ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО С АВТОМАТИЧЕСКИМ КОНТРОЛЕМ

Электронное зарядное устройство с выходным регулируемым напряжением до 7 В и зарядным током до 2 А предназначено для зарядки аккумуляторов и аккумуляторных батарей средней емкости, используемых для электропитания бортовых сетей мотоциклов. Зарядное устройство можно применять в условиях умеренно холодного климата при температуре окружающей среды от +5 до +40°С, относительной влажности воздуха до 85 % при температуре +25°С и пониженном давлении (200 мм рт.ст.). Электропитание зарядного устройства осуществляется от сети переменного тока. Зарядное устройство можно использовать также для подзарядки малогабаритных аккумуляторов системы СЦ.

Принципиальная электрическая схема электронного зарядного устройства приведена на рис. 4.8. Зарядное устройство состоит из входного устройства, сетевого понижающего трансформатора, выпрямителя, емкостного фильтра и автоматического контрольного устройства.

Подключение зарядного устройства к сети переменного тока осуществляется при помощи электрического соединителя XI, который смонтирован с электрическим кабелем повышенной изоляционной прочности, а на входе установлены сетевые плавкие предохранители FU1 и FU2, защищающие входные цепи зарядного устройства от перегрузок и коротких замыканий.

Включение зарядного устройства в работу осуществляется переключателями SA1 и SA1.1, соответствующее положение которых определяет его режим работы. Если включен только переключатель SA1, то зарядное устройство работает в автоматическом режиме контроля; если включены оба переключателя — то в ручном режиме (в этом случае контроль за процессом зарядки осуществляется по измерительным приборам). На входе установлен сетевой фильтр, выполненный на конденсаторах С1 и С2. С входного устройства переменное напряжение подается на сетевой понижающий трансформатор Т1.

Понижающий трансформатор можно изготовить на броневом маг-нитопроводе типа ШЛ или Ш с активной площадью поперечного сечения стали не менее 4 см .

Моточные данные сетевого трансформатора питания приведены в табл. 4.3. Первичная обмотка трансформатора рассчитана на подключение к сети переменного тока напряжением 220 или 127 В. Таблица 4.3. Моточные данные сетевого понижающего трансформатора питания Т1, применяющегося в зарядном устройстве с автоматическим контролем

Тип трансформа-	Тип магнитопро-	Обмот-	Выводы	Марка и диаметр	Число вит-	Сопротив-
тора	вода и марка стали	ка		провода, мм	ков	ление постоянному току, Ом
Броневой, с	ШЛМ20к20	I	1–3	ПЭВ-2 0,15	2400	122
одной катуш-	3314 (толщи-		1–2	ПЭВ-2 0,15	1385	71
кой	на 0,3 мм)	Экран	0	ПЭВ-2 0,31	1 слой	—
	витой, лен-	II	4–12	ПЭВ-2 0,72	108	0,9
	точный		4–5	ПЭВ-2 0,72	8	0,05
			5–6	ПЭВ-2 0,72	8	0,05
			6–7	ПЭВ-2 0,72	8	0,05
			7–8	ПЭВ-2 0,72	4	0,02
			8–9	ПЭВ-2 0,72	4	0,02
			9–10	ПЭВ-2 0,72	4	0,02
			10–11	ПЭВ-2 0,72	8	0,05

Из числа унифицированных трансформаторов можно использовать трансформаторы типов ТА, ТН, ТПП, ТС. Вторичная обмотка трансформатора имеет отводы, обеспечивающие ступенчатое переключение напряжения, поступающего на выпрямитель и далее на заряжаемый аккумулятор. Переключение напряжения на выходе трансформатора осуществляется переключателем SA2 галетного типа, контакты того рассчитаны на прохождение тока до 5 А. Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку вторичных электрических цепей зарядного устройства от сети переменного тока, повышает электробезопасность его эксплуатации, понижая опасное высокое напряжение сети 220 В до напряжения не более 15 В, а также обеспечивает получение расчетного уровня выходного выпрямленного напряжения постоянного тока. При изготовлении трансформатора необходимо особое внимание обратить на межвитко-вую и межобмоточную изоляцию, которая должна выдерживать испытательное напряжение постоянного тока не менее 500 В (эф.).

Напряжение со вторичной обмотки трансформатора поступает на выпрямительное устройство с емкостным фильтром и далее на зажимные контакты зарядного устройства. Включение автомата контроля за зарядкой аккумулятора осуществляется вручную переключателем SA4, который можно соединить с выключателем напряжения сети SA1. В этом случае включение зарядного устройства на зарядку аккумулятора не требует дополнительных переключений.

Выпрямитель выполнен на четырех диодах VD1 — VD4 по однофазной двухполупериодной схеме Греца. Обратное напряжение на выпрямительном диоде должно быть не менее 15 В, а прямой ток — не менее 5 А.

Перед постановкой аккумуляторной батареи на зарядку необходимо проверить работу автомата, а затем подключить аккумулятор на зарядку. Если на аккумуляторной батарее напряжение чуть выше установленного нижнего порога срабатывания, к примеру 6,2 В, то автомат находится в ждущем режиме. В этом случае стабилитрон VD5 открыт и через него проходит ток от аккумуляторной батареи, транзистор VT1 открыт, а транзисторы VT2 и VT3 закрыты, электромагнитное реле К1 обесточено, его контакты замкнуты. При этом контакты К 1.2 шунтируют резистор R4, выключая делители напряжения. В рассматриваемом случае переключатель SA4 замкнут.

Регулирование выходного напряжения может выполняться галет-ным переключателем SA2. Контроль за зарядкой аккумулятора осуществляется визуально по двум измерительным приборам — амперметру и вольтметру. Входная цепь питания зарядного устройства включает постояннозамкнутые контакты электромагнитного реле К1, то срабатывает, разрывая свои контакты при напряжении 5.6 В.

При понижении напряжения на аккумуляторной батарее (ниже 6 В) стабилитрон VD5 закрывается. В результате этого закрывается также и транзистор VT1, а транзисторы VT2 и VT3 открываются, подавая напряжение на электромагнитное реле К1. Реле срабатывает, размыкая контакты К1.2; включается резистор R4, увеличивая со—

противление делителя напряжения, образованного резисторами R4 — R7. Включение резистора R4 увеличивает порог напряжения срабатывания стабилитрона до 7,2 В. Зарядное устройство будет находиться в режиме зарядки аккумулятора до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет верхнего заранее заданного уровня (к примеру, 7,1.7,ЗВ).

После достижения на аккумуляторе заданного напряжения 7,2 В стабилитрон VD5 открывается, пропуская ток на транзистор VT1, который также открывается. Транзисторы VT2 и VT3 закрываются, обесточивая обмотку реле К1. Транзистор (VT1) типа МП42Б можно заменить на транзистор КТЗОЗА, транзистор типа КТ603А — на транзистор типа КТ608А, стабилитрон Д814Б — на диод типа КС 147, выпрямительные диоды типа Д242 — на диоды типа Д243.

Собрать зарядное устройство можно на печатной плате или объемным способом (навесным монтажом). Печатную плату устанавливают на металлическом шасси (через изоляционные прокладки) в вертикальном положении. Транзистор VT3 необходимо поместить на радиатор охлаждения из алюминиевого листа толщиной не менее 2 мм величиными 50x70 мм.

Правильно собранное зарядное устройство благодаря своей простоте начинает работать сразу же после включения его в сеть переменного тока. Однако перед эксплуатацией зарядного устройства необходимо настроить автомат на минимальный и максимальный пороги срабатывания реле К1, что достигается установкой напряжения по отображениям вольтметра PV1. Для настройки зарядного устройства необходимо, соблюдая полярность, подключить дополнительный внешний источник постоянного тока, регулируемый в пределах 0.10 В. Этот источник питания вместо аккумулятора подключают к выходным зажимам Х2 и ХЗ. Движки переменных резисторов R4 и R6 устанавливают в среднее положение. При отключенном напряжении сети переменного тока переключатели SA1 и SA1.1 находятся в выключенном состоянии, как указано на схеме, включается переключатель SA4. Регулятором внешнего источника тока уменьшают напряжение до 6,3 В (контроль за напряжением осуществляют вольтметром). Затем переключателем SA3 подключается резистор R4, а напряжение внешнего источника тока увеличивают до 7,3 В. Регулирование зарядного устройства необходимо повторить не менее трех раз. Отсоединив внешний источник питания, переключателем SA4 включают автоматику, включают зарядное устройство в сеть переменного тока переключателем SA1 и SА 1.1. По отображениям вольтметра проверяют напряжение холостого хода, то должно регулироваться до значения 8,5 В SA2. После этого можно выключить напряжение сети переменного тока, подключить на зарядку аккумуляторную батарею и включить SA1 и SA4. Если напряжение на аккумуляторной батарее перед подзарядкой находится в пределах между 6,3.7,3 В, то необходимо разомкнуть контакты переключателя SA3. В этом случае зарядка аккумулятора будет происходить в автоматическом режиме до достижения напряжения срабатывания реле К1, равного 7,3 В.

Основные технические данные зарядного устройства с автоматическим контролем

Номинальное напряжение питающей сети переменного тока , В . Контакты реле К 1.1 отключают зарядное устройство от сети переменного тока, а контакты К1.2 вновь замыкаются, приходя в исходное положение и шунтируя резистор R4. Если аккумуляторную батарею оставить подключенной к зарядному устройству на долгое время, то из-за саморазрядки аккумулятора будет происходить постепенное понижение напряжения на нем. И если опять напряжение достигнет нижнего предела срабатывания (6 В), произойдет включение зарядного устройства в сеть и цикл заряд-разряд повторится. Для некоторых типов аккумуляторов, критерием полной зарядки является только напряжение и время зарядки или ток зарядки и время. В этих случаях используют ручной режим зарядки, который осуществляется переключателями SA1, SA1.1, SA3 и SA4. Во всех случаях необходим контроль за отображениями измерительных приборов.

Зарядное устройство монтируют на металлическом шасси, на котором устанавливают и закрепляют сетевой трансформатор питания, оксидные конденсаторы и кожух, на лицевой панели корпуса — измерительные приборы и ручки управления режимами работы устройства. В качестве сетевого понижающего трансформатора использован унифицированный трансформатор типа ТПП240–127/220–50, имеющий шесть вторичных обмоток, на которых действует переменное напряжение 1,23; 1,24; 2,5; 2,49; 0,34; 0,34 В.

В зарядном устройстве применены элементы следующих типов: резисторы Rl — -R3, R5, R6 типа МЛТ, R4, R7 типа СП-I-A; конденсаторы типа МБМ-П-500, СЗ — К50–3; диоды; переключатели SA1 типа «тумблер» П2Т-1–1 или МТД1, SA1.1 типа ШТ-1–1, SA2 типа ПГК-2П8Н-8, SA3 и SA4 типа П2К»; электрические соединители XI типа «вилка» с электрическим кабелем длиной не менее 1,5 м, Х2 и ХЗ типа КМЗ-1; измерительные приборы PV1 и РА1 типа 4200 или М4200; электромагнитное реле К1 на ток срабатывания не более 6 В типа РЭС48 (паспорт РС4.590.204). При монтаже можно использовать резисторы типов ВСа, МТ, ОМЛТ, УЛИ, электромагнитные реле типов РКМП или РВМ-1С, конденсаторы типов БМ, К10–7В, К50–6–25В, К50–16, К50–20.

В зарядном устройстве могут быть использованы и другие аналогичные элементы, не ухудшающие его основные электрические параметры. . . 127 или 220 Пределы изменения напряжения питающей сети переменного

тока, % . +10.-10

Напряжение переменного тока на выходных обмотках трансформатора Т1, В, на выводах:

11 и 12, 13и14 1,24

15 и 16. 2,5

17 и 18. 2,49

19 и 20, 21 и 22 0,34

Напряжение автономного источника питания

постоянного тока, В 0.12

Регулируемое зарядное напряжение, В . 5.8,5

Зарядный ток , А 0.2

Нижний порог срабатывания автомата, В . . . 6,3

Верхний порог срабатывания автомата, В 7,3

Номинальная мощность зарядного устройства, Вт 20

Время готовности к работе, с 0,1

КДЦ, не менее . °.75

Указатель Назад Вперед

При использовании материалов этого сайта ссылка обязательна!

Правообладатели статей являются их правообладателями. Информация получена из открытых источников.

Лаборатория домашней безопасности

Схемы и идеи систем безопасности для самостоятельного изготовления

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО С АВТОМАТИЧЕСКИМ КОНТРОЛЕМ