панель вольтметра двухпроводного (большие цифры 0.56″).
Цвет — красный, зеленый и синий, Uпит/изм = 3. 30В, точность 1%+-1дискрета, размеры 48х29х21 мм.
Подключение: красный — плюс, черный — минус.

200р
(150р от 5шт)

Вольтметр 3 цифры.
Цвет — красный или зеленый, высота цифр 0.36», Uпит = 4.5. 30В, Uизм = 0. 99.9В, точность 1%, размеры 33х14х10 мм.
tраб = -10. +65 гр.С
Подключение: красный — плюс, черный — минус, белый — измеритель.

130р
(100р от 5шт)

Амперметр 3 цифры.
Цвет — красный, высота цифр 0.36», Uпит = 4.5. 30В, Iизм = 0. 5(10)А, точность 1%, размеры 35х18х9 мм.
tраб = -10. +65 гр.С
Подключение: тонкие красный — плюс, черный — минус, толстые — шунт, черный — земля.

150р
(100р от 5шт)

Вольтметр 3 цифры (двухпроводной, мелкий).
Цвет — красный, зеленый, высота цифр 0.28», Uпит = Uизм = 3. 30В, точность 1%, размеры 24х11х9 мм.
tраб = -10. +65 гр.С
Подключение: красный — плюс, черный — минус.

150р
(100р от 5шт)

Вольтметр 3 цифры (трехпроводной, мелкий).
Цвет — красный, зеленый, синий, высота цифр 0.28», Uпит = 3. 30В, Uизм = 0. 100В, точность 1%, размеры 24х11х9 мм.
tраб = -10. +65 гр.С
Подключение: красный — плюс, черный — минус, белый — измерение.

150р
(100р от 5шт)

Вольтметр 4 цифры.
Цвет — красный или зеленый, высота цифр 0.36», Uпит = 4.5. 24В, Uизм = 0. 30.0В, точность 0.02%, размеры 34х15х10 мм.
tраб = -40. +85 гр.С
Подключение: красный — плюс, черный — минус, зеленый — измеритель.

250р
(200р от 5шт)

Совмещенный вольтметр/амперметр 4 цифры.
Цвет — красный + зеленый (либо синий), высота цифр 0.28», Uпит = 3.5. 28В, Uизм = 0. 100.0В, Iизм = 0. 999.9мА. 10.00А, размеры 48х29х26 мм.
tраб = -10. +65 гр.С
Подключение: Разъем питания: красный — плюс, черный — минус, желтый — Vin.
Разъем токовый: черный — соединяется с «землей», желтый — к шунту.

350р
(300р от 3шт)

Точный вольтметр 5 цифр.
Цвет — красный, высота цифр 0.36», Uпит = 5. 30В, Uизм = 0. 33.000 В, точность 0.3РРМ+-2цифры, стабильность 25РРМ/гр.С, размеры 48х29х21 мм.
tраб = -10. +65 гр.С
Подключение: Разъем питания: красный — плюс, черный — минус, желтый — измеритель.

350р
(330р от 3шт)

Точный амперметр 5 цифр.
Цвет — красный, высота цифр 0.36», Uпит = 4. 30В, Iизм = 0. 3.0000 А, точность 0.5РРМ+-2цифры, стабильность 50РРМ/гр.С, размеры 48х29х21 мм.
tраб = -10. +65 гр.С
Подключение: Разъем питания: красный — плюс, черный — минус.
Разъем №2: черный — соединяется с «землей», красный — измеритель тока.

Зарядное устройство на основе микросхемы PT4115

В статье предложено универсальное зарядное устройство на микросхеме РТ4115 — импульсном стабилизаторе тока для питания светодиодов. С помощью этого устройства можно заряжать током до 1А аккумуляторы и батареи с номинальным напряжением от 2,5 В до 24 В.

Микросхема РТ4115 [1] представляет собой импульсный стабилизатор тока, и её основное назначение — питание осветительных светодиодов высокой яркости. Структурная схема этой микросхемы, взятая из [1], показана на рис. 1. В состав микросхемы входят ключ на полевом транзисторе, управляемый драйвером (GATE DRIVER), на вход которого поступают сигналы с компараторов CS COMPARATOR и UVLO COMPARATOR, а также с буферного каскада управления (DIM BUFFER), источник образцового напряжения Bandgap REF и стабилизатор напряжения питания REGULATOR. С помощью первого компаратора осуществляется контроль за потребляемым током, второй контролирует напряжение питания и выключает драйвер при его снижении до 5,1 В и менее. Стабилизатор напряжения обеспечивает стабильным напряжением 5 В все узлы микросхемы.

Рис. 1. Структурная схема микросхемы РТ4115

Микросхему выпускают в двух типах корпусов: SOT89-5 и ESOP-8. Основная схема включения для первого типа корпуса показана на рис. 2. Максимальная частота, на которой работает импульсный преобразователь, — 1 МГц. Рекомендуемая индуктивность дросселя — 68 мкГн, он должен быть рассчитан на ток больший, чем ток нагрузки. Диод должен быть быстродействующим, желательно Шоттки, конденсатор С1 — блокировочный, его установка обязательна. Резистор R1 — датчик тока, с его помощью устанавливают максимальный ток нагрузки: Iмакс = 0,1 /R1. Для этой микросхемы Iмакс = 1,2 А, а максимальная рассеиваемая мощность — 1,5 Вт, мощность нагрузки может достигать 30 Вт. Напряжение источника питания — 6. 30 В. КПД, в зависимости от варианта применения, — до 97 %. Интервал рабочих температур микросхемы — -40. +85 о С. Имеется встроенная защита от превышения температуры, порог её срабатывания — 160 о С при гистерезисе 20 о С.

Читайте так же:
Стабилизаторы в цепях переменного тока

Рис. 2. Схема включения для первого типа корпуса

Подавая определённые сигналы на вход DIM, можно регулировать ток нагрузки от 1макс до нуля. Эти сигналы могут быть как аналоговыми (постоянное напряжение), так и импульсными. При изменении постоянного напряжения от 0,5 до 2,5 В выходной ток изменяется практически от нуля до Iмакс. При напряжении менее 0,3 В работа преобразователя прекращается. Потребляемый при этом микросхемой ток не превышает 100 мкА. Изменяя коэффициент заполнения импульсного сигнала (амплитуда напряжения — 5 В, максимальная частота — 50 кГц) от 0,02. 0,04 до 1, можно изменять выходной ток в тех же пределах относительно максимального значения.

Используя описанные выше параметры микросхемы РТ4115, на её основе можно сделать универсальное экономичное зарядное устройство (ЗУ). В отличие от ЗУ на линейных микросхемах, например, LM317 или LN200, предлагаемое устройство существенно экономичнее, поскольку стабилизатор тока на микросхеме РТ4115 импульсный.

Схема универсального ЗУ показана на рис. 3. С его помощью можно заряжать различные аккумуляторы и аккумуляторные батареи напряжением от 2,5 до 24 В. Максимальный ток зарядки — 1 А, он, конечно, зависит от мощности источника питания ЗУ. Импульсный стабилизатор тока собран на микросхеме DA1, накопительном дросселе L1 и выпрямительном диоде VD2. Конденсатор С1 — блокировочный по цепи питания, конденсатор С2 сглаживает пульсации напряжения на заряжаемом аккумуляторе, который подключают к гнёздам XS1 и XS2. Датчик тока собран на резисторе R1. Поскольку в большинстве случаев точного измерения тока зарядки не требуется, для его контроля и индикации применён стрелочный амперметр PA1 с пределом 1 А. Регулировку тока зарядки осуществляют с помощью переменных резисторов R6 (грубо) и R8 (плавно).

Рис. 3. Схема универсального ЗУ

На ОУ DA3 совместно с регулируемым источником образцового напряжения — микросхемой DA2 (параллельный стабилизатор напряжения) — реализован узел контроля и ограничения напряжения на заряжаемом аккумуляторе. Светодиод HL1 служит индикатором режима работы ЗУ. Резистор R9 — токоограничивающий. Поскольку сама микросхема РТ4115 требует минимального напряжения питания 6 В, напряжение питания ЗУ должно быть примерно на 6 В больше, чем максимальное напряжение аккумулятора или аккумуляторной батареи.

Для установки конечного напряжения зарядки используют внешний вольтметр (мультиметр), который подключают к гнёздам XS3, XS4. Сделано это для упрощения конструкции, но ничто не мешает ввести в это Зу модули цифрового амперметра и вольтметра, которые можно недорого приобрести в Интернете.

Процедура зарядки следующая. К гнёздам XS3 и XS4 подключают вольтметр и с помощью резисторов R2 (грубо) и R3 (плавно) устанавливают напряжение, до которого следует зарядить аккумуляторную батарею. Регуляторы тока (R6, R8) устанавливают на минимум и подключают батарею. При этом напряжение на неинвертирующем входе ОУ DA3 будет больше, чем на инвертирующем, поэтому на выходе ОУ будет напряжение, близкое к напряжению питания, и светодиод HL1 станет светить. Напряжение на светодиоде — около 2,6 В, оно используется как образцовое для установки тока зарядки резисторами R6 и R8. Начинается процесс зарядки.

По мере зарядки напряжение на аккумуляторной батарее увеличивается, и постепенно напряжения на входах ОУ DA3 сравниваются. Как только напряжение на инвертирущем входе превысит напряжение на неинвертирующем, на выходе ОУ напряжение уменьшится. Яркость светодиода HL1 также уменьшится или он совсем погаснет. Это приводит к тому, что напряжение на движке резистора R6, от которого зависит ток зарядки, уменьшается. В результате и ток зарядки уменьшается. Таким образом, на батарее аккумуляторов в дальнейшем поддерживается постоянное напряжение, азарядный ток уменьшается, что можно контролировать с помощью амперметра.

Рис. 4. Печатная плата устройства и расположение элементов на ней

Большая часть элементов размещена на печатной плате из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита толщиной 1,5. 2 мм, чертёж которой показан на рис. 4. В устройстве применены переменные резисторы СП4-1, СП3-4, СП3-9 или аналогичные импортные, постоянные резисторы — для поверхностного монтажа, R1 — типоразмера 2512, остальные — типоразмера 1206. Конденсаторы С1-С3 — танталовые для поверхностного монтажа типоразмера C или D. Диод VD1 — быстродействующий Шоттки с допустимым током не менее 2. 3 А, светодиод может быть другого свечения с диаметром корпуса 3.5 мм, главное, чтобы у него номинальное напряжение было в пределах 2,5. 2,7 В. Для подключения источника питания можно применить любое гнездо. Гнезда XS1, XS2 — также любые, например зажимы «крокодил». Гнёзда XS3, XS4 должны быть рассчитаны на подключение щупов вольтметра (мультиметра). Дроссель — выводной RLB1314 [2] или бескорпусный серии MSS1038 [3]. Амперметр — М42303 со встроенным шунтом, но можно приме-нить и другой. Если его внутреннее сопротивление (шунт) 0,1.0,15 Ом, можно обойтись без датчика тока (резистора R1), его функцию сможет выполнить сам амперметр. Для этого его подключают взамен резистора R1, а контакты на плате для подключения амперметра замыкают. Соединительные провода должны быть толстые и короткие.

Читайте так же:
Стабилизатор тока схема tl431

Как уже было отмечено выше, напряжение источника питания должно быть на 6 В больше максимального напряжения заряжаемой аккумуляторной батареи, но не более 30 В. Источник питания должен обеспечивать максимальную мощность, поступающую на аккумулятор в процессе зарядки.

Налаживание проводят в следующей последовательности. Установив движки резисторов R2 и R3 в нижнее по схеме положение, подборкой резистора R4 устанавливают максимальное значение напряжения зарядки. При напряжении питания 30 В это напряжение — 24 В.

При большом внутреннем сопротивлении аккумуляторной батареи ближе к концу её зарядки возможно скачкообразное изменение тока, при этом светодиод начнёт мигать. Эта информация может быть также полезной.

Рис. 5. Внешний вид устройства

Внешний вид устройства показан на рис. 5. В качестве корпуса была использована пластмассовая кассета от 3,5-дюймовых дискет. Она обрезана, и в ней сделаны соответствующие отверстия для резисторов, гнёзд, светодиода и амперметра. Чтобы случайно не «сбить» установленное напряжение зарядки, оси переменных резисторов R2 и R3 ручками можно не снабжать. Задняя стенка изготовлена из отрезка пластмассы толщиной 2.3 мм, на ней установлено гнездо питания.

1. PT4115. 30V, 1.2A Step-down Hie Brightness LED Driver with 5000:1 Dimming. URL: https://datasheetspdf.com/pdf-file 735494/PowTech/PT4115/1 (30.08.19).

2. RLB Series Radial Inductors. — URL:https://static.chipdip.ru/lib/229/DOC000 29038.pdf (30.08.19).

3. MSS1038 Series Shielded Surface Mou Power Inductors. — URL: https://www coilcraft.com/MSS1038.cfm (30.08.19).

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Преобразователь и зарядное устройство в одном флаконе

Устройство представляет из себя реверсивный преобразователь 12v аккумулятора в переменное напряжение 220v 50гц, включающийся автоматически по пропадании напряжения сети. При появлении напряжения в сети устройство автоматически переходит в режим заряда аккумулятора. Устройство защищено от переполюсовки аккумулятора в любом режиме работы и в любой фазе работы.

Применён один реверсивный силовой трансформатор. Обратные диоды силовых ключей двухтактного преобразователя являются двуполупериодным выпрямителем зарядного устройства. Ключ регулятора напряжения и тока зарядного устройства является одновременно защитным разъединителем при переполюсовке аккумулятора.

Преобразователей с автоматическим устройством переключения, собранных по данной схеме работает с десяток. Схема опубликована в РЛ-7 2000(опечатка-выводы 13 и 15 счётчика ИЕ8 нужно поменять местами) Полностью UGP испытано лишь на макете.

Приглашаю к дискуссии по спорным вопросам в форум этого сайта:

1.Выходы КМОП счётчика ИЕ8 непосредственно включены на входные ёмкости затворов мощных полевых транзисторов.

2.Будет ли работоспособна схема ограничения тока и напряжения заряда при любых возможных режимах.

3.Сохраняется ли защита от возможной переполюсовки аккумулятора в любых возможных случаях.

Как работает зарядное устройство для аккумулятора?

  1. Старый добрый трансформатор
  2. Импульсный блок питания
  3. Автоматическое зарядное устройство

Каждый так или иначе пользуется зарядными устройствами. Для смартфонов, ноутбуков и, конечно же, автомобильных аккумуляторов. Выбор ЗУ для автомобильной батареи иногда превращается в головную боль из-за разнообразия как самих аккумуляторов и технологий их производства, так и, непосредственно, зарядников. Ошибка в выборе может привести к значительному снижению ресурса работы АКБ.

Чтобы при выборе АКБ принять наиболее целесообразное решение, да и просто из интереса, полезно знать, как работает зарядное устройство для аккумулятора. Мы рассмотрим упрощенные схемы, стараясь абстрагироваться от специфической терминологии.

Старый добрый трансформатор

Если вдруг Вам понадобилось зарядить автомобильный аккумулятор, а своего ЗУ нет, наверняка кто-то из знакомых одолжит прибор. И с высокой долей вероятности это будет старый советский, либо самодельный прибор, собранный из комплектующих старой бытовой электроники. Речь идет о простом трансформаторном зарядном устройстве.

Популярность такого ЗУ высока из-за того, что у многих оно до сих пор работает с советских времен, кочуя из поколения в поколение. Подобные приборы работают десятилетия, так как в них попросту нечему ломаться.

Основой служит понижающий трансформатор, преобразующий 220В переменного тока в 12В. Этого не достаточно, чтобы заряжать АКБ, так как переменный ток меняет свою полярность с частотой 50Гц (50 периодов в секунду). Аккумулятор требует подачу постоянного тока, чтобы плюс всегда оставался плюсом. Для этого нужна схема выпрямления. Обычно используется элемент, называемый диодным мостом.

На выходе мы получаем сигнал с той лишь разницей, что все полуволны синусоиды направлены в одну сторону. То есть полярность сигнала уже не изменяется с частотой 50гц. Таким напряжением уже можно заряжать аккумулятор, тем не менее в идеале сигнал следует отфильтровать, добившись графика, близкого к прямой. Делается это при помощи конденсаторного фильтра. Важно лишь учитывать, что после фильтрации среднее значение напряжения будет выше, так как мы избавимся от тех участков, когда полупериод синусоиды стремится к нулевой оси. Как результат, на выходе напряжение может составлять более 15В (на изображениях — выше 220В). Если Вы используете гелевый или AGM аккумулятор, это может быть проблемой, которая в долгосрочной перспективе приведет к преждевременному истощению ресурса АКБ.

На этом моменте можно перейти к решению проблемы, а именно — к импульсным зарядным устройствам.

Импульсный блок питания

Описанное выше ЗУ, по сути, является блоком питания, преобразующим 220В переменного тока в примерно 12В постоянного. Простейшие импульсные зарядники представляют собой нечто похожее, однако с принципиально иным принципом работы.

Здесь в схеме нет никаких громоздких понижающих трансформаторов, так как импульсный блок питания работает с высокочастотными импульсами, что позволяет использовать куда более компактные компоненты.

Описать, как работает импульсное зарядное устройство, игнорируя сложную терминологию, трудно, да и компонентов здесь достаточно много, поэтому максимально упростим описание схемы. В данном случае не происходит понижение сетевого напряжения, в связи с чем громоздкий и тяжелый понижающий трансформатор не нужен. 220В переменного тока поступает на диодный мост, выпрямляется, а затем преобразуется в серию высокочастотных импульсов. Для регулировки напряжения непосредственно само напряжение трогать не надо. Мы можем его настраивать путем изменения скважности (длительности) импульсов. Кратковременные импульсы являются аналогом низкого напряжения, длительные импульсы — высокого. Таким образом, при помощи транзисторов, которые формируют высокочастотные импульсы, мы получаем то напряжение постоянного тока, которое нам надо.

Простейшие импульсные зарядные устройства обычно настроены примерно на 14,4В, поэтому являются куда более безопасными, чем трансформаторные аналоги. Радиолюбители, кстати, любят собирать такие ЗУ из компьютерных блоков питания, избавляясь от лишних компонентов, оставляя лишь 12-вольтовую шину и повышая ее до 14,4В.

Преимущества современного подхода заключаются в компактности схемы и наличии электронных систем защиты. Таким образом, при прочих равных, импульсный блок питания можно назвать более безопасным.

Автоматическое зарядное устройство

Описанное выше — это, напомним, просто блоки питания. Зарядными устройствами их можно назвать лишь потому что они также способны пополнять заряд АКБ. Настоящие же ЗУ — автоматические — не просто подают питание на батарею, а меняют режим в процессе заряда для достижения максимальной эффективности и безопасности. Разнообразие автоматических ЗУ огромно, некоторые осуществляют процесс заряда более чем в 7 стадий, однако в общем случае можно выделить три стадии:

  • Основной заряд (заряд постоянным током). Аккумулятор заряжается максимально допустимым током. На этой стадии батарея максимально быстро пополняет большую часть емкости. После основного заряда АКБ можно эксплуатировать, однако заряженной она еще не является;
  • Заряд постоянным напряжением. Когда аккумулятор заряжен примерно на 80%, ток заряда следует значительно снизить, уменьшая его по мере заряда вплоть до нуля. Для этого автоматическое ЗУ переключается в режим заряда постоянным напряжением. На клеммы подается фиксированное напряжение, а ток полностью зависит от степени заряда АКБ. Чем выше уровень заряда, тем меньше аккумулятор потребляет ток. К концу заряда ток упадет до нуля;
  • Хранение аккумулятора. Поддерживать максимальное напряжение на клеммах аккумулятора — не лучшая идея. Для хранения оптимальным является 13,2 — 13,7В. Автоматические ЗУ, как правило, после полного заряда АКБ переходят в режим хранения, который подразумевает поддержание на клеммах напряжения из указанного выше диапазона. То есть условное ЗУ ждет, пока напряжение на клеммах в процессе саморазряда упадет с 14,4 до, скажем, 13,2В и поддерживает данный показатель в течение всего хранения. Эти цифры примерные и зависят от конкретной модели.

Таким образом, настоящими зарядными устройствами являются только автоматические, когда как приборы, выдающие фиксированное напряжение — это обычные блоки питания, которые могут применяться как для заряда аккумулятора, так и для работы электроники, требующей на входе 12VDC. Если Вы хотите обеспечить эффективный заряд и длительный срок службы батареи, рекомендуем выбирать именно автоматические приборы. Благо, рынок полон доступных потребительских моделей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
На элементах DD1.2,DD1.3 собран задающий генератор частотой 500гц. Делитель DD2 формирует две импульсные последовательности частотой 50гц с фазами, сдвинутыми на 180 градусов для управления силовыми ключами двухтактного преобразователя VT4,VT5. Чтобы избежать сквозных токов переключения между выключением одного ключа и включением другого существует мёртвая зона в 10% длительности периода. При подаче высокого уровня логическая «1» на DD2/15 (вход ,блокировки преобразователя) счётчик сбрасывается в исходное состояние, запирая оба выходных ключа. Конденсатор С7 заряжается через R12 до напряжения питания и подаёт единицу на вход блокировки через VD14. При нормальной работе преобразователя на выходе DD2/1 каждые 20мс появляется единица которая через R16 открывает транзистор VT6 разряжая С7, не давая тем самым сработать блокировке. При появлении напряжения в сети 220в открывается транзистор оптопары DD3 и блокирует преобразователь +12в через R18 и VD16 на DD2/13. Срабатывает реле Р1, подключая к сети 220в нагрузку и выходную высоковольтную обмотку силового трансформатора преобразователя, который превращается в понижающий силовой трансформатор зарядного устройства. Обратные диоды закрытых ключей VT4 и VT5 работают как выпрямительные для зарядного устройства. Зарядный ток вызывает падение напряжения на датчике тока R*(в качестве R* используется подводящий плюсовой провод аккумулятора) которым открывается транзистор VT2, подающий единицу на DD1.1/1,2. На DD1.1/3 появляется ноль, ключ VT1 отключает аккумулятор от зарядной цепи на время разряда С3. Порог срабатывания VT2 , а, следовательно, и зарядный ток выставляется потенциометром R7. Когда напряжение на аккумуляторе превысит 14в, откроется стабилитрон VD5 и током через R9 откроет VT3 и отключит аккумулятор. Потенциометром R9 выставляется напряжение на заряженном аккумуляторе (14.5-15в), которое в дальнейшем можно контролировать по свечению VD4. Ключ VT1 будет открываться только при правильном подключении аккумулятора к устройству, как в режиме заряда ,так и в режиме работы преобразователя. С целью защиты аккумулятора от глубокого разряда R21 подбирается таким образом ,чтобы при Uпит. схемы 10в транзистор VT7 уже закрылся, светодиод VD18 погас и через R22, R23, VD19 пошла единица на вход блокировки. С8 предотвращает блокировку в случае кратковременного понижения питания. VD18 является визуальным индикатором разряженности аккумулятора, при 10вольтах светодиод гаснет, при 15вольтах светит в полную силу. Для защиты выходных транзисторов от Uакк.> 15вольт током через VD21 и R25 открывается VT18 и через R24 и VD20 подаёт единицу на вход блокировки. Эта блокировка нужна для предотвращения выхода из строя силовых транзисторов. Максимальное допустимое напряжение исток-сток КП723А=60в. Во время работы преобразователя при закрытии ключей на стоках присутствуют всплески более 3Uпит. Мощность устройства ограничена мощностью силового трансформатора и максимальным допустимым током выходных транзисторов. Для силовых транзисторов нужно иметь двойной запас по току и тройной по напряжению. С использованием КП723А можно построить устройство мощностью 300ватт. Если напряжение в сети отличается от нормы , желательно сделать отводы от обмоток, как показано на рисунке. Должны соблюдаться соотношения W1/W3=14

15 , (W1+W2) / W3=23 Резистор R27-0,5вт. Все остальные мощностью 0,25вт. Силовые цепи на схеме выделены жирными линиями должны быть по возможности короче и соответствующего сечения. Реле Р1 — РЭН-34 на 27в. Выключатель ПУСК / СТОП позволяет выключать преобразователь, когда в случае отсутствия напряжения в сети резервное питание не требуется. Плюс питания через выключатель, R18 и VD16 на вход блокировок. При размыкании контактов выключателя происходит запуск преобразователя так-же, как после пропадания напряжения в сети.