Устройство дозарядки аккумулятора автомобиля

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Прочие схемы

Опубликовано: 20.03.2017 22:58

Просмотров: 2804

Е.Л. Яковлев, г. Ужгород РА12’ 2009
В том случае, если автомобиль длительное время простаивает без движения, происходит постепенный разряд его аккумулятора. Особенно это ощущается при хранении автомобиля в неотапливаемых гаражах в зимнее время - при отрицательных температурах. Запуск двигателя автомобиля сопряжен с поисками пускового устройства у знакомых автолюбителей или попыткой получить от них заряженный аккумулятор во временное пользование. Избежать эту проблему помогает устройство дозарядки аккумулятора автомобиля [1]. Простота схемы и отсутствие дефицитных радиокомпонентов делают ее доступной для повторения.

Общеизвестно, что все химические источники тока подвержены саморазряду. Степень саморазряда зависит от многих причин. Причины, обусловленные конструктивными особенностями аккумуляторов, в данной статье не рассматриваются -автомобилистам приходится эксплуатировать те аккумуляторы, которые имеются на их транспортных средствах. Технологическая (для автолюбителей) причина разряда аккумулятора обусловлена условиями хранения аккумулятора. От этого будет сильно зависеть как срок службы аккумулятора, так и степень его готовности к работе в электрооборудовании автомобиля.
Ток саморазряда автомобильных аккумуляторов во многом зависит и от «возраста» аккумулятора. Приблизительно можно считать, что ток саморазряда автомобильного аккумулятора при хранении в неотапливаемом помещении или на открытом воздухе составляет до 180 мА. Приблизительно такой ток подзаряда аккумулятора обеспечит его постоянную готовность к работе [1].
В схеме рис.1 маломощный сетевой трансформатор TR1 понижает напряжение 220 В примерно до 12 В. Переменное напряжение выпрямляется мостовым выпрямителем D1 и через резистор R3 подается на выход «OUT». В статье [1] предлагалось использовать автомобильный штекер XR1, который можно вставить в гнездо прикуривателя автомобиля. При подаче питания на схему зажигается зеленый (GREEN) светодиод D2.
При протекании тока подзаряда аккумулятора автомобиля на резисторе R3 создается падение

напряжения. Будучи приложенным к базе транзистора Т1 через резистор R4 это напряжение вызывает насыщение транзистора и зажигание светодиода D3 (RED).
На рис.2 приведен рисунок печатной платы устройства и расположение радиокомпонентов на ней.
При всей простоте вышеприведенной схемы ей присущи и некоторые недостатки. В частности, в большинстве случаев при длительном хранении автомобиля, например, в зимнее время, аккумулятор отключают от электрооборудования автомобиля, снимая «минусовый» клеммный наконечник. Естественно, аккумулятор сохраняет соединение с центральным контактом прикуривателя, но «минус» аккумулятора отключается от «массы» автомобиля и его заряд через гнездо прикуривателя становится невозможным. Для схемы рис.1 приходится применять провода с «крокодилами» на концах. Здесь таится другая неприятная для потребителя особенность схемы - при случайном замыкании вышеуказанных проводов («крокодилов») между собой через резистор R3 потечет большой для него ток, и он сгорит. 
Схема рис.3 не боится короткого замыкания выхода. В качестве ограничителя тока подзарядки аккумулятора использована широка распространенная микросхема DA1 интегрального стабилизатора напряжения, например, типа 7805. Ее отечественный аналог КР142ЕН5А, В. В приведенном включении она используется, как стабилизатор тока. Резистор R3 задает ток стабилизации на уровне примерно 0,2 А.
Плавкий предохранитель, например, на 0,5 А совместно с диодом D6 защищают элементы схемы в случае случайной переплюсировки выходных («OUT») проводников схемы при подключении аккумулятора - диод открывается и плавкая вставка предохранителя FU1 перегорает. В качестве диода D6 можно применить, например. 6А10, 10А10, SF56 и многие другие.

При эксплуатации устройства по схеме рис.3 первоначально сетевое напряжение U1 220 В на вход схемы не подается, лишь контакты XR1 соединяются с клеммами аккумулятора автомобиля. Светодиод D3 (RED) зажигается, индицируя исправность предохранителя FU1. Свечению светодиода D2 препятствует диод D5.
При подключении сетевого напряжения к трансформатору TR1 его напряжение понижается трансформатором, выпрямляется выпрямителем D1 и заряжает конденсатор С1. Стабилизатор тока DA1 через диоды D4 и D5 обеспечивает подзаряд аккумулятора. При этом вышеуказанные диоды отпираются и начинает светиться светодиод D2 (GREEN).
Если произошло короткое замыкание выходных проводников схемы («OUT») светодиод R3 (RED) погасает, но предохранитель FU1 не перегорает. При этом, естественно, подразумевается, что в данной ситуации аккумулятор не был подключен.

Поскольку на выходе микросхемы DA1 имеется напряжение 5 В. на резисторе R3 с сопротивлением 24 Ом будет рассеиваться примерно 1 Вт. В качестве этого резистора целесообразно использовать два резистора МЛТ-2 47 Ом, соединив их параллельно.
Диоды D4, D5 могут быть, например, типа 1 N4004... 1 N4007.
С учетом падения напряжения на открытых диодах D4, D5 порядка 1,5 В и минимального входного напряжения микросхемы DA1 около 8 В можно считать, что напряжение на конденсаторе С1 должно быть не менее 23...24 В. Тогда напряжение вторичной обмотки трансформатора TR1 - не менее 17...18 В.
Если в качестве микросхемы DA1 использовать микросхему КР142ЕН12. то ее минимальное выходное напряжение составляет 1,2 В, а не 5 В, как у КР142ЕН5А, В. Это позволит снизить рассеиваемую мощность на резисторе R3 и использовать его на номинальную мощность 0,5... 1 Вт. Выходное напряжение трансформатора TR1 может быть 12 В или более.
В случае ощутимого нагрева микросхемы DA1 ее размещают на небольшом радиаторе.
Литература
1. Pavel Horinek, Dobijec akumulatoru // Prakticka elektronfka A Radio. -2009. - №5.- S.19, 23.