Устройство для зарядки АКБ от бортовой сети автомобиля

14.11.16

[Домашняя]

 

Предложенное автором устройство позволяет заряжать ручные аккумуляторные фонари от бортовой сети автомобиля или другого источника постоянного напряжения 12... 14 В. Зарядка фонаря осуществляется через его штатную вилку, предназначенную для подключения к сети переменного напряжения 220 В. Устройство безопасно, экономично и не требует изменения конструкции фонаря. Оно будет полезно для автотуристов и любите­лей отдыха в палатке вдали от населенных пунктов. Автолюбителям,   выезжающим   на несколько дней за город, знакома ситуация, когда аккумулятор ручного фонаря разрядился, а сеть 220 В для его зарядки недоступна. Применять повышающий преобразователь напряжения 12/220 В 50 Гц небезопасно из-за возможности поражения электротоком током, особенно и сырую погоду, а зарядить аккумулятор от автомобильной сети без переделки конструкции фонаря или его разборки не представляется возможным. Предлагаемое устройство предназначено для зарядки аккумуляторных батарей ручных фонарей со встроенным  зарядным устройством, в которых в качестве токоограничивающего элемента (балластного сопротивления) применён конденсатор. Типичная схема отечественных фонарей серии "Электроника* с тремя дисковыми аккумуляторами Д-0,25 показана на рис, 1, а на рис. 2 изображена схема распространенного фонаря "Johniite" с двумя аккумуляторами типоразмера АА и емкостью 800 мА-ч.

По подобным схемам собрано много других фонарей. Конденсатор С1 выполняет функции балластного сопротивления и от его емкости зависит ток зарядки, диоды (или диодный мост) выпрямляют переменное напряжение, а светодиод (в тех фонарях, где он есть) служит для индикации наличия сетевого напряжения. Реактивное сопротивление балластного конденсатора зависит его емкости и частоты переменного напряжения. Поскольку падение напряжения на диодах и аккумуляторах по сравнению с напряжением сети  U  мало, ток через конденсатор  определяется его реактивным сопротивлением и напряжением в сети. Ток зарядки аккумулятора зависит схемы выпрямителя и в фонаре, собранном по схеме на рис, 1, равен 16 мА, а в собранном на рис. 2, 138 мА. Из приведенных формул следует, что для того, чтобы обеспечить требуемый зарядный ток при меньшем напряжении, необходимо увеличить емкость балластного конденсатора или частоту переменного напряжения. Именно увеличение частоты использовано в предлагаемом устройстве, схема которого показана на рис. 3.

На логических элементах DD1.1, DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов, частоту следования которых можно изменять подстроенным резистором R3 от 2 до 10 кГц. Логические элементы DD1.3— DD1.6 выполняют функции буферных каскадов и управляют транзисторами VT1—VT4. Транзисторы VT1, VT4 и VT2, VT3 поочередно попарно открываются, и на розетке XS1  формируется переменное напряжение прямоугольной формы с частотой генератора и амплитудой, близкой к напряжению питания. Резистор R10 ограничивает сквозной ток через транзисторы в момент их переключения, а резистор R9 — ток зарядки. Одновременное свечение светодиодов HL1, HL2 сигнализирует о включении устройства и наличии на розетке XS1, к которой подключают заряжаемый фонарь, переменного напряжения. Все детали устройства, кроме светодиодов HL1, HL2, предохранителя FU1 и розетки XS1, монтируют на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1…2 мм. Чертеж платы представлен на рис. 4.

В устройстве применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, подстроечный резистор R3 — СПЗ-19, конденсатор — К73-17. Светодиоды АЛ307БМ заменимы на КИПД24А-К, КИПД21А-К красного свечения, транзисторы КТ361Г — на транзисторы серии КТ3107 с любым буквенным индексом, КТ315Г — на КТ3102 с любым буквенным индексом. Розетку XS1 можно заменить на два одиночных гнезда. Смонтированную плату размещают в корпусе подходящего размера. На его стенках крепят держатель предохранителя, розетку XS1 и делают отверстия для кабеля питания и установки светодиодов HL1, HL2. Соединения деталей проводят отрезками тонкого монтажного провода. Для подключения к бортовой сети автомобиля используют гнездо прикуривателя и соответствующую вилку. Налаживание устройства сводится к установке требуемого тока зарядки. Для фонарей с аккумуляторами Д-0,25 (емкостью 250 мА-ч) он должен быть 25...30 мА, а для аккумуляторов емкостью 600 мА-ч — 60...80 мА. Последовательно с фонарем к гнезду XS1 подключают миллиамперметр переменного тока. При этом следует убедиться, что миллиамперметр предназначен для измерения переменного тока частотой до 10...20 кГц. Движок резистора R3 устанавливают в среднее положение и подают питающее напряжение. Изменяя резистором R3 частоту генератора, выставляют ток, потребляемый фонарем. При этом следует учесть, что в фонаре, собранном по схеме, представленной на рис. 1, ток зарядки аккумулятора примерно в два раза меньше потребляемого тока, а в собранном по схеме, показанной на рис. 2, эти значения примерно равны. При отсутствии миллиамперметра переменного тока следует измерить постоянный ток, протекающий непо­средственно через заряжаемые аккумуляторы. Для этого фонарь разбирают, миллиамперметр включают последовательно с батареей и уста­навливают требуемый ток зарядки. Такой вариант налаживания хотя и требует разборки фонаря, но дает более точный результат. Время зарядки Т зависит от емкости аккумуляторной батареи  и тока зарядки. Если предполагается заряжать фонари нескольких типов с различной емкостью аккумуляторных батарей, схему устройства дорабатывают. Взамен одного подстроечного резистора устанавливают несколько (каждый для "своего" фонаря) и подключают их к генератору с помощью переключателя.

От редакции. Для повышения надежности и устойчивости работы устройстве между выводами 14 и 7 микросхемы DD1 следует установить оксидный конденсатор емкостью 4,7…22мкФ на напряжение не менее 20 В (плюсовым выводом к выводу 14 микросхемы).

Радио №8 2007г стр. 49

Домашняя

Дата последнего изменения этого узла 14.11.2016