На рисунке 1 в статье представлена схема зарядного устройства со стабилизацией зарядного тока, рассчитанного на зарядку 12 вольтовых аккумуляторов. Минимальный ток заряда устройства – 1 ампер, а максимальный – 7А.

Такая схема у нас использовалась в прецизионном генераторе стабильного тока, был у меня на рабочем месте такой прибор. Правда стабилизаторы тока там были другими, и ключи были реализованы на биполярных транзисторах и без гальванической развязки. Но тут важна идея, а вспомнить эту идею меня заставила просьба одного из посетителей сайта.

Нужно зарядное устройство, по возможности не сложное, с управлением для «блондинок», чтобы всегда лежало в гараже, зимой не отапливаемом. Короче нужна коробочка с четырьмя проводами – два — сеть, два – выход. Ну, и более-менее точным, применительно к выбранному току заряда. И так,

Зарядное устройство состоит из трех стабилизаторов тока, рассчитанных на различные его величины. Величины токов соответствуют весу разряда в двоичной системе счисления, т.е. 1, 2, 4. Например, что бы выставить зарядный ток, равный пяти амперам, надо засветить светодиоды оптронов U1 и U3. При этом откроются ключи VT1 и VT3.2 и подключат стабилизаторы тока на 1 и 4 ампера к напряжению питания. А на выходе устройства мы получим стабильный ток величиной 1А + 4А = 5А. Можно добавить при желании еще один стабилизатор тока на 0,5 А. Его так же можно использовать для компенсации тока саморазряда при хранении аккумулятора.

Напряжение на входе схемы не должно превышать 20 вольт. Именно такая величина напряжения является максимальной для переходов затвор – исток большинства полевых МОСФЕТ транзисторов. В противном случае потребуется введение в схему дополнительных элементов – параллельно переходам транзисторов затвор – исток поставить стабилитроны на напряжение, примерно, 12 вольт, плюсом к затвору. А последовательно с коммутирующим элементом поставить гасящее сопротивление на 560 Ом см. рисунок 2. Как работают схемы стабилизаторов тока, можно подробно прочитать в статье «Зарядное устройство для гелевых аккумуляторов на кр142ЕН12А».

В схеме для управления ключевыми транзисторами показаны оптроны, это в случае, если зарядное устройство будет управляться микроконтроллером. Для ручной установки зарядного тока вместо оптронов можно применить обычные тумблеры с надписями, соответствующими току стабилизации. Смотрим рисунок 2. Для получения тока заряда 6А необходимо включить тумблеры 2 и 4, для тока 7А – включаем все три тумблера 1А + 2А + 4А = 7А. Здесь работает одно из правил Кирхгофа, для нашего случая оно будет читаться, так – ток, вытекающий из узла равен сумме токов втекающих в узел. Узлом называется точка цепи, к которой присоединяются три или более элементов цепи. У нас этот узел – выход зарядного устройства.

Учитывая тот факт, что тумблеры будут находиться на расстоянии от затвора ключевого транзистора, в схему введен фильтрующий конденсатор С1, с резистором R4 он образует Г образный фильтр, шунтирующий возможные наводки на соединительные провода. Если точность стабилизированных токов не столь уж и важна, то можно обойтись и без элементов регулировки тока стабилизации, подобрав величину датчика тока – резистор R3 на рисунке 2. Формула расчета значения этого резистора приведена на рисунке 1. Для четырехамперного стабилизатора тока его величина будет равна R3 = 1,25 : 4 = 0,3125 Ом. Так же можно рассчитать и величину других датчиков тока. Но не забывайте о мощности этих резисторов. Для стабилизатора с током в четыре ампера мощность резистора датчика тока P = I² ∙ R, Р = 16 ∙ 0,3125=5 Вт. В зарядных устройствах такого типа, со стабилизацией тока, степень заряженности аккумулятора определяется временем его заряда.

Эта схема универсальная и может быть использована в других типах зарядных устройств. Если на вход данной схемы подать стабилизированное напряжение необходимой величины, то таким устройством можно заряжать свинцовые герметизированные гелевые аккумуляторы. Схема не боится коротких замыканий на выходе, так как выходные токи ограничены, и общая надежность устройства высока, так как общий выходной ток разделен на несколько каналов.
Можно изменить величины токов стабилизации, например, 0,1, 0,2, 04, 08A. При небольших зарядных токах все элементы схемы можно применить в исполнении SMD. Применив для управления данной схемой микроконтроллер, можно просто обеспечить логику заряда литий-ионных аккумуляторов. Определенному режиму заряда аккумулятора будет просто соответствовать определенное число, выводимое на выходы контроллера.

В качестве ключевых транзисторов применены:

На этом пока все. Успехов. К.В.Ю.