Зарядное устройство с цифровой индикацией тока и напряжения.

Автор:  Кравцов В.Н.

Источник: kravitnik.narod.ru

 Приведенная ниже схема зарядного устройства содержит встроенный цифровой блок индикации зарядного тока и напряжения на аккумуляторе.  Устройство может служить полнофункциональным лабораторным источником питания для ремонта различной техники и макетирования различных конструкций при их разработке.  В основе схемы - ключевой стабилизатор тока и напряжения на широко распространённой специализированной микросхеме TL494.  Схема дополнена блоком цифровой индикации тока и напряжения  и нормирующим усилителем напряжения токо-измерительного шунта R25, R21.
На R24 необходимо подобрать такой коэффициент усиления, при котором выходное напряжение усилителя численно будет равно протекающему через шунт току - при токе через шунт 6,00 А напряжение выхода должно составлять 0,600 В. Подстроечным резистором R22 устанавливают точное значение коэффициента усиления.

Блок цифровой индикации требует настройки с применением внешнего цифрового мультиметра. Путём подбора резисторов R4 (R4.1+R4.2)  и R7 добиваются уровня напряжения на выводе 36 микросхемы DA3 равным 1,000 В.  Подбором резисторов R27  и  R26 добиваются  значения коэффициента деления, равным 10.00, чтобы при выходном напряжении , например 15,00 В, в точке соединения резисторов напряжение было равно 1,500 В .  Для облегчения настройки  резисторы R7  и R26  можно заменить проволочными многооборотными подстроечными резисторами, но это потребует изменения конфигурации печатной платы.  При точной настройке всех прецизионных элементов блок цифровой индикации может отображать выходное напряжение в пределах 0 ... 19,99 В  и ток  от 0 до 19,00А.  Подбором резистора R5 добиваются установки требуемого верхнего предела выходного тока.  Переменный резистор R6 может иметь любой номинал от 100 Ом до 100К, но соответственно его номиналу потребуется подобрать R5.  Подобрав сопротивление резистора R19, можно повысить максимальное выходное напряжение до 19,99 В ( это важно для лабораторного блока питания),  а совсем удалив резистор R15 - снизить нижний порог выходного напряжения до 2,5 В.  Переменный резистор R18  тоже может иметь любой номинал, но соответственно его сопротивлению потребуется подобрать резистор  R19.  Особое внимание следует уделить изготовлению дросселя   L1,   т.к. от его характеристик зависит КПД устройства. Так как в процессе работы происходит намагничивание магнитопровода постоянным током - из-за насыщения индуктивность его сильно зависит от протекающего тока. С целью уменьшения влияния подмагничивания на индуктивность, предпочтительней использовать альсиферовые магнитопроводы с малой магнитной проницаемостью, насыщение которых происходит при значительно больших магнитных полях, чем у ферритов. Если используется Ш- образный или П - образный магнитопровод, в местах сопряжения половинок необходимо установить текстолитовую прокладку толщиной около 1 мм. Можно использовать магнитопроводы от импульсных трансформаторов блоков питания телевизоров или строчных трансформаторов. Очень хорошо подходят броневые сердечники больших типоразмеров и стержневые сердечники с боковыми щёчками. С худшим результатом можно использовать кольцевые ферритовые или альсиферовые магнитопроводы диаметром не менее 40 мм. и толщиной 10 мм. - если кольцо удастся разрезать и соединить половинки с фиксированным зазором - это улучшит технические характеристики. Обмотку наматывают до полного заполнения окна магнитопровода проводом ПЭВ-2 1,5 мм или в два провода ПЭВ-2 1,0 мм ..  Силовой диодный мост, ключевой выходной транзистор и диод VD3 следует через слюдяные прокладки укрепить на общем радиаторе площадью не менее 200 ... 300 см2.  Для увеличения КПД устройства при полностью настроенном зарядном устройстве подключают нагрузку,  устанавливают максимальный рабочий ток, а в разрыв цепи эмиттера ключевого транзистора включают амперметр. Подбором резистора R9 и конденсатора  С6  изменяют частоту генерации микросхемы DA2  до получения минимального тока. 
Ниже приведена печатная плата устройства:

Для скачивания более качественной копии печатной платы  в натуральную величину кликните на рисунок.   Силовой трансформатор, большие электролитические конденсаторы, переменные резисторы , шунт, схема питания на VD1, C1, DA1, силовые диоды и выходной транзистор являются внешними навесными элементами, не размещаемыми на печатной плате.