Обычно в зарядных устройствах узел регулирования тока зарядки выполняют на мощном тиристоре или транзисторе, который приходится монтировать на громоздкий теплоотвод. Это увеличивает массу устройства, снижает его КПД и надежность. В описываемом ниже зарядном устройстве использован импульсный регулятор зарядноrо тока, что дало возможность существенно улучшить эксплуатационные показатели прибора.

Рисунок 1. Принципиальная схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Рисунок 1. Принципиальная схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Блок управления зарядным устройством представляет собой импульсный генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2 (см. схему на рис. 1) и позволяющий регулировать скважность импульсов, буферный усилитель-инвертор на элементах DD1.3 и DD1.4 и переключающий регулирующий элемент - полевой транзистор VT1. При указанных на схеме номиналах элементов частота генератора - около 13 кГц.

Так как сопротивление открытого канала транзистора VT1 очень мало (0,017 Ом) и работает он в переключательном режиме, при токе зарядки до 5 А транзистор практически не нагревается - рассеиваемая тепловая мощность не превышает 0,55 Вт. В качестве понижающего использован сетевой трансформатор габаритной мощностью 150 Вт с вторичной обмоткой, обеспечивающей постоянное напряжение 16...17 В на конденсаторе С1 и зарядный ток до 6 А.

Выпрямительный мост собран на диодах Шоттки, VD1 - сдвоенный SBL4045PT, а VD2 и VD3 - одиночные 10TQ045. Если вторичную обмотку сетевого трансформатора намотать с отводом от середины, число диодов в выпрямителе и тепловыделение от них можно уменьшить вдвое.

Конструктивно зарядное устройство показано на рис. 2. Блок управления собран на печатной плате из стеклотекстолита толщиной 1 мм. Диоды выпрямителя смонтированы на жесткой пластине из алюминиевого сплава, привинченной к литому штыревому теплоотводу размерами 160х45 мм. Диоды прикреплены к пластине через изолирующие прокладки из тонкой слюды, покрытые теплопроводящей пастой. Теплоотвод привинчен к задней стенке корпуса устройства.

Рисунок 2. Конструкция зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Рисунок 2. Конструкция зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Транзистор VT1 установлен на небольшой (50х50х1 мм) пластине из меди, латуни или алюминиевого сплава, прикрепленной двумя винтами к печатной плате блока управления. Чертеж платы представлен на рис. 3. Индикаторная лампа накаливания EL1 - МН26-0,12 (26 В, 0,12 А). Амперметр PA1 - М476/2 от бытовых магнитофонов, шунт R6 - намотанный на оправке диаметром 8 мм медный обмоточный провод ПЭВ-2 1,5, число витков -16 (сопротивление около 0,1 Ом). Полное отклонение стрелки амперметра с шунтом - при токе 10 А. Конденсатор С1 - импортный, а С2 можно собрать и из двух К73-17 емкостью по 2,2 мкФ на напряжение 16 В (соответствующие отверстия в плате предусмотрены).

Рисунок 3. Печатная плата зарядного устройства
Рисунок 3. Печатная плата зарядного устройства

Габариты и массу зарядноrо устройства можно в значительной степени уменьшить, применив для понижения сетевого напряжения так называемый "электронный трансформатор", используемый для питания галогенных ламп напряжением 12 В. Он представляет coбой высокочастотный преобразователь на транзисторах с трансформаторным выходом (именно этот конструктивный вариант зарядного устройства показан на фото рис. 2).

Я использовал электронный трансформатор торговой марки "TASCHIBRA" мощностью 150 Вт с выходным напряжением 12 В. Вторичная обмотка его выходного трансформатора, намотана на ферритовом магнитопроводе, содержит 9 витков жгута из четырех эмалированных проводов диаметром 1 мм (сечение жгута  примерно 3 мм²). Для работы в зарядном устройстве трансформатор необходимо подвергнуть несложной доработке.

Для этого его аккуратно выпаивают из платы, снимают внешнюю изоляцию и доматывают вторичную обмотку в ту же сторону аналогичным жгутом из четырех таких же проводов еще тремя витками, которые соединяют последовательно с имеющейся обмоткой. Место на каркасе позволяет выполнить эту операцию без разборки магнитопровода (он склеен). После доработки трансформатор впаивают в плату на прежнее место.

Теперь выходное напряжение на конденсаторе фильтра С1 повышается до 17 В при максимальном токе зарядки 5,5 А (для батареи СТ-55). При использовании электронного трансформатора оксидный конденсатор С1 следует заменить другим, емкостью 10 мкФ на номинальное напряжение не менее 250 В, подключив к нему параллельно несколько конденсаторов К73-17В общей емкостью 12 мкФ на номинальное напряжение не менее 250 В каждый.

Описанный узел управления можно использовать в осветительных и нагревательных приборах, для изменения частоты вращения коллекторных электродвигателей. При этом питающее напряжение устройств можно варьировать в широких пределах, определяемых максимально допустимыми параметрами для переключательного транзистора и, конечно же, выпрямителя. В частности, используемый в узле транзистор IRFZ46N имеет максимальную рассеиваемую мощность 107 Вт, максимальный ток через канал 53 А, а максимальное напряжение сток-исток 55 В. Возможна его замена транзистором IRFZ44N.

В отличии от других, предлагаемое устройство позволяет регулировать мощность от нуля до максимального значения, а регулирующий транзистор не нуждается в эффективном отведении тепла при увеличении тока нагрузки до 5 А.

www.radio.ru