Обзор схем зарядных устройств автомобильных аккумуляторов

Соблюдение режима эксплуатации аккумуляторных батарей, и в частности режима зарядки, гарантирует их безотказную работу в течение всего срока службы. Зарядку аккумуляторных батарей производят током, значение которого можно определить по формуле

I=0,1Q

где I - средний зарядный ток, А., а Q - паспортная электрическая емкость аккумуляторной батареи, А-ч.

Зарядный ток, рекомендуемый в инструкции по эксплуатации аккумуляторной батареи, обеспечивает оптимальное протекание электрохимических процессов в ней и нормальную работу в течение длительного времени.

Классическая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и регулятора тока зарядки. В качестве регуляторов тока применяют проволочные реостаты (см. Рис. 1) и транзисторные стабилизаторы тока.

схема зарядного устройства

В обоих случаях на этих элементах выделяется значительная тепловая мощность, что снижает КПД зарядного устройства и увеличивает вероятность выхода его из строя.

Для регулировки зарядного тока можно использовать магазин конденсаторов, включаемых последовательно с первичной (сетевой) обмоткой трансформатора и выполняющих функцию реактивных сопротивлений, гасящих избыточное напряжение сети. Упрощенная схема такого устройства приведена на рис. 2.

схема зарядного устройства

В этой схеме тепловая (активная) мощность выделяется лишь на диодах VD1-VD4 выпрямительного моста и трансформаторе, поэтому нагрев устройства незначителен.

Недостатком схемы на Рис. 2 является необходимость обеспечить напряжение на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза большее, чем номинальное напряжение нагрузки (~ 18÷20В).

Схема зарядного устройства, обеспечивающее зарядку 12-вольтовых аккумуляторных батарей током до 15 А, причем ток зарядки можно изменять от 1 до 15 А ступенями через 1 А, приведена на Рис. 3.

схема зарядного устройства

Предусмотрена возможность автоматического выключения устройства, когда батарея полностью зарядится. Оно не боится кратковременных коротких замыканий в цепи нагрузки и обрывов в ней.

Выключателями Q1 - Q4 можно подключать различные комбинации конденсаторов и тем самым регулировать ток зарядки.

Переменным резистором R4 устанавливают порог срабатывания реле К2, которое должно срабатывать при напряжении на зажимах аккумулятора, равном напряжению полностью заряженной батареи.

На Рис. 4 представлена схема еще одного зарядного устройства, в котором ток зарядки плавно регулируется от нуля до максимального значения.

схема зарядного устройства с регулируемым током

Изменение тока в нагрузке достигается регулированием угла открывания тринистора VS1. Узел регулирования выполнен на однопереходном транзисторе VT1. Значение этого тока определяется положением движка переменного резистора R5. Максимальный ток заряда аккумулятора 10А , устанавливается амперметром. Защита устройства обеспечена со стороны сети и нагрузки предохранителями F1 и F2.

Вариант печатной платы зарядного устройства (см. рис. 4), размером 60х75 мм приведен на следующем рисунке:

плата зарядника рис.4

В схеме на рис. 4 вторичная обмотка трансформатора должна быть рассчитана на ток, втрое больший зарядного тока, и соответственно мощность трансформатора также должна быть втрое больше мощности, потребляемой аккумулятором.

Названное обстоятельство является существенным недостатком зарядных устройств с регулятором тока тринистором (тиристором).

Примечание:

Диоды выпрямительного мостика VD1-VD4 и тиристор VS1 необходимо установить на радиаторы.

Значительно снизить потери мощности в тринисторе, а следовательно, повысить КПД зарядного устройства можно, если регулирующий элемент перенести из цепи вторичной обмотки трансформатора в цепь первичной обмотки. Схема такого устройства показана на рис. 5.

зарядное устройство

В схеме на Рис. 5 регулирующий узел аналогичен примененному в предыдущем варианте устройства. Тринистор VS1 включен в диагональ выпрямительного моста VD1 - VD4. Поскольку ток первичной обмотки трансформатора примерно в 10 раз меньше тока заряда, на диодах VD1-VD4 и тринисторе VS1 выделяется относительно небольшая тепловая мощность и они не требуют установки на радиаторы. Кроме того, применение тринистора в цепи первичной обмотки трансформатора позволило несколько улучшить форму кривой зарядного тока и снизить значение коэффициента формы кривой тока (что также приводит к повышению КПД зарядного устройства). К недостатку этого зарядного устройства следует отнести гальваническую связь с сетью элементов узла регулирования, что необходимо учитывать при разработке конструктивного исполнения (например, использовать переменный резистор с пластмассовой осью).

Вариант печатной платы зарядного устройства на рисенке 5, размером 60х75 мм приведен на рисунке ниже:

плата зарядника рис.5

Примечание:

Диоды выпрямительного мостика VD5-VD8 необходимо установить на радиаторы.

В зарядном устройстве на рисунке 5 диодный мостик VD1-VD4 типа КЦ402 или КЦ405 с буквами А, Б, В. Стабилитрон VD3 типа КС518, КС522, КС524, или составленный из двух одинаковых стабилитронов с суммарным напряжением стабилизации 16÷24 вольта (КС482, Д808, КС510 и др.). Транзистор VT1 однопереходной, типа КТ117А, Б, В, Г. Диодный мостик VD5-VD8 составлен из диодов, с рабочим током не менее 10 ампер (Д242÷Д247 и др.). Диоды устанавливаются на радиаторы площадью не менее 200 кв.см, а если радиаторы будут сильно нагреваться, в корпус зарядного устройства можно установить вентилятор для обдува.

14 марта 2012, 15:19 СхемыАвтомобилистуadmin241919RSS
twitter.com facebook.com vkontakte.ru odnoklassniki.ru mail.ru ya.ru rutvit.ru myspace.com technorati.com digg.com friendfeed.com pikabu.ru blogger.com liveinternet.ru livejournal.ru memori.ru google.com bobrdobr.ru mister-wong.ru yahoo.com yandex.ru del.icio.us
Комментариев: 46
  1. 22.12.2012, 16:16Виктор

    Можно узнать основные характеристики приведённые на рис.3?(Частоту преобразования,входное напряжение,максимальный входной ток)

  2. 22.12.2012, 16:17Виктор

    извиняюсь,максимальный вЫходной ток*

  3. 1. Частота преобразования - 50 Гц.

    2. Так как схема является логическим продолжением схемы на рис. 2, т. е. для сжемы применяется трансформатор с напряжением на первичной обмотке ~220 вольт, а на вторичной порядка 18 - 20 вольт. Напряжение на вторичной обмотке выбирается больше напряжения 12 вольт, из за того что напряжение, приложенное к первичной обмотке, проходя через емкости, включенные последовательно с первичной обмоткой падает (реактивное сопротивление), и непосредственно на на обмотке оно меньше чем 220 вольт. Если напряжение первичной обмотки меньше, то и меньше соответственно напряжение на вторичной (пропорционально).

    3. Значения токов, указанных на переключателях Q1 - Q4 соответствует токам во вторичной цепи, т. е. на аккумуляторе, а ток в первичной цепи приблизительно в 10 раз меньше...

  4. здравствуйте...у вас есть рисунки печатных плат к схемам на рис5 и рис4?

  5. Рисунков печатных плат у меня нет, но постараюсь в ближайшее время их спроектировать и разместить на сайте...

  6. 28.02.2013, 22:33Аноним

    Здраствуйте, на внешний вид понравилась 5я схемка и пару вопросов к ней :

    Почему Амперметр включён в первичную обмотку, на какое напряжение должен быть стабилитрон и полевой транзистор ?

    заранее благодарен за помошь

  7. Существенной разницы нет в какой цепи стоит амперметр, который проградуирован в амперах на нагрузке (на аккумуляторе).

    возможные схемы амперметров для схемы на рисунках 4 и 5 приведены ниже:

    http://radiolub.ru/uploads/2013/am_pic4.jpg
    http://radiolub.ru/uploads/2013/am_pic5.jpg

    Амперметр вообще можно не устанавливать, а положение переменного резистора R5 проградуировать в амперах при настройке.

    В схеме на рис.5 применен стабилитрон КС518А на 18 вольт. Стабилитрон можно заменить на два соединенных последовательно с суммарным напряжением 16...18 вольт (2хД808, 2хД814В и др.), на печатной плате место для второго стабилитрона предусмотрено...

    Транзистор в схеме применен однопереходной (не полевой) типа КТ117Б, при отсутствии которого возможно применения схемы замещения на двух транзисторах разной проводимости.

    Об однопереходном транзисторе можно прочитать в журнале Радиолюбитель №10 за 1994 год, стр.14:

    http://radiolub.ru/page/zhurnal-radioljubitel-1994-10
  8. 8.04.2013, 17:45Алексей

    Скажите пожалуйста какой тиристор лучше применить для пятой схемы?

  9. Тиристор на схеме Рис. 5 можно применить высоковольтный с обратным напряжением более 300 вольт из серии КУ202 (ку201) с буквами К, Л, М, Н.

    Установливать тиристор на радиатор не обязательно...

  10. Подскажите пожалуйста, как начинающему, какие марки транзисторов и диодов ,а так же тринистора на 4 рисунке надо использовать?

  11. О деталях схемы на Рис. 4:

    - транзистор VT1 типа КТ117Б (однопереходной транзистор)

    - транзистор VT2 - КТ502Б,

    - стабилитрон VD1 - Д818Е (можно другой с напр. стабилизации 8 - 12 вольт),

    - стабилитрон VD2 - КС156Г (либо 4,7 - 6,8 В),

    - диод VD3- КД522, КД521...

    - тиристор VS1 - КУ201, КУ202 с буквами Б, В, Г ...(радиатор обязателен),

    - диоды VD1 - VD4 любые выпрямительные, на ток не менее 10 А (Д305, Д242, КД203...) - лучше установить на отдельные радиаторы.

  12. 21.10.2013, 13:33Аноним

    какое напряжение допускается на вторичка 5рис??есть транс с напряжением на вторичке 24вольт,такой можно применить в схеме 5?

  13. 1. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора для схемы на рис. 5 должно быть порядка 16 - 18 вольт.

    2. Трансформатор , кроме всего прочего, для зарядки автомобильного аккумулятора должен обеспечивать ток ~10 ампер.

    РЕКОМЕНДАЦИИ:

    - если трансформатор обеспечивает требуемый ток, можно отмотать несколько витков вторичной обмотки до получения нужного напряжения.

    - если трансформатор не перематывать, то схема управления будет потреблять большую мощность со всеми вытекающими последствиями (низкий КПД, повышенный тепловой нагрев, невозможность обеспечения работы схемы в режиме обеспечения малых зарядных токов...)

  14. 22.10.2013, 18:50Аноним

    вторичная обмотка сечением 8мм2,жалко отматывать да и залитый лаком ещё он

  15. Если зарядное будет стационарным, и габариты не имеют значения, то необходимо обеспечить тепловой режим тиристора (радиатор или кулер в корпусе)- можно поэкспериментировать...

    - или собрать по схеме 3.

    или http://radiolub.ru/page/zarjadnoe-ustrojstvo-avtomobilnogo-akkumuljatora

  16. 27.10.2013, 14:27Аноним

    что если использовать в схеме 5 симистор ку208г?

  17. должен работать...

  18. 29.10.2013, 14:46Аноним

    почитал про симисторы и выяснил что они в отличае от тиристоров симистор пропускают ток в обоих направлениях.так вот не будет ли короткого замыкания ведь в схеме 5 тиристор стоит паралельно выводам плюса и минуса с диодного моста??????может быть тогда поставить до или после симистора обычный диод чтобы симистор в обратку не пропустил???прав ли я?

  19. 30.10.2013, 20:00Аноним

    нифига схема 5 не работает.базы менял местами у транзистора и всёравно никакого результата нет

  20. 30.10.2013, 20:42Аноним

    тоесть она работает,но не регулируется.подключал лампочку 12вольт21ват и ток как был 2.3ампер так и остаётся при любом положении переменного резистора

  21. начал собирать макет схемы 5, результаты опубликую...

  22. 31.10.2013, 20:49Цугундер

    реально не пашет, два раза собирал

  23. Интересная пятая,попробую собрать.За инфу спасибо

  24. 19.01.2014, 22:32александр

    на рис.5 поменять полярность диодного моста д1-д4 не надо ???

  25. СПАСИБО АЛЕКСАНДР!!!

    Схема включения диодного мостика VD1 - VD4 действительно неправильная!?

    Схему исправил...

    ПРИНОШУ СВОИ ИЗВИНЕНИЯ ВСЕМ КТО ПО МОЕЙ ВИНЕ НЕ СМОГ СОБРАТЬ ДАННУЮ СХЕМУ!!!

  26. 19.09.2014, 16:02Аноним

    На схеме4 VT1 и VT2 не совпадают с платой.

  27. 19.09.2014, 16:22Аноним

    На схеме4 VT1 это полевик. А перечне деталей указано,что это однопереходной КТ502Б. Непонятно?

  28. 6.02.2015, 22:11Виктор

    Все схемы работоспособны, необходимо правильно подключить транзистор КТ117 Б1,Б2 и Э. Полевиков в схемах нет!

  29. Привет, я начинающий пожалуйста напишите маркировку всех деталей для схемы №5 а то что то не могу во всем разобраться, на схеме белым большим кругом это амперметр??? я так понял его нужно ставить на один из выходов из платы?? помогите плиз, хочу сделать себе зарядник.

  30. Ч то на схеме обозначено ВД1.1 и ВД1.2.

  31. 22.11.2015, 19:49дмитрий0390

    лампочка 12в 21вт не укажет изменяется ли ток так как она больше 2,3амперане берет принапряжении 12-14вольт нада мощнее лампу 14в*8а=112вт а утебя только21вт или надо резистор 1.5 ом 110вт

  32. 30.01.2016, 13:11НИКОЛАЙ ПАСТУШЕНКО

    СОБРАЛ СХЕМУ, НО ОНА ДЕЙСТВИТЕЛЬНО НЕ РАБОТАЕТ! НА ВЫХОДЕ ВЫДАЕТ 4-4,5 АМПЕРА!НЕ РЕГУЛИРУЕТСЯ!ЗАМЕНИЛ КТ117Б НА КТ361+КТ315.НО ВСЕ РАВНО! УМЕНЬШИЛ R1 С 51ком ДО 5 КОМ.ЛАМПА В НАГРУЗКЕ ЗАГОРЕЛАСЬ. НАГРУЗКОЙ СЛУЖИТ АВТОМОБИЛЬНАЯ ЛАМПА ДАЛЬНЕГО СВЕТА НА 100 ВАТТ!МЕРЯЮ ТОК-4-4,5АМПЕР!

  33. 30.01.2016, 13:21НИКОЛАЙ ПАСТУШЕНКО

    ЕЩЕ ЗАМЕНЫ-ВМЕСТО КС518А УСТАНОВИЛ ZX18. КЦ402- ЗАМЕНИЛ НА КД 226Д.ЕМКОСТЬ 0,068мкф ЗАМЕНИЛ НА 0,47 мкф.

  34. На схеме 4 и рисунке 4 не соответствует маркировка VT-1 и VT-2, чему верить схеме или рисунку?

  35. 3.12.2016, 17:19Александр

    Ни на одной из схем не увидел фильтрующего конденсатора, он тут не нужен?

  36. Здравствуете скажите пожалуйста какое свечение провода должно быть во вторичной обмотке схемы 3 .

  37. 12.12.2016, 13:15Николай

    1мм2 сечение. Свечение провода, если раскалится что ли?

  38. 23.12.2016, 01:13Василий

    Какой вольтаж конденсаторов в схеме №3 С1 - С4

  39. Конденсаторы на схеме №3 на напряжение 400 вольт.

  40. 25.12.2016, 17:30Василий

    Еще вопросик по третьей схеме. Там есть диод в высокой стороне и в низкой стороне не обозначены. Что туда лучше поставить

  41. По поводу диодов схемы №3:

    - VD1 высоковольтный на напряжение не менее 400 вольт (Д226Б, 4007...)

    - VD2-VD5 На ток не менее 10 ампер и напряжение не менее 100 вольт (Д242-Д247). Диоды лучше установить на отдельные радиаторы, а если будет наблюдаться заметное их нагревание, можно применить принудительное охлаждение с помощью вентилятора.

    Примечание:

    Реле в схеме на напряжение 220 вольт.

  42. 28.12.2016, 21:50Василий

    Спасибо. С реле понятно, с диодным мостом понятно. Но в схеме отключения по окончанию заряда возле транзистора VT1 КТ801А, есть диод и обозначен как VD2, туда тоже 1N4007 идет

  43. У меня на рис 5 резистор который на 51к греется, что это может быть и ток в общем 3 Вольта и 0 ампер. Не понимаю что не так!

  44. 27.02.2017, 23:25Сергей

    Здравствуйте господа. Кто делал 5 схему она рабочая или нет?

  45. 4.03.2017, 04:22Aligdghaop

    Покупай качественные Дженерики

    Виагры, Левитры, Сиалиса от известной Фармацевтической компании Доктор Дик

    по очень низким ценам, в Аптеках России вы не найдете таких низких цен!

    http://www.dgeneriki.ru

  46. 27.06.2017, 00:00Александр

    Схема №5 не работает,не я один столкнулся с этой проблемой.АвтоР,на печатке перепутаны номера резисторов,да и вообще какая то лажа!

Оставьте комментарий!

grin LOL cheese smile wink smirk rolleyes confused surprised big surprise tongue laugh tongue rolleye tongue wink raspberry blank stare long face ohh grrr gulp oh oh downer red face sick shut eye hmmm mad angry zipper kiss shock cool smile cool smirk cool grin cool hmm cool mad cool cheese vampire snake excaim question

Используйте нормальные имена.

Имя и сайт используются только при регистрации

Если вы уже зарегистрированы как комментатор или хотите зарегистрироваться, укажите пароль и свой действующий email. При регистрации на указанный адрес придет письмо с кодом активации и ссылкой на ваш персональный аккаунт, где вы сможете изменить свои данные, включая адрес сайта, ник, описание, контакты и т.д., а также подписку на новые комментарии.

Авторизация Loginza

(обязательно)