Буквально –это автоматический выключатель зарядки при определенном уровне напряжения. Данная приставка никак не влияет на зарядный ток, поэтому может быть использована с любым блоком питания с выходным напряжением 24-36В. Её можно выполнить отдельным блоком и подключать в разрыв между блоком питания и аккумулятором. Известно, что напряжение холостого хода всегда выше напряжения под нагрузкой, а в случае с аккумулятором, оно падает до напряжения самого аккумулятора, при этом ток в цепи возрастает. Именно это свойство было использовано при разработке схемы.
C чего всё началось. Попал мне в руки советский блок зарядки аккумуляторов, выполненный на основе трансформатора. Максимальный ток заряда выбирался переключением первичных обмоток трансформатора, при этом выходное напряжение менялось от 25 до 34В. Естественно, что с такой зарядкой опасно оставлять аккумулятор наедине. Требовалось каким-то образом отключать аккумулятор по достижении 14,5В, а так как зарядное устройство предназначалось для пожилого человека, нужна была защита от переполюсовки и замыкания клемм. Кроме того, оно должно быть не убиваемым и иметь понятную индикацию режимов работы. Последнее требование – это малый нагрев и габариты. Исходя из этих соображений была разработана простая, но достаточно функциональная схема.
Функции приставки:
1. Индикация подключения клемм к аккумулятору
2. Защита от замыкания клемм и от переполюсовки с индикацией.
3. Ручной запуск и автоматическое продолжение зарядки при перебоях с сетевым напряжением.
4. Отключение аккумулятора от зарядного устройства по достижении на клеммах 14,5В, с переходом в «компенсационный» режим работы с током подзаряда около 50мА.
5. Индикация режимов «заряд» и «готов»
6. Плавно снижающийся ток заряда от 5А почти до нуля при использовании обычного трансформатора мощностью около 80Вт.
Как работает схема.
Трансформатор, диодный мост на 10А и конденсатор – это то, что было внутри блока зарядки, всё остальное – это собственно приставка. Без аккумулятора или в «дежурном режиме» напряжение делителя R1R2R3 открывает D3 и тот через резистор R7 блокирует ключевой транзистор Т2. Без подключенного аккумулятора светится только светодиод D2 «питание». Потенциалы базы и эмиттера Т1 равны, он закрыт и на коллекторе напряжение отсутствует, поэтому включить приставку не удастся. Подключение аккумулятора в правильной полярности с напряжением от 8В зажжет зелёный светодиод D5 «готов», т.к. на стоке Т2 появится напряжение около +29В (37Впит.- 8Вакк.). Потенциал базы Т1 опустится на 0,7В относительно эмиттера, транзистор откроется и на его коллекторе появится напряжение питания, приставка готова к запуску. «Плюс» выпрямленного напряжения напрямую идёт на аккумулятор, затем через резистор R13 соединяется с массой, обеспечивая ток подзарядки около 50мА для сохранения заряда аккумулятора в режиме ожидания. Теперь, если нажать кнопку S1, то напряжение с делителя R8R7R6D4 (максимум 13В) откроет транзистор Т2, светодиод D6 будет зашунтирован и погаснет, аккумулятор окажется подключен массе и через него потечёт ток заряда около 5А. При этом, напряжение блока питания упадёт с холостых 36В до напряжения аккумулятора, допустим, 12В. Напряжение делителя R1R2R3 опустится ниже порога открытия D3 (2,5В) и он перестанет блокировать работу Т2, поэтому после отпускания S1 напряжение на затворе установится в районе 10-13В, схема «защёлкнется» и будет ждать повышения напряжения на аккумуляторе до 14,5В. Всё это время будет светиться светодиод D4 «заряд», индицирующий зарядку аккумулятора.
Если пропадёт питание в сети 220В, то приставка останется включенной и D4 будет продолжать светиться т.к. аккумулятор поддерживает на затворе открывающее напряжение через R5R7. При возобновлении сетевого питания зарядка аккумулятора продолжится. По достижении 14,5В откроется D3, который зашунтирует D4 и закроет транзистор Т2. D4 «заряд» потухнет, а D6 «готов» загорится, включится так называемый «дежурный режим», когда уровень заряда на аккумуляторе будет поддерживаться малым током. Таким образом, любой блок питания с этой приставкой можно без опаски оставить с аккумулятором. Сопротивление канала Т2 – доли Ома, и даже при токе заряда 10А на нём выделяется не более двух ватт тепла, так что этот транзистор можно просто закрепить на металлическом корпусе блока питания через изолирующую прокладку. Если будете использовать многооборотный R2 то R1 и R3 не нужны, а R2 замените на 10кОм. Конденсатор С3 подавляет помехи.
Я не стал усложнять схему автоматическим перезапуском при падении напряжения на аккумуляторе ниже 12В, т.к. такая ситуация маловероятна, кроме того после окончания зарядки, в любом случае, требуется вмешательство человека и, при необходимости, ничто не мешает снова нажать кнопку «заряд».
Как работает защита. Мой блок питания выдавал 36 В, поэтому D7 я поставил на 43В, т.е. с небольшим запасом. При переполюсовке аккумулятор окажется подключенным последовательно с блоком питания и на стоке Т2 уже будет около 50В, D5 засветится ярче и к нему добавится красный D6, так как при напряжении выше 43В откроется стабилитрон D7. Диод D8 защищает схему, поэтому Т2 будет закрыт. При замыкании клемм будет светиться только зелёный D5, транзистор Т1 будет также закрыт. Когда Т1 закрыт, включить зарядку невозможно. Если во время зарядки по какой-либо причине цепь на мгновение разомкнётся, то приставка перейдёт в дежурный режим т.к. требуется вмешательство человека для восстановления контакта.
Как работает зарядка: Включите блок питания, засветится только светодиод «Питание», затем подсоедините аккумулятор соблюдая полярность, дополнительно засветится D6 – «Готов» (Если сделаете наоборот: сначала подключите аккумулятор, а потом воткнёте в сеть, то зарядка начнётся сразу). Нажмите кнопку S1 «заряд» и Т2 подключит аккумулятор к земляной шине. D6 потухнет, а D4 загорится, показывая, что зарядка началась. По мере зарядки аккумулятора напряжение на нём повышается, а ток зарядки падает. При достижении 14,5В приставка отключит от блока питания аккумулятор, D4 «заряд» потухнет, а D6 «готов» загорится. В этом состоянии на аккумулятор будет подаваться ток около 50мА через R13, компенсирующий саморазряд, который зависит от множества факторов, поэтому, если опасаетесь за перезаряд, то исключите R13 вообще или увеличьте его до 680Ом (1Вт), на всякий случай. Я оставил как есть, 470Ом, у меня получился ток около 48мА, минус саморазряд не нового аккумулятора около 20мА, итоговый ток подзарядки 28мА. Такой ток, по-моему, вреда аккумулятору не принесёт даже за несколько месяцев.
Настройка очень простая. Не подключая сетевой выпрямитель, переведите R2 в нижнее по схеме положение, вместо аккумулятора подключите лабораторный регулируемый блок питания с напряжением 14,5В, загорится D4, теперь плавной подстройкой R2 добейтесь выключения, т.е. когда D4 гаснет. Затем плавно меняйте в небольших пределах напряжение, светодиод должен загораться и гаснуть при 14,5В.
О деталях.
Точные параметры трансформатора я вам сказать не могу, в моем случае это был трансформатор с габаритной мощностью в районе 160Вт с пятью отводами в первичной обмотке. Одна обмотка основная на 220В, остальные добавочные по 50В, если исходить из коэффициента трансформации и приращения напряжения на вторичке на один шаг переключателя. Таким образом первичная обмотка трансформатора рассчитана на напряжение 220 + 4х50В = 420 Вольт. Ток короткого замыкания минимум 12А. Блок не стабилизированный, просто трансформатор и выпрямитель.
Если будете самостоятельно собирать, то поставьте диодный мост на 10А, лучше прикрутить его к металлическому корпусу. Красные светодиоды не заменять на другие цвета, т.к. у них напряжение включения 1,8В, т.е. они более «чувствительные». Если напряжение блока питания будет до 30В, то вместо группы стабилитронов D7 на 43В можно поставить один динистор DB2, т.к. его напряжение пробоя 32-35В. Все резисторы, кроме R13 мощностью 0,125-0,25Вт. T2 я взял с перегоревшего преобразователя, можно найти подходящий транзистор на материнской плате компьютера, типа 25N06. Наш аналог TL431 – 142ЕН19.
но не могу молчать 
а вот теперь возми клешны DC и заведи двс с ними на акумном проводе. скока там зарядный ток? 50.60А или фсе 90А? это от гены и температуры заборотной взависимости. и как же акумы нормальные по 5...8 лет катают колесницу то, а? 