Схема автомобильного зарядного устройства

Как правило, во всех зарядных устройствах, регулировка тока зарядки осуществляется мощным тиристором или транзистором которые установлены на большом радиаторе и занимающие много места и не малые по весу. Соответственно из-за больших нагревов регулирующих элементов уменьшается коэффициент полезного действия и надежность всего узла. В автомобильном зарядном устройстве, которое предлагается в этой статье, эти недостатки устранены.

Схема автомобильного зарядного устройства работающего по принципу импульсного регулятора тока представлена на рисунке ниже.

Генератор импульсов, собранный на двух логических элемента 2И-НЕ (DD1.1 и DD1.2), является собственно блоком управления нашего зарядного. Резистором R3 регулируется скважность импульсов вырабатываемых данным блоком.

Элементы DD1.3 и DD1.4, включенные параллельно, выступают в роли буферного усилителя и инвертора выходного сигнала генератора. А полевой транзистор VT1 это регулятор тока.

При параметрах деталей, которые указаны на схеме, частота вырабатываемых импульсов будет составлять около 13 килогерц.

Принцип регулировки тока зарядки основан на изменении частоты генератора. При увеличении частоты скважность импульсов будет уменьшаться, соответственно будет уменьшаться и ток, протекающий через транзистор и аккумулятор, так как транзистор, будет меньше времени находится в открытом состоянии за период. При уменьшении частоты все наоборот.

В открытом состоянии сопротивление транзистора составляет примерно 0,017 Ом. Но так как он работает в режиме ключа на частоте около 13 килогерц, то при токе зарядки аккумулятора 5 ампер нагрев практически отсутствует. И тепловая мощность, рассеиваемая им в атмосферу, будет всего около 0.55 ватта. Соответственно площадь радиатора будет совсем небольшой, или же вообще можно обойтись без радиатора.

Для надежной работы зарядного устройства трансформатор Т1 должен быть мощностью ни менее 150 ватт, с вторичной обмоткой которая обеспечит 16-17 вольт на сглаживающем конденсаторе С1, и током ни менее 6 ампер. Но еще лучше будет, если использовать так называемый «электронный трансформатор», который применяется с галогенными лампами на 12 вольт. Это транзисторный преобразователь с трансформаторным выходом. Его преимуществом является малый размер и меньшее потребление энергии. Можно использовать широко распространенный трансформатор выпускаемый фирмой «Taschibra», мощностью 150 ватт и напряжением 12 вольт. Но для этого его необходимо немного переделать. Нужно домотать вторичную обмотку. Она у него состоит из 4-х параллельных проводов (жгута), каждый 1 мм, 9 витков. Дополняем вторичку еще тремя витками такого же жгута. Это можно сделать не разбирая ферритовый магнитопровод. После такой доработки, напряжение на конденсаторе C1 повысится до необходимых нам 17 вольт, при нагрузке 5,5 ампер.

Далее после трансформатора стоит диодный мост, собранный из диодов Шоттки. При этом VD1 это два диода в одном корпусе (можно и раздельно), VD2-VD3 дискретные. Все диоды устанавливаются на радиаторе через изолирующую прокладку с теплопроводной пастой.

Транзистор то же устанавливается на радиаторе из меди или алюминия размером 50х50х1 мм. 

Амперметр взят от бытового магнитофона советского производства М476/2. Можно установить и любой другой, подобрав при этом шунт.

Конденсатор C1 желательно установить как можно большей емкости на напряжение не ниже 25 вольт. C2 примерно 10МкФ 16 вольт.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить импортным аналогом, а транзистор на IRFZ44N.

Данное устройство можно использовать не только как зарядное, но и как регулятор мощности различных нагревательных и осветительных приборов или регулировки частоты вращения коллекторных двигателей. При этом выходное напряжение и ток зависят только от номиналов деталей схемы.

Еще одной особенностью этой схемы является возможность регулировать ток от нуля до максимального, в отличие от многих других схем.