Зарядное устройство на UC3842/UC3843 с регулировкой напряжения и тока

Описываемое здесь зарядное устройство предназначено для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов. Имеются две регулировки: напряжения и тока. Когда срабатывает одна из этих регулировок, загорается соответствующий светодиод, что очень удобно. Схема и печатная плата взяты на форуме радиокота:

Устройство собрано на распространённой микросхеме UC3842/UC3843. Её применение в блоках питания мы уже описывали . В данной схеме регулировка происходит по 1 выводу. Силовая часть - типовая, микросхема питается от отдельной обмотки на обратном ходе.

нажми для увеличения
Регулировка напряжения и тока выполнена по схеме от форумчанина FolksDoich. На TL431 собран источник опорного напряжения. На половинках ОУ LM358 выполнены регулировки напряжения и тока. Если в качестве VD6 и VD7 использовать светодиоды, то они будут индицировать своим свечением текущую регулировку, что может быть полезно. Например, если светится светодиод VD7, то происходит ограничение по току. То же самое с VD6, но по напряжению.

Данная схема рассчитана на зарядку аккумулятора током до 6 ампер, поэтому на выходе предлагается запараллелить четыре электролитических конденсатора, т.к. один при высоком токе проработает недолго. Разумеется, все они должны быть LOW ESR.

Как можно улучшить эту схему? Если по ней собирать не зарядное устройство, а блок питания, регулируемый в некоторых пределах, то можно произвести уже привычные улучшения, описанные в предыдущей статье. В частности, можно питать микросхему UC3842/UC3843 на прямом ходе, а для питания ОУ и PC817 использовать отдельную обмотку трансформатора. Всё это оправдано лишь в том случае, если требуется расширить диапазон регулировки напряжения.

Помимо светодиодов, схему можно дополнить амперметром и вольтметром, как стрелочными, так и цифровым прибором, показывающим значение напряжения и тока, а, возможно, ещё и подсчитывающим мощность нагрузки и управляющим вентилятором охлаждения.

При правильном выборе силового полевого транзистора, его нагрев должен быть незначительным. Следует упомянуть, что на схеме забыли нарисовать конденсатор на 2,2 нФ между горячей и холодной частями.

Печатная плата: charger_12v_6a.lay6

Существует и ещё одна разновидность данной схемы в таком виде:

нажми для увеличения
Печатные платы от FolksDoich для устройств разной мощности, вторая плата - до 10 ампер. Микросхема UC384x располагается на отдельной небольшой платке, устанавливаемой на основную вертикально.

Пришла зима, самое время задуматься о зарядном устройстве, для автомобильного аккумулятора. Можно изготовить зарядное устройство по классической схеме, с регулятором на тиристорах, но габариты и вес такого зарядного устройства, очень велики. Можно пойти и купить зарядное как сделал мой товарищ именно благодаря ему у меня есть отличный заводской корпус)))) - Купил он зарядку на рынке, пробовал зарядить аккумулятор, но он как то не заряжался, пришел он ко мне мол разбери глянь че да как, разобрали посмеялись и он мне его подарил))), короче внутри транс ватт на 80, диодный мост и предохранитель, транс выдает аж 11 вольт, как вы понимаете заряжать оно в принципе не может! А я решил сделать в данном корпусе импульсную зарядку, почему импульсную? а потому, что современная элементная база, позволяет существенно упростить схему, не теряя надежности.

Принцип работы следующий, подключаем аккумулятор, выставляем нужный зарядный ток (рекомендуется 10% от полной емкости аккумулятора, для аккумулятора 55 А/Ч ток нужен 5.5 А) и идем заниматься своими делами, когда аккумулятор зарядиться загорится желтый светодиод, аккумулятор полностью заряжен, данное зарядное имеет защиту от короткого замыкания и переплюсовки что существенно продлит ему жизнь))).

Данное зарядное устройство собрано на недорогой микросхеме UC3845, по стандартной схеме включения, микросхема управляет мощным полевым транзистором нагрузкой которого служит импульсный трансформатор. Практически все радиоэлементы можно выдрать с компьютерных блоков питания, в том числе и трансформатор, правда его придется перемотать, у меня на перемотку ушел час с перекурами, прелесть импульсников в том что мотать всего пару десятков витков.
Вот собственно схема блока питания.

Есть 2 версии печатных плат под данный блок питания, основное различие в них, в размерах трансформаторов. выбирайте под те которые у вас есть.
Платы немного расходятся со схемой по номиналам, а также на платах добавлен регулятор тока, благодаря чему ток можно регулировать от 1 до 7.5 ампер, все элементы на печатных платах подписаны, при сборке схема может и не пригодиться.

Пока у вас не отпало желание его повторять, вот мои фото процесса намотки самого страшного - импульсного трансформатора, мотал на феррите с компьютерного блока питания.

С начала мотается первая половина первичной обмотки я мотал 26 витков проводом 0.6-0.7 мм.

Затем слой изоляции можно бумажным скотчем в 2 слоя, а можно как описано

Далее мотаем обмотку питания микросхемы UC3845 6 витков проводм 0.3-0.4 мм.

Опять мотаем изоляцию и вторую половину первички опять 26 витков проводом 0.6-0.7 мм..

Хорошенько изолируем

Мотаем вторичку, обращайте внимание на направление намотки и на то к каким выводам припаивать конци обмоток!!!
6 витков в 3 провода диаметром 0.8 мм.

Последний слой изоляции и все готово.

Не спешите склеивать сердечник, для правильной работы схемы, индуктивность первичной обмотки должна составлять 370 мкГн. мне пришлось положить прокладки из картона толщиной примерно 1мм. между половинками сердечника. Замерять и подогнать индуктивность нужно обязательно!!!
Вся настройка сводиться к подбору 2х резисторов указанных на схеме. На счет радиаторов на транзисторах, на IRFZ44 хватит маленького, на выходные диоды желательно поставить побольше они греются больше всего, на сыловой транзистор я вобще не ставил радиатора радиатор все таки нужен не большого размера, так как при работе схема обдувается вентилятором нагрев не значительный... Я поставил полевк чуток по мощнее IRFP22N50A, ну и диоды соответственно, у меня ток заряда доходит до 10 ампер и больше (нужен качественный обдув платы) . Правда длительно так оставлять нельзя, у меня стоит масенький радиатор на выходном диоде, и я его рукой при таком токе не удержу сильно греется, но после замены радиатора думаю все будет супер...
PS. Я уже разок спалил зарядник - заряжая аккумулятор емкость 190 А/ч, поставил ток как мне казалось 9.99А но не учел что амперметр больше просто не показывает))) в общем ток там был далеко за 10 А - сгорело 3 резистора диод 4148 и силовой транзистор, после замены все работает дальше как положено, добавил радиатор на силовой транзистор и поставил куллер 120 мм теперь охлаждение улучшилось проблем с зарядкой нет)))) Для питания цифрового ампервольтметра и куллера поставил в корпус маленький трансформатор на выходе у него 12 вольт переменки, если куллер питать о преобразователя зарядки то при низком токе у него очень маленькие обороты
Вот фото того что у меня получилось, батарейка временно питает вольтамперметр, я ее уберу но потом)))

Как минимум один раз в жизни каждый автомобилист сталкивается с проблемой неработающего аккумулятора. Чтобы предотвратить такую неисправность, необходимо правильно обслуживать батарею и вовремя ее заряжать, используя зарядное устройство. Что представляет собой импульсное ЗУ для автомобильного аккумулятора, каков его принцип функционирования и как соорудить прибор своими руками — читайте далее.

[ Скрыть ]

Характеристика прибора

Устройства, предназначенные для АКБ, делятся на несколько типов — трансформаторные и импульсные. Трансформаторные ЗУ для аккумулятора авто обладают большим весом и размерами, при этом их коэффициент полезного действия значительно ниже, чем у других устройств. В результате спрос на такие зарядки постепенно снизился. На сегодняшний день импульсное зарядное устройство является наиболее популярным типом.

Устройство и принцип работы

Любое импульсное зарядное устройство для автомобильного АКБ представляет собой прибор, предназначенный для восстановления заряда.

Конструктивно импульсное ЗУ состоит из таких элементов:

• трансформатора (импульсного);
• устройства выпрямителя;
• прибора стабилизатора;
• элементов индикации;
• основного блока, предназначенного для контроля процедуры заряда.

Необходимо отметить, что все элементы, из которых состоит импульсное зарядное устройство, по своей конструкции имеют небольшие размеры, если сравнивать с трансформаторными ЗУ. В принципе, соорудить такой прибор для зарядки автомобильного АКБ своими руками не так сложно — для этого потребуется только плата, которая будет управлять транзистором. В результате того, что конструкция данного типа приборов довольно простая, а компоненты для изготовления легко доступны, импульсные ЗУ популярны среди наших автолюбителей.

Что касается принципа работы, то сама процедура заряда может осуществляться одним из нескольких методов:

• путем напряжения при постоянном токе;
• напряжением неизменных параметров;
• комбинированным методом.

В принципе, способ напряжения неизменных значений является самым правильным с теоретической точки зрения. Все потому, что импульсные ЗУ для автомобильных АКБ могут производить контроль в автоматическом режиме за параметрами силы тока только в том случае, если напряжение будет постоянным. Если вы хотите добиться того, чтобы уровень зарядки был наиболее максимальным, надо учитывать и параметр разряда.

Что касается способа напряжения при постоянном токе, то этот вариант не самый оптимальный. Все потому, что при оперативной зарядке аккумулятора, получаемой в результате воздействия постоянного тока, пластины прибора могут попросту осыпаться. А восстановить их будет уже невозможно.

Комбинированный вариант зарядки АКБ является одним из наиболее щадящих. При применении данного способа сначала проходит постоянный ток, а в самом конце процедуры он начинает изменяться на переменный. Далее, этот параметр постепенно снижается до нуля, таким образом стабилизируя уровень напряжения. По словам специалистов, такая схема работа позволяет предотвратить или снизить к минимуму вероятность закипания аккумулятора авто. Кроме того, при таком подходе снижается и вероятность выделения газов.

Аспекты подбора оборудования

Если вы хотите добиться того, чтобы батарея авто работала должным образом, необходимо заранее подумать о том, чтобы купить необходимое ЗУ для зарядки.

Есть определенные нюансы этого вопроса, которые желательно учитывать:

1. В первую очередь, многих потребителей интересует вопрос — сможет ли ЗУ, работая по своей схеме, восстановить полностью разряженную АКБ авто. Здесь нужно учитывать, что далеко не все зарядные устройства, продающиеся в автомагазинах, могут справиться с такой задачей. Поэтому при покупке данный момент необходимо уточнять у продавцов.
2. Второй, немаловажный аспект — это уровень максимального параметра тока, который выдает зарядное устройство в ходе функционирования. Кроме того, нужно учитывать и напряжение, до которого будет заряжаться аккумулятор авто. К примеру, если вы остановите свой выбор на импульсном ЗУ, то учтите, что в нем должна быть опция отключения или функция поддержки, включающаяся автоматически при полном заряде (автор видео — ChipiDip).

При эксплуатации ЗУ своими руками нужно учитывать несколько моментов. В первую очередь, это последовательность действий. Для начала рекомендуется демонтировать крышку устройства и открутить пробки. Если необходимо добавить электролит в систему, для этого используйте дистиллированную воду, сделать это нужно до того, как будет осуществлена процедура заряда.

Учтите несколько параметров:

1. Уровень напряжения. Максимальный показатель в данном случае должен составлять не более 14.4 вольт.
2. Сила тока. Этот параметр регулируется, для этого учитывайте уровень разрядки батареи. К примеру, если батарея авто разряжена на 25%, то при активации ЗУ параметр силы тока может возрасти.
3. Время заряда аккумулятора авто. В том случае, если на ЗУ нет никаких индикаторов, то понять, когда аккумулятор авто заряжен, можно по показателю величины тока. В частности, если этот параметр в течение трех часов не будет изменяться, то это будет свидетельствовать о том, что батарея заряжена.

Никогда не заряжайте прибор более 24 часов, это приведет к тому, что электролит просто закипит, а внутри схемы произойдет замыкание.

Инструкция по изготовлению импульсного ЗУ своими руками

Чтобы соорудить ЗУ для аккумулятора авто своими руками, применяется схема IR2153. Данная схема отличается от схемы производства обычного ЗУ тем, что вместо двух конденсаторов, подсоединенных к средней точки, используется только один электролит. Следует отметить, что данная схема изготовления своими руками позволяет сделать ЗУ для аккумулятора авто, рассчитанное на небольшую мощность. Но и эту проблему можно решить, используя более мощные элементы.

В схеме, приведенной выше, применяются ключи типа 8N50, оборудованные изолированным корпусом. Что касается диодных мостов, то лучше использовать те, которые устанавливаются в компьютерные блоки питания. Если такого элементы схемы у вас нет, то можно попробовать собрать диодные мост из четырех выпрямительных диодов (автор видео о создании ЗУ для АКБ авто — Blaze Electronics).

Теперь перейдем к цепи питания устройства схемы. Для обустройства данного компонента своими руками применяется резистор для гашения тока, используйте устройство на 18 кОм. После резистора на схеме идет обычный выпрямительный компонент, установленный на одном диоде, при этом само питание будет в любом случае поступать на плату. Непосредственно на питании стоит электролит, которые параллельно подключен к конденсатору (этот элемент может быть либо пленочным, либо керамическим). Применение конденсатора необходимо для того, чтобы обеспечить наиболее оптимальное сглаживание импульсов и помех.

Что касается трансформатора, то его также можно демонтировать из блока питания ПК. Следует отметить, что такой трансформатор отлично подходит для создания зарядного устройства аккумулятора, поскольку он позволяет обеспечить хороший ток на выходе. Кроме того, трансформатор такого типа может обеспечить одновременно несколько параметров выходных напряжений. Сами диоды должны быть только импульсными, поскольку стандартные элементы не смогут функционировать в результате слишком высокой частоты.

Фильтр можно не добавлять в схему, но вместо него желательно установить несколько емкостей и сам дроссель. Чтобы снизить уровень бросков на входе до фильтрующего элемента, желательно добавить в схему термистор на 5 Ом. Этот элемент также можно вытащить своими руками из блока питания ПК. Важным моментом будет установка электролитического конденсатора. Его необходим подобрать, опираясь на специальное отношение 1 Ватт — 1 мкФ, уровень напряжения должен составлять 400 вольт.

В целом такая схема по своей конструкции является достаточно простой. На практике, если подойти к этому вопросу правильно, то соорудить будет не так сложно, даже если у вас нет опыта. А учитывая то, что у вас под рукой будет материал со всеми необходимыми схемами и обозначениями, справиться с такой задачей будет проще простого. Разумеется, если вы не можете отличить трансформатор от резистора, то лучше просто пойти в магазин и купить нужное зарядное устройство.

Видео «Изготовление импульсного зарядного устройства своими руками»

Все нюансы, которые необходимо учесть, а также подробная пошаговая инструкция по изготовления импульсного ЗУ для автомобильного АКБ, приведена ниже (автор видео — Паяльник TV).

У каждого автолюбителя есть для АКБ 12 В. Все эти старые зарядки с различным успехом работают и выполняют свои функции, но есть у них общий недостаток - слишком большие габариты и вес. Это не удивительно, ведь один только силовой трансформатор на 200 ватт может весить до 5 кг. Поэтому и задумал собрать импульсное зарядное для автоаккумулятора. На просторах инета, точнее на форуме Kazus нашел схему этого ЗУ.

Схема принципиальная ЗУ - клик для увеличения размера

Собрал, работает прекрасно! Заряжал автомобильный аккумулятор, настроил зарядник на 14.8 в и на ток около 6 А, перезаряда или недозаряда нет, при достижении и напряжения на клемах аккумулятора 14.8 в, ток зарядки падает автоматически. Также заряжал гелиевый свинцовый аккумулятор от бесперебойника ПК - нормально. Замыканий на выходе данный зарядник не боится. А вот от переполюсации надо защиту делать, сам сделал на реле.

Печатная плата, даташиты на некоторые радиоэлементы и другие файлы смотрите на форуме.

В общем всем советую его сделать, так как у этого ЗУ много преимуществ: малые размеры, база радиоэлементов не дефицит, многое можно купить и в том числе готовый импульсный трансформатор. Сам его приобрёл в интернет магазине - прислали быстро и дёшево. Оговорюсь сразу, вместо диода Шоттки VD6 (термостабилизация), поставил просто сопротивление на 100 Ом, зарядное и с ним работает прекрасно! Схему собрал и испытал: Demo .

Достаточно простая схема лабораторного источника питания или зарядного устройства, например, для аккумулятора. Реализуется достаточно просто, что видно уже из схемы. Уникальной особенностью схемы является тот факт, что возможна регулировка не только по напряжению, но и по току, чем не обладают даже многие покупные зарядные устройства.

Схема построена на 4х транзисторах, основную роль играет силовой транзистор V4 (см. схему) в данном случае взят 2N3055, который вполне можно заменить на отечественный аналог КТ803. В общем, именно от этого транзистора в итоге будет зависеть выходная мощность устройства и возможный максимальный ток, поэтому если вам будут необходимы более значительные токи достаточно заменить V4 на более мощный транзистор. Понятно, что силовой транзистор в обязательном порядке устанавливается на теплоотвод.

Еще одной особенность такого зарядного устройства – это его экономичность, все элементы вам обойдутся в 100-200 рублей. При использовании показанного в схеме транзистора 2N3055 или его отечественного аналога КТ803, ток можно разогнать до 6 А. Хотя сам транзистор по своим характеристикам потянет и 15 А, но нагружать до такой степени не советуем. Ограничительный резистор R2 номиналом в 1 Ом берется мощностью не менее 5 Вт, остальным резисторам 0,25 Вт вполне достаточно.

Пока мы рассмотрели только часть схемы, отвечающую за регулировку напряжения и тока. Однако понятно, что устройство надо чем-то запитывать, тем более постоянным напряжением, поэтому необходим источник питания способный выдавать достаточную выходную мощность, с постоянным напряжением до 16 В, и током до 10 А. В принципе для питания от сети 220В, 50 Гц было бы достаточно смотать понижающий трансформатор и поставить на его выходе мост. Однако даже поверхностный подсчет показывает, что трансформатор нужен мощностью до 200 Вт.

Сердечник для него можно достать из старых ламповых телевизоров, но не у всех есть такая возможность, а если покупать, то обойдется он весьма недешево. Плюс использование подобной схемы сильно увеличит габариты самого прибора. Поэтому для уменьшения габаритов трансформатора, будем использовать представленную схему импульсного блока питания увеличивающего частоту до 50 кГц, что в итоге приводит к уменьшению габаритов выходного трансформатора.

Единственное, но трансформатор брали с компьютерного блока питания разработанный на двухполярное напряжение, нам понятно достаточно одной полярности. Номиналы и типы элементов указаны на схеме.

В схеме есть защита от КЗ, при ее срабатывании загорается светодиод, что также очень полезно при работе с источником. При намотке выходного трансформатора первичная обмотка состоит из 37 витков проводом сечением не менее 0,5 мм?, вторичная 6 витков сечением не менее 2,5 мм?, можно смотать тремя жилами проводом 0,8 мм?. Сердечник можно взять с любого компьютерного блока питания. Диоды выпрямительного моста на выходе должны быть высокочастотными, советуем взять КД213.

Для регулировки тока ограничения (срабатывания защиты) достаточно менять номинал резистора R10 чем меньше его значение, тем больше будет ток срабатывания защиты и наоборот. Все задействованные в схеме транзисторы необходимо устанавливать на отдельные теплоотводы или изолировать их друг от друга.

После первого выпрямительного моста, фильтрующие конденсаторы должны быть номиналом от 100 до 470 мкФ с допустимыми значениями напряжения до 400 В.