Prostownik do ładowania akumulatorów Z nastaniem okresu jesienno-zimowego zaczynają się pierwsze kłopoty z rozruchem silnika samochodu, szczególnie w pojazdach eksploatowanych w warunkach miejskich. Częste używanie rozrusznika, włączone światła, dmuchawa, wycieraczki, ogrzewanie szyby itp., powodują że prądnica (alternator) nie jest w stanie dostarczyć odpowiedniej ilości energii koniecznej dla doładowania akumulatora. Problem ten rzadko dotyczy pojazdów eksploatowanych na długich trasach. Większość prostowników oferowanych przez sklepy są to urządzenia proste, z zabezpieczeniem w postaci bezpieczników topikowych. Wystarczy chwila nieuwagi podczas podłączania do akumulatora - i prostownik nie działa. Problemem jest również właściwe dobranie czasu ładowania, nigdy tak naprawdę nie wiadomo w jakim stopniu akumulator został rozładowany. Przeładowanie jest równie szkodliwe jak niedoładowanie i powoduje trwałe uszkodzenie akumulatora. Przedstawiony w opisie układ przeznaczony jest do modernizacji prostowników starszego typu jak też do budowy nowych, w pełni funkcjonalnych. Opis układu Schemat ideowy przedstawiono na rys. 1. Wyprostowane napięcie z transformatora – bez filtracji – doprowadzone jest do zacisków +18V, - 18V, natomiast akumulator do zacisków +A, - A. Przerzutnik pomiarowy pracujący na tranzystorach T2 i T3 zasilany jest przez diodę D1. Zastosowanie tej diody powoduje że układ pracuje tylko przy prawidłowym podłączeniu ładowanego akumulatora. Z diody D1 napięcie akumulatora podawane jest na dzielnik napięcia: DZ1, R10, PR2, R11. W czasie ładowania tranzystor T3 nie jest wysterowany, napięcie na kolektorze wzrasta i steruje tranzystor T2 powodując jednocześnie wysterowanie T1. Następuje zapłon tyrystora Th1 i świeci dioda D3, sygnalizująca ładowanie. Rezystorem PR2 reguluje się napięcie wyłączenia ładowania tak, aby przy napięciu na zaciskach akumulatora równym 14,4V nastąpiło wysterowanie tranzystora T3. Spowoduje to spadek napięcia na kolektorze T3 i na bazie T2 do wartości bliskiej zeru, tranzystor T1 nie będzie wysterowany a tym samym zostanie wyłączony tyrystor Th1 i przestanie świecić dioda elektroluminescencyjna D3. Histereza przerzutnika o wartości ok. 1.2V jest ustalana za pomocą rezystorów PR1 i R7. Przy spadku napięcia akumulatora do wartości ok. 13,2V następuje zmiana stanu przerzutnika, wysterowanie tranzystora T1 a tym samym zapłon tyrystora i zaświecenie diody D3, sygnalizującej ładowanie. Montaż i uruchomienie Wykonane dotychczas egzemplarze zostały zmontowane na jednostronnych płytkach drukowanych o wymiarach 112 x 55 mm. Rozmieszczenie ścieżek oraz detali jest pokazane na rys. 2. Tyrystor Th1 powinien być przykręcony do radiatora lub metalowej obudowy prostownika. Po wykonaniu montażu układ powinien działać od razu, należy tylko wyregulować progi przełączania. W tym celu podłączamy do kpt. – 18 V i + 18 V wyprostowane napięcie z transformatora (bez filtracji!) , natomiast do pkt –A i +A podłączamy ładowany akumulator. W szereg z napięciem zasilającym (+18V) należy włączyć amperomierz o zakresie 10 A, a równolegle do akumulatora woltomierz, najlepiej cyfrowy. Dobieramy wartość rezystora R1 pełniącego funkcję ogranicznika prądu ładowania. Redukuje on prąd do wartości bezpiecznej dla transformatora zasilającego. Jego wartość wynosi od 0,1 do 2 omów, przy obciążalności 4 do 12 W, wynikającej z wyliczenia. Przykład: dla prostownika 4 A dobrano rezystor 0.5 om, spadek napięcia wynosi U=I x R =4A x 0.5 om = 2
V, moc tracona na rezystorze: P = U x I =2 V x 4 A = 8 W. Aby uniknąć nadmiernego nagrzewania stosujemy rezystor nieco większy, np. 12 W. Następnie przystępujemy do ustawiania progów przełączania. Rezystor PR2 regulujemy tak, aby wyłączanie napięcia następowało w momencie osiągnięcia wartości 14,4 V. Następnie za pomocą rezystora PR1 ustalamy taką wartość histerezy, aby ponowne włączenie ładowania następowało przy napięciu 13,2V. Regulację należy powtórzyć 2 lub 3-krotnie. Jest sprawą oczywistą, że można ustalić inne punkty przełączania, w zależności od wymagań podyktowanych określonym typem akumulatora. Eksploatacja: Wykonany lub zmodernizowany przy pomocy opisanego układu prostownik charakteryzuje się następującymi cechami: - odporność na zwarcia - odporność na przebiegunowanie - nie przeładowuje akumulatora - akumulator jest zawsze doładowywany do pełnej pojemności Obsługa polega na podłączeniu do akumulatora w taki sposób, aby zaświeciła dioda LED sygnalizująca ładowanie. Pod koniec ładowania dioda zaczyna pulsować, początkowo często a pod koniec ładowania impulsy są krótkie i rzadkie. Przy pewnej wprawie można na tej podstawie ocenić stan akumulatora. Wykaz elementów Rezystory (0,5W): PR1: 4k7 R4: 160R PR2: 220R R5, R8, R10: 1k2 R1 : wg opisu R7: 27k R2,R6: 100R R9: 2k2 R3: 470R R11: 510R Kondensatory: C1: 47uF/25V Półprzewodniki: Th1: tyrystor BT151 D1,D2: dioda BYP401 DZ1: dioda Zenera 9,1V D3: dioda LED T1: tranzystor BD136 T2, T3: tranzystor BC177 Józef Gołaszewski
[email protected]
