Устройство                                                                                      г.Сасово Рязанской обл.

для зарядки и тренировки аккумуляторов

Многие владельцы автомобилей полагают, что "жизнь" аккумулятора зависит только от качества его изготов­ления, поэтому покупают импортные аккумуляторы. В некоторых автомо­бильных журналах даже высказывает­ся мнение о том, что срок службы ак­кумулятора должен быть не более грда. Это, конечно, очень выгодно компаниям - производителям.

Практика показывает, что если сле­дить за уровнем электролита и раз в 3 месяца производить тренировочный цикл (полный разряд с последующим полным зарядом), то срок службы ак­кумулятора можно увеличить до 9 лет при сохранении достаточно высоких параметров (емкости и максимально­го разрядного тока). Проведение тре­нировочных циклов не только продле­вает срок эксплуатации аккумулятора, но и увеличивает максимальный раз­рядный ток (уменьшает внутреннее сопротивление).

Но тренировочные циклы (тем бо­лее, устранение сульфатации) отни­мают много времени. Поэтому в ра­диолюбительской литературе опуб­ликовано много описаний автомати­ческих зарядных устройств [1 - 5], каж­дое из которых имеет как достоин­ства, так и недостатки.

Предлагаю еще одно устройство, которое при простой схеме облада­ет широкими функциональными возможностями.

 Схема состоит из стабилизатора напряжения (микро­схема DA1), триггера Шмитта (эле­менты DD1.1, DD1.2), счетчика цик­лов разряда-заряда (микросхема DD2) с узлом индикации состояния этого счетчика (R8....R13, VT1....VT6, VD4....VD9), двух ключей (VT7, VD2, К1 и VT8, VD3, К2), инвертора DD1.3, силового выпрямителя (HL2, Т1, VD10....VD13) и нагрузочного сопротивления, роль которого вы­полняет лампа HL1.

Стабилизатор на­пряжения на микро­схеме DA1 служит для питания микро­схем DD1, DD2, а также источником опорного напряже­ния при контроле напряжения на аккумуляторе. Триг­гер Шмитта управляет ключом VT7, VD2, К1. Счетчик на микросхеме DD2 подсчитывает количество разрядно- зарядных циклов и управляет ключом VT8, VD3, К2, который отключает на­грузку HL1 от аккумулятора.

Работает прибор следующим обра­зом. Сначала нужно подключить к ус­тройству аккумулятор GB1. При этом на выходе стабилизатора DA1 появ­ляется напряжение +5 В, а на резис­торе R15 образуется короткий поло­жительный импульс напряжения, ус­танавливающий счетчик DD2 в нуле­вое состояние. При этом на его вы­ходе 0 высокий уровень, который от­крывает транзистор VT1. Загорается светодиод VD4. Если напряжение подключенного аккумулятора мень­ше 15 В, то на выходе триггера (вы­воде 3 DD1.1) — "1", транзистор VT7 открыт, а реле К1 включено. Реле К2 также включено, поскольку на выво­де 5 DD2 — "О", соот­ветственно, на выходе (выводе 10) DD1.3 — "1", и VT8 открыт.

Устройство подклю­чается к сети 220 В. При этом начинается зарядка аккумулятора GB1. Зарядный ток про­текает по цепи: диоды VD10....VD13, замкну­тые контакты К1.1, ак­кумулятор GB1. Вели­чина зарядного тока ог­раничивается сопро­тивлением лампы накаливания HL2, включенной в разрыв первичной об­мотки трансформатора Т1. По мере зарядки аккумулятора напряжение на нем и на резисторе R2 увеличивает­ся. Когда напряжение на GB1 дости­гает 15 В, триггер Шмитта переклю­чается, на выводе 3 DD1.1 — "0", и транзистор VT7 закрывается. Реле К1 отпускает, и его контакты К1.1 пе­реключают аккумулятор на разрядку (подключают нагрузку — лампу HL1). Ток разрядки аккумулятора опреде­ляется сопротивлением лампы HL1.

При этом перепад напряжения с вы­хода триггера (вывода 4 DD1.2) по­ступает на вывод 14 счетчика DD2 и переключает его в следующее состо­яние, т.е. "1" на выходе 1. Тогда от­крывается транзистор VT2, и загора­ется светодиод VD5.

По мере разрядки аккумулятора напряжение на нем (и на резисторе R2) уменьшается. Когда напряжение GB1 уменьшается до 10,7 В, триггер опять переключается, транзистор VT7 открывается. Срабатывает реле К1 и переключает аккумулятор на за­рядку. Через несколько циклов заряда - разряда при очередном срабаты­вании счетчика DD2 на его выводе 5 появляется "1", соответственно, на выходе DD1.3 — "0". Транзистор VT8 закрывается, реле К2 отпускает, и лампа HL1 отключается от аккуму­лятора. На этом тренировка аккуму­лятора заканчивается. Дальше оба реле выключены, а аккумулятор разряжается небольшим током, равным общему току потребления микросхем DDI, DD2, DA1 (всего около 4 мА).

Количество циклов тренировки аккумулятора можно изменять, под­ключая входы (выводы 8 и 9) эле­мента DD1.3 к разным выходам мик­росхемы DD2. Зарядный и разряд­ный ток аккумулятора регулируется подбором ламп HL1 и HL2 (HL1 дол­жна быть рассчитана на напряже­ние 12 В, a HL2 — на 220 В). При помощи резисторов R2 и R3 можно в широких пределах регулировать пороги напряжения на аккумулято­ре, при которых происходят пере­ключения триггера. При этом R3 ре­гулирует ширину гистерезиса харак­теристики триггера, a R2 одновре­менно и пропорционально изменя­ет оба пороговых напряжения сра­батывания.

Описанный способ тренировки ак­кумулятора, когда он полностью раз­ряжается (до напряжения 10,7 В), а затем полностью заряжается (до 15 В), является "классическим". В специальной литературе рекоменду­ются и другие способы тренировки, например, такой режим. Аккумулятор полностью заряжают до напряжения 15 В и отключают от зарядного уст­ройства. При снижении напряжения на нем до 12,8 В аккумулятор опять подключают к зарядному устройству и доводят его напряжение до 15 В. Процесс повторяют несколько раз. Предлагаемый прибор позволяет реализовать и этот режим. Для этого лампа HL1 из схемы исключается, а HL2 подбирается такой мощности, чтобы зарядный ток аккумулятора был около 0,05 от его номинальной емкости. В перерывах между заряда­ми аккумулятор будет разряжаться током примерно 4 мА.

Конденсатор С1 подавляет пуль­сации напряжения на входе тригге­ра, что повышает четкость его ра­боты. Диод VD1 ограничивает на­пряжение на С1 в пределах 0...5 В (в принципе, VD1 можно исклю­чить). Напряжения, при которых срабатывает триггер, достаточно стабильны, т.к. микросхема DD1 пи­тается стабилизированным напря­жением.

Замена деталей должна произ­водиться в соответствии с их элект­рическими характеристиками. Мик­росхемы серии К561 желательно за­менить на микросхемы серии 564, т.к. последние имеют более широкий температурный диапазон. В каче­стве К1 и К2 использованы реле включения фар (90.3747-01) от ав­томобиля "УАЗ". Мощность транс­форматора Т1 должна быть не ме­нее 150 Вт (для зарядки током 6 А 12-вольтового аккумулятора). Для того, чтобы лампа HL2 эффективно ограничивала и стабилизировала зарядный ток, на ней должна выде­ляться достаточная мощность, по­этому напряжение холостого хода трансформатора должно быть в пре­делах 19....30 В. Пампу HL2 можно заменить конденсатором большой емкости, но практически это неудоб­но, т.к. трудно подобрать нужный конденсатор, и не будет стабилизи­роваться ток зарядки.

Для удобства пользования в схему можно добавить переключатель, из­меняющий количество циклов заряда-разряда. Он должен поочередно подключать входы DD1.3 к выходам DD2. Для повышения экономичнос­ти прибора в отключенном состоянии можно установить тумблеры, отклю­чающие светодиоды (VD6....VD9).

Например, если подключить входы DD1.3 к выводу 7 DD2, то светодиод VD7 нужно отключить, иначе ток по­требления увеличится с 4 до 15 мА. Для уменьшения потребляемого тока можно также увеличить сопротивле­ние R7 до 3 кОм, но при этом умень­шится яркость свечения светодиодов. Исходное (нулевое) положение стрелки амперметра РА1 должно быть в середине шкалы, а диапазон измерения тока - 1.0...10 А.

Устройство размещено в двух ме­таллических корпусах. В одном нахо­дится узел питания (VD10 ...VD13, Т1, FU1), в другом — все остальные элементы (кроме лампы HL1). Со­единение элементов, а также под­ключение лампы HL1 и аккумулято­ра осуществляется при помощи стан­дартных вилок и розеток (220-воль- товых), закрепленных на корпусах.

Налаживание правильно со­бранного устройства заключается, в основном, в установке пороговых напряжений срабатывания тригге­ра. Для этого прибор отключается от сети, отсоединяется лампа HL1, а вместо аккумулятора к прибору подключается регулируемый ис­точник постоянного напряжения. Изменяя сопротивления R2 и R3, устанавливаются нужные напряже­ния срабатывания (моменты сра­батывания определяются по щел­чкам реле К1).

Литература

1.  К.Казьмин. Автоматическое за­рядное устройство. В помощь радио­любителю. Вып. 87. — M.: ДОСААФ, 1978.

2.  В.Сосницкий. Зарядное устрой­ство-автомат. В помощь радиолюби­телю. Вып. 92. — M.: ДОСААФ, 1986.

3.  А.Коробков. Прибор для автома­тической тренировки аккумуляторов. В помощь радиолюбителю. Вып. 96. — M.: ДОСААФ.1987.

4.  А.Коробков. Приставка-автомат к зарядному устройству. В помощь радиолюбителю. Вып. 100. — M.: ДОСААФ, 1988.

5.  Н.Дробница. Автоматическое за­рядное устройство. В помощь радио­любителю. Вып. 77. — M.: ДОСААФ, 1982.