Защита для зарядных устройств автоаккумуляторов
Блок защиты для зарядных устройств автомобильных аккумуляторов
В свое время ко мне приходили вопросы, связанные со схемами защиты зарядных устройств от неправильного подключения заряжаемых аккумуляторов. Соображал долго, но все схемы получались какие то…, образно говоря, кривые, косые и не элегантные, пока, при просмотре старых журналов «Радио», на глаза не попался стабилизатор тока на маломощном полевом транзисторе. Вот здесь и схема, показанная на рисунке 1, возникла в голове сама собой.
Сразу оговорюсь, если величина входного напряжения Е будет меньше 20 вольт, то стабилитрон VD1 ставить не обязательно. Его применение обусловлено тем, что максимальное напряжение затвор-исток большинства низковольтных переключательных полевых транзисторов не должно превышать этого значения напряжения.
Блок защиты – схема
И так, на входных клеммах устройства присутствует напряжение с зарядного устройства, аккумулятор к выходу не подключен. При таких условиях напряжение на выходе будет отсутствовать, так как транзистор оптрона будет закрыт, будет закрыт и мощный транзистор. Ни каких КЗ на выходе быть не может. При подключении аккумулятора через последовательную цепь VD3, VD2, U1 и VT2 начнет протекать ток примерно 4ма, стабилизированный транзистором VT2. И это при условии, что напряжение на разряженном аккумуляторе будет не менее 10,5 вольт. Величина этого напряжения обусловлена напряжением пробоя стабилитрона VD2, равного 9В, плюс падения напряжения на других элементах этой цепи. Если напряжение на аккумуляторе будет меньше 10,5 вольт, то для включения схемы придется нажать, а может и немного подержать кнопку SB1. Это сделано для того, что исключить возможные большие токи от зарядного при глубокой разрядке подключаемого аккумулятора или возможном КЗ в его пластинах. И так, ток через светодиод протекает, он светится, сопротивление фототранзистора очень маленькое и напряжение положительной полярности через резистор R2 подается на затвор ключевого транзистора. Транзистор включается и начинается процесс зарядки. Схема включена. Теперь, если аккумулятор отсоединить от схемы, то она останется во включенном состоянии.
При коротком замыкании в выходной цепи, ток в цепи VD3, VD2, U1 и VT2 прекращается, оптрон закрывается, закрывается и ключевой транзистор. То же самое произойдет, если в данных условиях попробовать переполюсовать аккумулятор, что в прицепе для схемы это тоже КЗ. Если неправильно подключить аккумулятор к еще не включенной схеме, то в данном случае вообще ничего не произойдет. Диод VD3 защищает светодиод оптрона от отрицательного напряжения. Таким образом, мы имеем защиту зарядного, как от КЗ, так и от переполюсовки аккумулятора. Если во время эксплуатации ключевой транзистор будет сильно греться, то проверьте падение напряжения на нем. Возможно, не полностью открыт транзистор оптрона из-за малого входного тока светодиода. Тогда придется заменить VT2 на другой, с бо’льшим током стабилизации. В любом случае, ключевой транзистор снабдите соответствующим радиатором. Из-за большого разброса электрических параметров радиоэлементов, возможно, придется заменить и стабилитрон VD2 на другой, с более низким напряжением стабилизации, для получения более низкого порога включения устройства.
Посмотрев на схему, не трудно заметить, что она представляет собой трехполюсник. Если применить детали в SMD исполнении, то можно изготовить данный блок защиты в виде трехвыводного модуля.
Успехов. К.В.Ю.
6 комментариев к “Защита для зарядных устройств автоаккумуляторов”
Уважаемый К.В.Ю. ПОСМОТРЕЛ ВАШУ СХЕМУ ЗАЩИТЫ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА И ПРИШЕЛ К ВЫВОДУ ЧТО ОНА СКАЖЕМ ТАК МЯГКО ГОВОРЯ НЕ КОРЕКТНАЯ--
1 -СТОК -ИСТОК -СТОИТ КНОПКА -ЧТО ЗА УБОГОСТЬ КОММУТИРОВАТЬ РАЗРЯЖЕННЫЙ АКБ У КОТОРОГО ТОК МОЖЕТ ДОСТИГАТЬ 5 -8 -И БОЛЬШЕ АМПЕР ПРИ ПЕРВИЧНОЙ ЗАРЯДКЕ СИЛЬНО РАЗРЯЖЕННОГО АКБ -ПОСТАВТЕ КНОПКУ МЕЖДУ ВЫВОДОМ ОПТОТРОНА 3-4 И ЭФЕКТ БУДЕТ ТАКОЙ ЖЕ
2-В ЗАРЯДНЫХ УСТРОЙСТВАХ ЕСТЬ УЖЕ КЛЮЧЕВОЙ ЭЛЕМЕНТ — НЕ ВАЖНО ТИРИСТОР ИЛИ МОЩНЫЙ ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР — А ВЫ ПРЕДЛАГАЕТЕ ПОСТАВИТЬ ЕЩЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ДРУГОЙ КЛЮЧЕВОЙ ЭЛЕМЕНТ ДА ЕЩЕ С КУЧЕЙ ДЕТАЛЕЙ- ВОПРОС — ЗАЧЕМ --ВСЕ РЕШАЕТСЯ ГОРАЗДО ПРОЩЕ ЛУЧШЕ И КАЧЕСТВЕННЕЕ
ПРИ ПОМОЩИ ДВУХ ТРАНЗИСТОРНЫХ КЛЮЧЕЙ ПАРУ ТРОЙКИ СОПРОТИВЛЕНИЙ И ДИОДА И СТАБИЛИТРОНА — ПИШУ ТАК ПОТОМУ -ЧТО ЗАНИМАЮСЬ ЭЛЕКТРОНИКОЙ БОЛЕЕ 4О ЛЕТ — ПРОСМАТРИВАЮ ИНТЕРНЕТ И МНЕ ПОПАДАЮТСЯ СТАТЬИ С ВАШИМИ ИНИЦИАЛАМИ — КОЕ ЧТО ПОПРОБОВАЛ СДЕЛАТЬ ИЗ ВАШИХ РАЗРАБОТОК И БЫЛ СИЛЬНО РАЗОЧАРОВАН = СХЕМЫ — СЫРЫЕ ИЛИ ВООБЩЕ ИМЕЮЩИЕ ПЛОХУЮ ПОВТОРЯЕМОСТЬ-
ЕСЛИ ВЫСТАВЛЯТЬ СХЕМУ ТО ОНА ДОЛЖНА БЫТЬ ХОРОШО ПРОДУМАНА -ИМЕТЬ ХОРОШУЮ ПОВТОРЯЕМОСТЬ НЕ ЗАВИСИМО КТО ЕЕ БУДЕТ СОБИРАТЬ ОПЫТНЫЙ ИЛИ НОВИЧЕК- С УВАЖЕНИЕМ СТАНИСЛАВ-
Привет, Станислав. Ну во-первых, кнопка задействована только на время включения ключа. А это наносекунды и весь ток течет уже через транзистор, т.к. сопротивление его канала намного меньше переходного сопротивления контактов кнопки. Вы судите со своей колокольни и предлагаете автолюбителям лезть в схему готового зарядного, в котором они ничего не понимают. Зарядные нужны не только радиолюбителям. Я один раз ответил на вопрос об инкубаторе одного из посетителей сайта, а он в ответ: а нельзя ли попроще, на пальцах, а то мне проще сходить в тайгу и завалить медведя, чем здесь разобраться.
На счет повторяемости. Это я должен собрать каждой из схем по 100 экземпляров? Иначе хорошей повторяемости не обеспечишь. Как я смогу учесть все нюансы из-за разбросов параметров всех без исключения элементов схемы. Я знаю, как происходит освоение новых изделий, как из доводят до серийного производства. И еще, если начинающий радиолюбитель будет собирать все, как обезьянка, как он приобретет опыт? Отрицательный результат, тоже результат, заставляющий еще больше думать.
«И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,» А.С.Пушкин
Я не защищаю свои схемы, я такой же как и все. Если есть свои интересные схемы, пожалуйста, присылай, я с удовольствием их выложу для других посетителей сайта.
С уважением, К.В.Ю.
Полярность светодиода HL1 в схеме никого не смущает?
Может я уже переучился и это светящийся стабилитрон?
Привет, Валерий. Не волнуйся, не переучился. Данный вопрос говорит о твоей вдумчивости, анализе того, что тебя интересует. А этот светодиод является индикатором неправильного подключения аккумулятора.
Добрый день. В электронике я на уровне детского сада.Делаю зарядное из китайских блоков.Хочу добавить защиту от переплюсовки и кз.
Скажите пожалуйста, зачем в схеме стоить кп303 и чем его можно заменить.
С уважением Владимир.
Привет, Владимир. Транзистор 303 выполняет роль стабилизатора тока светодиода оптрона. Заменить можно в принципе любым транзистором соответствующей структуры. Но надо подобрать такой экземпляр, при котором ток, протекающий через светодиод, был достаточен для открытия оптрона. Это порядка 5-10 мА.