Імпульсне ЗУ для автомобільного акумулятора - Схема-авто - вироби для авто своїми руками

Нещодавно до мене звернувся чоловік із проханням зібрати для ньогокомпактний зарядний пристрій дляавтомобільного акумулятора. Клієнт попросив приділити більше уваги саме на компактність, оскільки збирався перепродувати, а якби йому все влаштує, то замовив би партію таких зарядників. Оскільки пристрої для продажу, то було вирішено зробитиімпульсний зарядний пристрій на базі компактного, але в той же час потужного електронного трансформатора і напхати схему захистами.

Доробка електронного трансформатора полягає в наступному

1) Вихідна напруга з електронного трансформатора 10-12 Вольт, після випрямляча буде спад, тому потрібно домотати вихідну обмотку трансформатора, щоб мати зарядну напругу в районі 14 Вольт.
2) Додати мережевий фільтр (процес не обов'язковий)
3) Доповнити системою включення ЕТ без вихідного навантаження (процес не обов'язковий, якщо збираєтеся використовувати пристрій лише як ЗУ для автомобільного акумулятора)
4) Пристосувати діодний випрямляч
5) Реалізувати систему захисту від коротких замикань, перевантаження та переплюсування живлення
6) Додати систему індикаторів заряду акумулятора

6 завдань, на перший погляд досить складна переробка, але насправді нічого складного немає. Електронний трансформатор було взято китайського зразка на 80 ватів. Стандартний напівмостовий інвертор, частота в районі 30кГц, визначається диністором серії DB3. Є два трансформатори, основний знижуючий та трансформатор ОС.

Трансформатор ОС містить три обмотки - базові обмотки ключів та обмотку ОС, ключі серії MJE13005. Для початку реалізуємо функцію включення без вихідного навантаження, це дозволить зарядити акумулятори 12 Вольт з малою ємністю або за бажання використовувати ЗУ як блок живлення.

Переробка полягає в наступному. Для початку випаюємо обмотку ОС і замінюємо її перемичкою. Далі на основному трансформаторі мотаємо всього два витки дротом 0,4-0,6мм і підключаємо обмотку за схемою нижче. Але якщо збираєтеся використовувати пристрій лише для заряджання акумуляторів, цей процес переробки не обов'язковий.

Резистор потрібен з потужністю 3-10 ват, під час роботи він перегріватиметься (завжди теплий). Після цієї переробки наш блок живлення має функцію захисту від КЗ та систему включення без навантаження. Але при КЗ ключі замикаються і будуть перегріватися до тих шпор доки не вийдуть з ладу, тобто схема не відключається, що приведе до виходу з ладу при КЗ 5-10 секунд, нам такого не треба, тому зробимо окремий захист від КЗ.

Захист від короткого замикання, переплюсування полярносі та перевантаження зібрано на окремій платі. Силовий транзистор використаний серії IRFZ44, але за бажання можна замінити більш потужний IRF3205 чи будь-який інший силовий ключ, що має близькі параметри. Можна використовувати ключі з лінійки IRFZ24, IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48 та інші ключі зі струмом понад 20 Ампер. У ході роботи польовий транзистор залишається крижаним. тому тепловідведення не потребує.

Другий транзистор теж не критичний, у моєму випадку використано високовольтний біполярний транзистор серії MJE13003, але вибір великий. Струм захисту підбирається виходячи з опору шунта - в моєму випадку 6 резисторів по 0,1 Ом паралельно, захист спрацьовує при навантаженні 6-7 Ампер. Більш точно можна налаштувати обертанням змінного резистора, таким чином яналаштував струм спрацьовування у районі 5 Ампер.

Потужність блоку живлення досить пристойна, вихідний струм доходить до 6-7 Ампер, що цілком достатньо для заряджання автомобільного акумулятора. Резистори шунта вибрав з потужністю 5 ват, але можна і на 2-3 ват.

Далі потрібно збільшити вихідну напругу блока живлення від 10-12 до 14 Вольт. Для цього потрібно домотати вторинну обмотку додатковими трьома витками, це підвищить напругу на 3 Вольти. Оскільки кількість витків невелика, то можна не розбирати осердя. Обмотка намотана міліметровим дротом у тому напрямі, як і заводська обмотка.

Далі потрібно послідовно підключити нову та промислову обмотку. Після завершення намотування приступаємо до випрямляча. Вирішив довго не шукати діоди та взяти складання ШОТТКИ з комп'ютерних блоків живлення. Для випрямляча потрібні 3 повністю аналогічні зборки або параметри діодів повинні бути максимально близькі. Тут потрібно обов'язково використовувати імпульсні діоди (якщо є, то ультрафасти) зі струмом не менше 10 Ампер. Підійдуть також наші КД213.

Після складання міст збираємо всі блоки разом і підключаємо схему в мережу 220 Вольт через послідовно з'єднану лампу розжарювання на 60-100 ват, щоб у разі чого схема не бахнула. Якщо все зроблено правильно, то блок починає працювати відразу, замикайте вихід, повинен загорітися світлодіодний індикатор захисту, який горітиме доти, поки вихідні дроти знаходяться в режимі КЗ.Якщо все працює як треба, то приступаємо далі. Збираємо схему індикатора.

Схема змальована із зарядника акумуляторної викрутки. Червоний індикатор свідчить про те, що є вихідна напруга на виході БП, зелений індикатор показує процесзаряду. З таким розкладом компонентів зелений індикатор буде поступово згасати і остаточно згасне, коли напруга на акумуляторі буде 12,2-12,4 Вольт, коли акумулятор вимкнений, індикатор горіти не буде.

Майже всі завершили, залишився тільки мережевий фільтр.

Фільтр складається з дроселя та двох плівкових конденсаторів, один з них підключається перед, другий після дроселя. Сам дросель взятий готовий, від якогось ДБЖ, але можна й самому намотати. Мотати краще на кільці. Дві окремі обмотки по 20 витків дротом 0,5 мм, Плівкові конденсатори на 0,47 мкФ з робочою напругою не менше 250 Вольт, краще взяти на 400. Ось і все. Залишилося тільки все помістити у корпус. У нас вийшов повноцінний імпульсний зарядний пристрій, за бажання можна і регулятор потужності пристосувати.

Практика застосування показала, що навіть якщо не виконати пункт 1, то напруга заряду буде в районі 14 Вольт, але це залежить від конкретного виду ЕТ, у деяких виробників вихідна напруга 13 Вольт, після випрямляча спад 1 Вольт, але доповнивши конденсатором, виходить напруга в районі 14-15 Вольт.

Пристрій поки що на стадії тестів, але працює цілком гідно. Силові транзистори інвертора та діодний випрямляч можуть трохи перегріватися, тому їх бажано зміцнити на тепловідведення. Можна також використовувати і потужніші електронні трансформатори, доповнивши ті самі системи.