Традиционные зарядные устройства прошлых лет имеют недостатки, они обладают большими габаритами и весом. В последние годы при изготовлении источников питания, радиолюбители огромное предпочтение отдают импульсникам. Это в первую очередь дешевизна, не значительный вес и габариты, причём при малых размерах импульсные устройства выдают приличный ток! Даже как то не привычно смотреть на маленькую коробочку, подключенную к автомобильному аккумулятору, способную его зарядить. Недостатком являются импульсные броски в сети, из за которых данные устройства зачастую выходят из строя, но этим можно пренебречь.
Зарядное устройство, которое будет описано в этой статье, разрабатывалось специально для зарядки аккумуляторов с выходным током до 7А. Можно так же заряжать аккумуляторы от шуруповёрта, бесперебойника, пальчиковые аккумуляторы и др., скорректировав зарядный ток. Контроль тока ведётся на встроенный амперметр. Запускается устройство с помощью пусковой кнопки. При коротком замыкании срывается генерация блокинг-генератора и устройство отключается. Повторное включение производится при помощи той же кнопки. Устройство потребляет от сети ток не более 2А и работоспособно при напряжении 170в.
Рассмотрим электрическую принципиальную схему устройства.
Состоит оно из двух половинок: это высоковольтная цепь с выпрямителем, блокинг-генератором и низковольтная — со вторичным выпрямителем и ШИМ-регулятором. Сетевое напряжение через предохранитель F1 поступает на диодный мост D1, где выпрямляется и сглаживается конденсаторами С1, С2. Постоянное напряжение в пределах 290 вольт подаётся на блокинг-генератор. Основными элементами этого генератора являются транзисторные ключи Т1 и Т2, которые открываются поочерёдно, благодаря синфазному включению обмоток II и IV обратной связи высокочастотного трансформатора. Нагружен генератор на обмотку III трансформатора. Частота генерации лежит в пределах 20-30 кГц. Резисторы R2, R3 в цепи эмиттеров этих транзисторов ограничивают ток, обеспечивая тем самым мягкий режим работы. Резисторы R4, R5 ограничивают ток базы. Диоды D2, D3 предотвращают пробой транзисторов обратным напряжением из за индуктивных выбросов в импульсном трансформаторе. Запускается генератор с помощью короткого импульса, который подаётся на обмотку I через конденсатор С3 и пусковую кнопку S1.
Вторая часть схемы, низковольтная. Переменное напряжение снимается с обмоток V и VI высокочастотного трансформатора, выпрямляется диодной сборкой D4, сглаживается конденсатором С4 и далее поступает на ШИМ регулятор. Выполнен этот регулятор на двух транзисторах Т3 и Т4. Это своеобразный мультивибратор с изменяемой симметрией. От положения движка переменного резистора R10 зависит скважность импульсов, подаваемых на затвор полевого транзистора Т5. Частота генерации ШИМа лежит в пределах 5-7 кГц и определяется ёмкостью конденсаторов С6 и С7. При работе данного зарядного устройства, при нагрузке наблюдался нагрев компонентов схемы, импульсного трансформатора, поэтому я снабдил его вентилятором. Так же имеется контрольная лампочка Н1, индицирующая работу устройства. С помощью амперметра осуществляется контроль зарядного тока.
Конструкция и детали: Все детали и их замена указаны в таблице. На ключевые транзисторы следует установить небольшие радиаторы, площадью в три раза больше, чем сами транзисторы. При использовании устройства на больших токах, до 7А, диодную сборку и полевой транзистор следует так же установить на небольшие радиаторы. Небольшие, потому что кулер создаёт поток воздуха и они сильно не перегреваются.
Трансформатор самодельный, намотан на ферритовом кольце наружным диаметром 30мм.
Обмотка III имеет 140 витков провода ПЭЛ-0,31мм, обмотки I, II и IV содержат по 2 витка и намотаны цветным компьютерным или телефонным проводом (от кабеля). Вторичные обмотки V и VI содержат по 18 витков, но количество витков при необходимости можно откорректировать. Эти обмотки я не стал мотать толстым одножильным проводом, так как это причиняет большие неудобства при намотке. Я изготовил самодельный многожильный провод. Взял 20 жил в один пучок провода ПЭЛ-0,18мм. Растянул 20 жилок вдоль комнаты, затем скрутил их с помощью шуруповёрта. Первой наматывается обмотка III и затем проматывается фторопластовой лентой.
Амперметр — головка от старого магнитофона. Шкалу в децибелах удалил, а вместо неё поставил самостоятельно отградуированную.
Всё содержимое расположено на пластмассовой основе и приклеено полимерным клеем.
А вот так выглядит печатная плата:
При изготовлении данного устройства и дальнейшего его обслуживания соблюдайте правила электробезопасности!
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| D1 | Диодный мост | KBP208G | 1 | |||
| D2, D3 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 2 | КД226Д | ||
| D4 | Выпрямительный диод | SBL3040PT | 1 | Матрица | ||
| Т1, Т2 | Биполярный транзистор | MJE13007 | 2 | EN13007, EN13009 | ||
| Т3, Т4 | Биполярный транзистор | 2SC1815 | 2 | КТ315 | ||
| Т5 | Транзистор | N302AP | 1 | Полевой | ||
| R1 | Резистор | 330 кОм | 1 | 0,25 Вт | ||
| R2, R3 | Резистор | 0.56 Ом | 2 | 0,5 Вт | ||
| R4, R5 | Резистор | 22 Ом | 2 | 0,25 Вт | ||
| R6 | Резистор | 150 Ом | 1 | 0,5 Вт | ||
| R7 | Резистор | 220 Ом | 1 | 0,25 Вт | ||
| R8, R12 | Резистор | 2.7 кОм | 2 | 0,25 Вт | ||
| R9 | Резистор | 15 кОм | 1 | |||
| R10 | Переменный резистор | 150 кОм | 1 | 0,25 Вт | ||
| R11 | Резистор | 1.5 кОм | 1 | 0,25 Вт | ||
| Резистор К | Резистор | 10 Ом | 1 | 0,25 Вт | ||
| С1, С2 | Электролитический конденсатор | 33мкФ 250В | 2 | |||
| С3 | Конденсатор | 2200 пФ | 1 | 400в | ||
| С4 | Электролитический конденсатор | 1000мкФ 35В | 1 | |||
| С5 | Электролитический конденсатор | 220мкФ 16В | 1 | |||
| С6, С7 | Конденсатор | 4700 пФ | 2 | Плоский | ||