Источники питания

Описание схем различных источников питания

Зарядные устройства для портативных аккумуляторов

0

Бестрансформаторные выпрямители для зарядки аккумуляторов. Самые простейшие зарядные устройства выполнены по бестрансформаторным схемам и рассчитаны для зарядки аккумуляторов, используемых в малогабаритных приёмниках. Некоторые зарядные устройства этой группы, предназначенные для питания портативных радиоприёмников с потребляемым током до 20 – 30 мА, содержат стабилизатор выходного напряжения. Недостатком приставок данной группы является наличие гальванической связи между выпрямленным напряжением и сетью переменного тока, что требует строгого соблюдения правил техники безопасности при их эксплуатации. Кроме того данная группа зарядных устройств (ЗУ) не позволяет получить регулируемое стабилизированное напряжение и имеют сравнительно большое выходное сопротивление.
 

   Простейшая схема выпрямителя для зарядки аккумуляторной батареи от сети показана на Рис.1. Он собран по обычной однополупериодной схеме на диоде VD1. При включении такого выпрямителя в сеть переменного тока через резисторы R1 и R2, диод VD1 и через аккумулятор GB1 протекает ток заряда, величина которого ограничена сопротивлением резисторов R1 и R2. В данном случае номиналы резисторов, указанных на схеме Рис.1 позволяет использовать это устройство для зарядки аккумуляторов типа 7Д-0,1. Переключатель В1 коммутирует питающую сеть 127/220 В.
 

    Большое распространение получили ЗУ, в которых в качестве ограничительного сопротивления используется ёмкость конденсатора ( а точнее реактивное сопротивление ). На Рис.2 приведена схема такого устройства. Среднее значение зарядного тока через аккумулятор GB1 определяется ёмкостью конденсатора С1. Подбирая ёмкость этого конденсатора, можно регулировать величину зарядного тока.
   При конструировании такого устройства можно применять только неполярные конденсаторы на рабочее напряжение не ниже 350 В для сети 127 вольт, и 600 в для сети 220 вольт. Это относится также ко всем другим ЗУ, использующим конденсаторы в качестве гасящих резисторов.

     На Рис.3 приведена схема ЗУ, которое используется для зарядке аккумуляторов 7Д-0,1. В этом устройстве выпрямитель собран по мостовой схеме на диодах VD1-VD4. Для обеспечении необходимого зарядного тока применяются конденсаторы С1 и С2 сравнительно небольшой ёмкости. При напряжении сети 127 вольт оба конденсатора соединяются параллельно переключателем В1. Резистор R2 образует цепь разряда конденсаторов С1 и и С2 после отключения ЗУ от сети.

   На Рис.4 приведена схема ЗУ для зарядки аккумуляторов типа 2Д-0,1. Здесь использован двухполупериодный выпрямитель на диодах VD 1и VD2. Функции гасящих сопротивлений выполняют последовательно включённые конденсаторы С1 и С2. При работе ЗУ от сети напряжением 127 В конденсатор С1 замыкается переключателем В1. Резисторы R2 и R3 ограничивают импульсы тока через аккумулятор по амплитуде и сопротивление этих резисторов определяет среднее значение зарядного тока. Изменяя величину сопротивлений этих резисторов ЗУ ( Рис.4 ) можно использовать для зарядки аккумуляторов Д-0,06; Д-0,1; 2Д-0,06; 2Д-0,1 и 3Д-0,06. 

   При монтаже ЗУ приведённых выше следует предусматривать вентиляционные отверстия для отвода тепла, а диоды во избежание перегрева необходимо располагать возможно дальше от резисторов. Монтировать схемы необходимо в корпусах из изоляционного материала.
    Автоматическое зарядное устройство позволяет производить зарядку аккумулятора 7Д-0,1 током около 12 мА и автоматически отключить аккумулятор по окончании зарядки т.е. по достижении напряжения, равного 9,45 В. Устройство исключает возможность перезарядки аккумулятора и, следовательно, выхода из строя аккумулятора из-за повышения давления газов внутри его элементов, их деформации и нарушения герметичности.
  Устройство ( Рис.5 ) состоит из однополупериодного выпрямителя, образованного диодом VD1, гасящими резисторами R1 и R2, стабилитроном VD2, электронного ключа на транзисторе VT1, диоде VD4 и порогового устройства на тринисторе VD3.
   При разряженном аккумуляторе GB1, когда напряжение на нём ниже номинального ( 9,53 В ), тринистор VD3 закрыт, так как ток через его управляющий электрод, определяемый падением напряжения на резисторе R5, меньше необходимого. В этом случае транзистор VT1, через который проходит зарядный ток, открыт, так как на его базу поступает положительное напряжение смещения через сигнальную лампу EL1 и резистор R3. Как только напряжение на аккумуляторе GB1 достигнет номинального значения, возрастёт и ток через управляющий электрод тринистора VD3, и он откроется. При этом транзистор VT1 закроется ( так как база транзистора VT1через небольшое сопротивление резистора R3 и открытый тринистор окажется присоединённый к минусу выпрямителя), и зарядка аккумулятора прекратится. Об окончании зарядки будет сигнализировать лампа EL1, так как на неё будет подано почти полное напряжение с выхода выпрямителя.
   Порог срабатывания автоматического зарядного устройства подбирают резистором R4. Чтобы после окончания зарядки не повредить переход эмиттер – база транзистора VT1, к которому напряжение аккумулятора подключается в обратном направлении, последовательно с эмиттером включён диод VD4.
    Для увеличении стабильности порога срабатывания автоматики необходимо, чтобы температура внутри корпуса устройства не изменялась. С этой целью целесообразно резисторы R1 и R2 из схемы исключить заменив их одним конденсатором ( С ) Ёмкостью 0,2 мкФ, рассчитанным на рабочее напряжение 500 В. В этом случае конденсатор С , выполняющий роль безваттного реактивного сопротивления, включают вместо резистора R1. Точки «а» и «б» схемы замыкают между собой, а между точками «б» и «в» включают диод VD как показано на схеме.
   Диоды Д226Б можно заменить на Д7Ж, стабилитрон Д813 (VD2) — на Д814Д, транзистор КТ315Б – на любой транзистор этой серии с коэффициентом передачи тока не менее 50, тринистор КУ103В – на КУ103А.
   Для налаживания устройства необходимо подключить к гнёздам Гн1 и Гн2 аккумулятор и контрольный вольтметр. При зарядке проверяют силу тока и, если она отличается от 12 мА, уточняют сопротивление резистора R3. Проверку зарядного тока производят подключением миллиамперметром со шкалой 15 – 20 мА в разрыв гнезда Гн1 или Гн2. Когда напряжение на аккумуляторе достигнет 9,45 В, подбором резистора R4 ( вместо него временно подключают переменное сопротивление на 100 кОм. ) добиваются зажигания сигнальной лампы EL1. Затем переменный резистор заменяют постоянным нужного сопротивления.
   При эксплуатации устройства во избежание поражения электрическим током необходимо соблюдать следующее:
  -включать ЗУ в сеть следует только после подключения к нему аккумулятора;
  -по окончании зарядки вначале необходимо отключить от сети ЗУ и только потом аккумулятор;
  -недопустимо производить подключение ( отключение ) аккумулятора при включённом в сеть ЗУ;
  -недопустимо также заземлять один из выводов аккумулятора.
  Соблюдение данных правил гарантирует безопасность при использовании ЗУ
И.И Андрианов «ПРИСТАВКИ К РАДИОПРИЁМНЫМ УСТРОЙСТВАМ», Москва издательство ДОСААФ СССР, 1986 г. стр. 101-106.

Бестрансформаторный преобразователь напряжения

0

   Данное несложное устройство позволяет преобразовать напряжение сети 12 вольт ( например автомобиля ) в выходное напряжение 22 вольта при токе нагрузки 30 мА. При токе нагрузки до 100 мА выходное напряжение уменьшится до 21 вольт, а при 250 мА до 19,5 вольт. Напряжение пульсаций не более 18 мВ. Без нагрузки преобразователь потребляет ток не более 2 мА.
   Один из вариантов применения преобразователя это подключение приставки ДМВ ( например » Орбита» или подобного ) к переносным телевизорам не имеющим данного блока.


   Устройство ( на Рис. ) образуют задающий генератор, собранный на логических элементах DD1.1 и DD1.2, буферные ступени DD1.3, DD1.4, транзисторные ключи VT1, VT2 и выпрямитель — удвоитель напряжения на диодах VD1, VD2 с конденсаторами С2, С3.
   Транзисторы VT1 и VT2 преобразователя могут быть любыми из указанных на схеме, а также ГТ402В или ГТ402Г, ГТ 404В или ГТ 404Г. С германиевыми транзисторами выходное напряжение преобразователя будет больше примерно на 1 В. Диоды VD1 — VD3 могут быть любыми другими, рассчитанными на ток более 30 мА.
   Микросхему К561ЛА7 ( DD1 ) можно заменить на К 561ЛЕ5, К561ЛН2 или использовать аналогичные им из серий К176, 564, К164.
   Преобразователь можно применять в любых случаях, где необходимо из 12 В получить соответствующее напряжение и ток нагрузки.
источник: » РАДИО», № 12, 1991 г. стр. 30. — 31, автор П. САЗОНОВ

Устройства для зарядки аккумулятора

0

    В данной статье приведены схемы простейших устройств для зарядки аккумуляторных батарей.
Простое зарядное устройство предназначено для зарядки аккумуляторов ёмкостью до 1980 Кл ( 55 А / ч ) и автоматического поддержания зарядного тока на заданном уровне. Принцип работы устройства ( Рис.1 ) основан на перераспределении напряжения питающей сети между последовательно включённым конденсатором и первичной обмотки трансформатора. В процессе заряда напряжение на зажимах аккумуляторной батареи увеличивается, а зарядный ток уменьшается.

При этом приведённое сопротивление первичной обмотки возрастает, падение напряжения на первичной обмотке увеличивается, что, в свою очередь, приводит к росту напряжения на вторичной обмотке и соответственно току зарядки.Вследствие этого зарядный ток поддерживается на установленном уровне.

 

   Для того чтобы устройство могло обеспечить зарядный ток до 5,5 А, мощность трансформатора должна быть не менее 160 … 170 Вт. Можно использовать подходящий трансформатор от старых телевизоров. С катушки трансформатора нужно снять все вторичные обмотки и намотать новую проводом ПЭВ-2 – 1.4. Напряжение на каждой из половин этой обмотки на холостом ходу должно быть примерно 27 В. Число витков каждой вторичной полуобмотки можно подсчитать, если число витков первичной обмотки на 220 В умножить на коэффициент 0,12 (27/220).
   Вторичную обмотку можно наматывать и без вывода из середины. В этом случае общее число витков её должно быть равно числу витков полуобмотки, но диаметр провода следует выбирать не менее 2 мм. Выпрямитель собирают по мостовой схеме из четырёх диодов.
   Кроме указанных на схеме можно использовать диоды Д234, Д244.
Диоды необходимо устанавливать на радиаторы с площадью поверхности не менее 100 см2 ( на каждый диод ). Конденсаторы С1 и С2 — на рабочее напряжение 600 В. Каждый из них можно набирать из конденсаторов меньшей ёмкости. Амперметр РА1 любой, рассчитанный на постоянный тое не менее 6 А.
   Переключатель SA1 служит для выбора зарядного тока. В положении 1 зарядный ток равен 5,5 А, а в положении 2 — примерно в два раза меньше. Соответствующим выбором ёмкостей конденсаторов можно получить любое значение зарядного тока.
   Налаживание зарядного устройства сводится к подбору конденсаторов С1 и С2. Переключатель устанавливают в положение 1. Разряженную батарею аккумуляторов ( например 6СТ-55 ) подключают к устройству и измеряют ток зарядки. Если ток меньше номинального — 5,5 А ( 0,1 от номинальной ёмкости батареи, выраженной в ампер-часах ), увеличивают ёмкость конденсаторов С1 и С2, добавляя параллельно каждому из них добавочные конденсаторы ёмкостью 0,25 … 0,5 мкФ. Включать зарядное устройство без нагрузки не следует во избежание пробоя конденсаторов.
   Простое зарядное устройство на транзисторах. Частичное восстановление сильно сульфатированных пластин автомобильных аккумуляторов и их зарядку можно произвести с помощью зарядного устройства по схеме на Рис.2. Такое восстановление производят ассиметричным током с соотношением зарядного и разрядного тока 10/1 и отношением длительности импульсов этих токов 1/2.
                                                                                   ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Импульсный ток, А:
зарядный …………………………………………….. 5
разрядный ……………………………………………… 0,5
Напряжение, В:
на вторичной обмотке трансформатора Т1 … 21
на выходе ( при номинальном токе ) …………. 13 … 15

   Разрядный ток устанавливают подбором резистора R4*, зарядный — переменным резистором R1. Амперметр РА1 будет показывать примерно 1/3 от амплитуды зарядного тока.

   В устройстве использован трансформатор  от старых телевизоров, мощьностью 200 Вт. Вторичные обмотки снимают и проводом ПЭВ-2 — 1,5 наматывают новую с числом витков 37 + 37. Транзистор  VT2 устанавливают на радиатор площадью 200 см2

   Зарядное устройство на тринисторе. Зарядку аккумуляторов током не превышающим 2,25 А, можно производить с помощью устройства на тринисторе ( Рис.3 ). При достижении некоторого значения напряжения, задаваемого цепью R2, VD1, VD2, зарядное устройство автоматически отключается от аккумулятора. Образцовое напряжение на аккумуляторе сравнивается в начале каждого положительного полупериода, когда тринистор VD4 ещё закрыт. При подключении к зарядному устройству разряженной батареи аккумуляторов, тринистор VD4 открывается в моменты времени, близкие к началу каждого положительного полупериода. В течении отрицательного полупериода тринистор закрыт. по мере заряда аккумуляторов напряжение на них увеличивается, и тринистор открывается позже, ближе к середине полупериода. Закрывается тринистор в конце положительного полупериода, когда напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 становится меньше напряжения на аккумуляторной батарее. Сравнение напряжений происходит в цепи управляющего электрода тринистора VD4.


   Напряжение на выходе устройства зависит от параметров тринистора, и если оно окажется меньше необходимого, подбирают тринистор.
   Трансформатор Т1 рассчитывают, исходя из значения зарядного тока и напряжения 20 В на вторичной обмотке.
   К недостаткам приведённых схем можно отнести наличие сетевых трансформаторов, которые значительно увеличивают габариты и вес устройства. Достоинство данных схем — простота в изготовлении и практически отсутствие настройки, кроме моментов указанных выше. При наличии всех деталей зарядные устройства собираются быстро. Сборку можно произвести навесным монтажом. В отличии от схем импульсных блоков питания данные конструкции вполне доступны начинающим радиолюбителям.
Э. П. Борноволоков, В. В. Фролов «РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ СХЕМЫ» Киев, «Техника», 1985г, стр.226-228

Вверх