---

---

Для заряда батарей изготовленных по технологии GEL и AGM, необходимо использовать специальное зарядное устройство с соответствующими параметрами заряда, отличными от заряда классических аккумуляторов с жидким электролитом.

Далее предлагается подборка различных схем для заряда таких аккумуляторных батарей и если принять за правило заряжать АКБ зарядным током около 0,1 от его емкости, то можно сказать, что предлагаемыми зарядными устройствами можно заряжать аккумуляторы практически любых производителей.

 
Рис.1 Фото аккумулятора 12V (7.2А/ч).

Схема зарядного устройства на микросхеме L200C представляющей собой стабилизатор напряжения с программируемым ограничителем выходного тока.
 

Рис.2 Схема зарядного устройства.
 
Мощность резисторов R3-R7 задающих ток заряда должна быть не меньше указанной на схеме, а лучше больше.
Микросхему, надо установить на радиатор, причем, чем легче будет её тепловой режим, тем лучше.
Резистор R2 нужен для подстройки выходного напряжения в пределах 14-15 вольт.
Напряжение на вторичной обмотке трансформатора 15-16 вольт.

Все работает так – в начале заряда ток большой, а к концу опускается до минимального, как правило, производители для сохранения ёмкости АКБ рекомендует как раз такой, незначительный ток в течение длительного времени.

 
Рис.3 Плата готового устройства.

Схема зарядного устройства, основу которого составляют интегральные стабилизаторы напряжения КР142ЕН22, использует "заряд постоянным напряжением с ограничением тока” и рассчитана на зарядку различных типов аккумуляторных батарей.

 
Работает схема так: сначала на разряженный аккумулятор подается номинальный ток, а потом по мере зарядки напряжение на АКБ растет, а ток остается неизменным, при достижении установленного порога напряжения, его дальнейший рост прекращается, а ток начинает снижаться.
К моменту окончания зарядки, зарядный ток равен току саморазряда, в таком состоянии АКБ может находиться в зарядном устройстве сколько угодно долго без перезаряда.

Зарядное устройство создано как универсальное и предназначено для зарядки 6 и 12-вольтовых аккумуляторов наиболее распространенных емкостей. В устройстве использованы интегральные стабилизаторы КР142ЕН22, главное достоинство которых заключается в низкой разности напряжений вход/выход (для КР142ЕН22 это напряжение равно 1,1V).

Функционально устройство можно разделить на две части, узел ограничения максимального тока (DA1.R1—R6) и стабилизатор напряжения (DA2, R7—R9). Обе эти части выполнены по типовым схемам.
Переключателем SB1 выбирают максимальный зарядный ток, а переключателем SB2 конечное напряжение на АКБ.
При этом, при зарядке 6V АКБ секция SB2. 1 переключает вторичную обмотку трансформатора, снижая напряжение.
Для уменьшения времени заряда величина начального зарядного тока может достигать 0.25С, (некоторые производители АКБ допускают максимальный зарядный ток до 0,4С).

Детали:
Так как устройство рассчитано на длительную непрерывную работу, то на мощности токозадающих резисторов R1— R6, экономить не следует, и вообще все элементы желательно выбирать с запасом. Помимо увеличения надежности, это позволит улучшить тепловой режим всего устройства.
Подстроечные резисторы желательно взять многооборотные СП5-2, СП5-3 или их аналоги.
Конденсаторы: С1 — К50-16, К50-35 или импортный аналог, С2, СЗ можно применить металлопленочные типа К73 или, керамические К10-17, КМ-6. Импортные диоды 1N5400 (3А, 50V), при наличии в корпусе свободного места, желательно заменить отечественными в металлических корпусах типа Д231, Д242, КД203 и т. п.
Эти диоды довольно хорошо рассеивают тепло своими корпусами, и при работе в данном устройстве их нагрев практически незаметен.
Понижающий трансформатор должен обеспечивать максимальный зарядный ток длительное время без перегрева. Напряжение на обмотке II составляет 12V (заряд 6-вольтовых АКБ). Напряжение на обмотке III, включаемой последовательно с обмоткой II при заряде 12-вольтовых АКБ — 8V.
При отсутствии микросхем КР142ЕН22 можно установить КР142ЕН12, но при этом надо учесть, что выходные напряжения на вторичных обмотках трансформатора придется увеличить на 5V. Кроме того, придется установить диоды, защищающие микросхемы от обратных токов.

Налаживание устройства следует начать с установки резисторами R7 и R8 необходимых напряжений на выходных клеммах устройства без подключения нагрузки. Резистором R7 устанавливается напряжение в пределах 14,5…14,9V для заряда 12-вольтовых батарей, и R8—7,25…7,45V для 6-вольтовых. Затем, подключив нагрузочный резистор сопротивлением 4,7 Ом и мощностью не менее 10W в режиме заряда 6-вольтовых батарей, проверяют по амперметру выходной ток при всех положениях переключателя SB1.

ВАРИАНТ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАРЯДА АКБ12V-7.2AH, схема такая же, как предыдущая, только из неё исключены переключатели SB1, SB2 с дополнительными резисторами и применен трансформатор без отводов.



Настраиваем так же, как описано выше: Сначала резистором R3 без подключения нагрузки устанавливают напряжение на выходе в пределах 14,5...14,9V, а затем при подключенной нагрузке, подбором резистора R2, выставляют выходной ток, равный 0,7… 0,8А.
Для других типов АКБ понадобиться подбирать резисторы R2, R3 и трансформатор в соответствии с напряжением и емкостью заряжаемого аккумулятора.
Параметры зарядки следует выбирать исходя из условия I = 0,1С, где С – емкость аккумулятора, и напряжение 14,5…14,9V (для 12-вольтовых АКБ).

При работе с этими устройствами сначала устанавливают необходимые величины зарядного тока и напряжения, затем подключают АКБ и устройство включают в сеть. В некоторых случаях возможность выбора зарядного тока позволяет ускорить заряд, установив ток более 0.1С. Так, например АКБ емкостью 7,2А/ч можно заряжать током 1,5А не превышая при этом максимально допустимый зарядный ток 0,25С.

Интегральный стабилизатор напряжения КР142ЕН12 (LM317) позволяет создать простой источник стабильного тока,
микросхема в таком включении, представляет собой стабилизатор тока и не зависимо от подключённого аккумулятора выдает только расчётный ток - напряжение устанавливается "автоматически".

 
Достоинства предложенного устройства.
Не боится коротких замыканий; неважно количество элементов в заряжаемом аккумуляторе и их тип – можно заряжать и кислотный герметичный 12,6V и литиевый 3,6V и щелочной 7,2V. Переключатель тока следует включать так, как показано на схеме – чтобы при любых манипуляциях резистор R1 оставался подключенным.
Зарядный ток рассчитывается так: I (в амперах) = 1,2V/R1 (в Омах). Для индикации тока использован транзистор (германиевый), позволяющий визуально наблюдать токи до 50 мА.
Максимальное напряжение заряжаемого аккумулятора должно быть меньше, чем напряжение питания (зарядки), на 4V; в случае заряда максимальным током 1А, микросхему 142ЕН12 следует установить на радиатор, рассеивающий не менее 20W.
Зарядный ток 0,1 от емкости подходит для любых видов аккумуляторов. Чтобы полностью зарядить аккумулятор, ему надо дать 120% номинального заряда, но перед этим он должен быть полностью разряжен. Следовательно, время зарядки в рекомендованном режиме – 12 часов.

Детали:
Диод D1 и предохранитель F2 защищают ЗУ от неправильного включения аккумулятора. Емкость С1 выбирается из соотношения: на 1 Ампер надо 2000 мкФ.
Выпрямительный мост - на ток не менее 1А и напряжение более 50V. Транзистор – германиевый из-за малого открывающего напряжения Б-Э. Номиналами резисторов R3-R6 определяется ток. Микросхема КР142ЕН12 заменима на любые аналоги, выдерживающие заданный ток. Мощность трансформатора - не менее 20W.

ПРОСТОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО НА LM317, схема как в описании (Datasheet), добавляем только некоторые элементы, и получаем зарядное устройство.

 
Диод VD1 добавлен для того что бы заряжаемый АКБ ни разряжался в случае потери сетевого питания, еще добавлен переключатель напряжения. Ток заряда выставлен в районе 0,4А, транзистор VT1- 2N2222 можно заменить КТ3102, переключатель S1 любой на два положения, трансформатор 15V, диодный мост на 1N4007
Ток заряда выставляется (1/10 от емкости АКБ) с помощью резистора R7, рассчитываемый по формуле R=0.6/I зар.
На этом примере это R7=0.6/0.4=1.5Ом. Мощность 2 W.

Настройка.
Подключаем в сеть, выставляем нужные напряжения, для АКБ-6V напряжение заряда 7.2V-7.5V, для АКБ-12V – 14,4-15V, выставляется резисторами R3, R5 соответственно.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО С АВТОМАТИЧЕСКИМ ОТКЛЮЧЕНИЕМ для зарядки 6V герметичной свинцовой батареи, с минимальными изменениями можно применить и для зарядки других типов аккумуляторных батарей, с любым напряжением, для которых условием  окончания заряда является достижение определённого уровня напряжения.
В данном устройстве заряд батареи прекращается при достижении напряжения на клеммах 7.3V. Заряд ведётся не стабилизированным током, ограниченным на уровне 0,1С резистором R5. Уровень напряжения, при котором устройство прекратит заряд, задаётся стабилитроном VD1 с точностью до десятых долей вольта.
Основой схемы является операционный усилитель (ОУ), включённый как компаратор, и подключённый инвертирующим входом к источнику образцового напряжения (R1-VD1), а не инвертирующим к АКБ. Как только напряжение на АКБ превысит образцовое напряжение, компаратор переключится в единичное состояние, транзистор Т1 откроется и реле К1 отключит АКБ от источника напряжения, одновременно подаст положительное напряжение на базу транзистора T1. Таким образом Т1 окажется открытым и его состояние уже не будет зависеть от уровня напряжения на выходе компаратора. Сам компаратор охвачен положительной обратной связью (R2), что создаёт гистерезис и приводит к резкому, скачкообразному переключению выхода и открыванию транзистора. Благодаря этому схема избавлена от недостатка подобных устройств с механическим реле, при котором реле издаёт неприятный дребезжащий звук из-за того, что контакты балансируют на границе переключения, но включение ещё не происходит. В случае отключения сетевого напряжения устройство возобновит работу, как только оно появится и не допустит перезаряда АКБ.

 
Устройство, собранное из исправных деталей начинает работать сразу, и в настройке не нуждается. Операционный усилитель, указанный на схеме, может работать в диапазоне питающих напряжений от 3-х до 30 вольт. Напряжение отключения зависит только от параметров стабилитрона. При подключении аккумулятора с другим напряжением, например 12V, стабилитрон VD1 необходимо подобрать по напряжению стабилизации, (на напряжение заряженной АКБ - 14,4…15V).

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВИНЦОВО КИСЛОТНЫХ ГЕРМЕТИЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ.
Стабилизатор тока содержит всего три детали: интегральный стабилизатор напряжения DA1 типа КР142ЕН5А (7805), светодиод HL1 и резистор R1. Светодиод, кроме работы в стабилизаторе тока, выполняет также функцию индикатора режима заряда аккумулятора. Заряд аккумулятора производится постоянным током.

 
Переменное напряжение с трансформатора Тр1 поступает на диодный мостик VD1, стабилизатор тока (DA1, R1, VD2).
Настройка схемы сводится к регулировке тока заряда аккумулятора. Зарядный ток (в амперах) обычно выбирают в десять раз меньше численного значения емкости аккумулятора (в ампер-часах).
Для настройки вместо аккумулятора нужно подключить амперметр на ток 2…5А и подбором резистора R1 установить по нему нужный ток заряда.
Микросхема DA1 нужно установить на радиатор.
Резистор R1 состоит из двух последовательно соединенных проволочных резисторов мощностью 12W.

ДВУХРЕЖИМНОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО.
Предлагаемая схема зарядного устройства для аккумуляторных батарей напряжением 6V, объединяет в себе достоинства двух основных типов зарядных устройств: постоянного напряжения и постоянного тока, каждое из которых имеет свои преимущества.

 
Основу схемы составляет регулятор напряжения на LM317T и управляемый стабилитрон TL431.
В режиме постоянного тока резистор R3 устанавливает ток 370 мА, диод D4 предотвращает разряд батареи через LМ317Т при исчезновении сетевого напряжения, резистор R4 обеспечивает отпирание транзистора VT1 при подаче напряжения сети.
Управляемый стабилитрон TL431, резисторы R7, R8 и потенциометр R6 формируют цепь, определяющую заряд батареи до заданного напряжения. Светодиод VD2 - индикатор сети, светодиод VD3 загорается в режиме постоянного напряжения.

ПРОСТОЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО, предназначено для зарядки аккумуляторных батарей напряжением 12 вольт, рассчитано на непрерывную круглосуточную работу с питанием от сети напряжением 220V, заряд осуществляется малым импульсным током (0.1-0.15 А).
При правильном подключении аккумулятора должен загореться зеленый индикатор устройства. Отсутствие свечения зеленого светодиода говорит о полном заряде аккумуляторной батареи или об обрыве линии. При этом загорается красный индикатор устройства (светодиод).

 
В устройстве предусмотрена защита от:
•    Короткого замыкания в линии;
•    Короткого замыкания в самом аккумуляторе.
•    Неправильного подключения полярности аккумулятора;
Наладка заключается в подборе сопротивлений R2(1.8к) и R4(1.2к) до исчезновения свечения зеленого светодиода, при напряжении на аккумуляторе 14,4V.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО обеспечивает стабилизированный ток нагрузки и предназначено для зарядки мотоциклетных аккумуляторных батарей с номинальным напряжением 6-7V. Ток заряда плавно регулируется в пределах 0-2А, переменным резистором R1.
Стабилизатор собран на составном транзисторе VT1, VT2, стабилитрон VD5 фиксирует напряжение между базой и эмиттером составного транзистора, в результате чего транзистор VT1, соединенный последовательно с нагрузкой, поддерживает практически постоянный ток заряда, независимо от изменения ЭДС батареи в процессе заряда.

 
Устройство представляет собой генератор тока с большим внутренним сопротивлением, поэтому оно не боится коротких замыканий, с резистора R4 снимается напряжение обратной связи по току, ограничивающее ток через транзистор VT1 при коротком замыкании в цепи нагрузки.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО С УПРАВЛЕНИЕМ ЗАРЯДНЫМ ТОКОМ на основе титисторного фазоимпульсного регулятора мощности, не содержит дефицитных деталей, и при заведомо исправных элементах не требует наладки.
Зарядный ток по форме близок к импульсному, который, как считается, способствует продлению срока службы батареи.
Недостаток устройства — колебания зарядного тока при нестабильном напряжении электроосветительной сети, и как все подобные тиристорные фазоимпульсные регуляторы, устройство создает помехи радиоприему. Для борьбы с ними следует предусмотреть сетевой LC-фильтр, аналогичный тем, которые применяют в сетевых импульсных блоках питания.

 
Схема представляет собой традиционный тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора через диодный мост VD1-VD4. Узел управления тиристором выполнен на аналоге однопереходного транзистора VT1,VT2. Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать переменным резистором R1. При крайнем правом по схеме положении его движка зарядный ток будет максимальным и наоборот. Диод VD5 защищает управляющую цепь от обратного напряжения, возникающего при включении тиристора VS1.

Детали устройства кроме трансформатора, диодов выпрямителя, переменного резистора, предохранителя и тиристора, размещены на печатной плате.
Конденсатор С1—К73-11 емкостью от 0,47 до 1 мкФ или К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП. Диоды VD1—VD4 любые на прямой ток 10А и обратное напряжение не менее 50V. Вместо тиристора КУ202В подойдут КУ202Г-КУ202Е, будут нормально работать и мощные Т-160, Т-250.
Транзистор КТ361А заменим на КТ361В КТ361Е, КТ3107А КТ502В КТ502Г КТ501Ж, а КТ315А на КТ315Б—КТ315Д КТ312Б КТ3102А КТ503В-КТ503Г. Вместо КД105Б подойдут КД105В КД105Г или Д226 с любым буквенным индексом.
Переменный резистор R1 - СГМ, СПЗ-30а или СПО-1.
Сетевой понижающий трансформатор необходимой мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22V.
Если напряжение у трансформатора на вторичной обмотке более 18V резистор R5 следует заменить другим большего сопротивления (при 24-26V до 200 Ом). В случае, когда вторичная обмотка трансформатора имеет отвод от середины или две одинаковые обмотки, то выпрямитель лучше выполнить на двух диодах по стандартной двуполупериодиой схеме.
При напряжении вторичной обмотки 28...36V можно вообще отказаться от выпрямителя — его роль будет одновременно выполнять тиристор VS1 (выпрямление — однополупериодное). Для такого варианта необходимо между выводом 2 платы и плюсовым проводом включить разделительный диод КД105Б или Д226 с любым буквенным индексом (катодом к плате).
В этом случае в качестве тиристора можно использовать только те, которые допускают работу с обратным напряжением, например, КУ202Е.


ЗАЩИТА АККУМУЛЯТОРА ОТ ГЛУБОКОГО РАЗРЯДА.

Такое устройство при уменьшении напряжения на АКБ до минимально допустимого значения, автоматически отключает нагрузку. Устройства можно использовать там, где используются аккумуляторные батареи, и где отсутствует постоянный контроль состояния АКБ, то есть там, где важно обеспечить предотвращение процессов, связанных с их глубоким разрядом.

Немного измененная схема первоисточника:
 

Имеющиеся в схеме сервисные функции:
1.    При снижении напряжения до 10,4V происходит полное отключение нагрузки и схемы контроля от аккумулятора.
2.    Напряжения срабатывания компаратора можно регулировать для конкретного типа аккумулятора.
3.    После аварийного отключения повторное включение возможно при напряжении выше 11V, нажатием на кнопку "ON".
4.    Если есть необходимость отключить нагрузку вручную, достаточно нажать кнопку "OFF".
5.    В случае не соблюдения полярности при подключении к аккумулятору (переполюсовки), устройство контроля и подключенная нагрузка не включаются.

В качестве подстроечного резистора допускается использование резисторов любого номинала от 10 кОм до 100 кОм.
В схеме используется операционный усилитель LM358N, отечественным аналогом которого является КР1040УД1.
Стабилизатор напряжения 78L05 на напряжение 5V, можно заменить любым аналогичным, например, КР142ЕН5А.
Реле JZC-20F на 10А 12V, возможно применение других аналогичных реле.
Транзистор КТ817 можно заменить на КТ815 или другой аналогичный соответствующей проводимости.
Диод можно использовать любой маломощный, способный выдержать ток обмотки реле.
Кнопки без фиксации разных цветов, зеленая на включение, красная - на отключение.

Наладка заключается в установке нужного порога напряжения отключения реле, собранное без ошибок и из исправных деталей устройство начинает работать сразу.

СЛЕДУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО для защиты 12v аккумуляторов емкостью до 7.5А/Ч от глубокого разряда и короткого замыкания с автоматическим отключением его выхода от нагрузки.



ХАРАКТЕРИСТИКИ
Напряжение на аккумуляторе, при котором происходит отключение -    10± 0.5V.
Ток, потребляемый устройством от аккумулятора во включенном состоянии, не более -    1мА
Ток, потребляемый устройством от аккумулятора в выключенном состоянии, не более -    10мкА
Максимально допустимый постоянный ток через устройство -    5А.
Максимально допустимый кратковременный (5 сек) ток через устройство -    10А
Время выключения при коротком замыкании на выходе устройства, не более -    100 мкс

ПОРЯДОК РАБОТЫ УСТРОЙСТВА
Подключите устройство между аккумулятором и нагрузкой в следующей последовательности:
- подключите клеммы на проводах, соблюдая полярность (красный провод +), к аккумулятору,
- подключите к устройству, соблюдая полярность (плюсовая клемма помечена значком +), клеммы нагрузки.
Для того чтобы на выходе устройства появилось напряжение нужно кратковременно замкнуть минусовой выход на минусовой вход. Если нагрузку кроме аккумулятора питает другой источник, то этого делать не надо.

УСТРОЙСТВО РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ;
При переходе на питание от аккумулятора, нагрузка разряжает его до напряжения срабатывания устройства защиты (10± 0.5V). При достижении этой величины, устройство отключает аккумулятор от нагрузки, предотвращая дальнейший его разряд. Включение устройства произойдет автоматически при подаче со стороны нагрузки напряжения для заряда аккумулятора.
При коротком замыкании в нагрузке устройство также отключает аккумулятор от нагрузки, Включение его произойдет автоматически, если со стороны нагрузки подать напряжение больше 9,5V. Если такого напряжения нет, то надо кратковременно перемкнуть выходную минусовую клемму устройства и минус аккумулятора. Резисторами R3 и R4 устанавливается порог срабатывания.

---