Ladegeräte auf Chips von Spannungsstabilisatoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen

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Der Artikel beschreibt einfache Ladegeräte für Blei-Säure-Batterien, auch für Automobile.

In den letzten Jahren werden in verschiedenen Geräten zunehmend wartungsfreie (Gel-)Blei-Säure-Batterien mit einer Spannung von 6 V, bestehend aus drei Batterien, eingesetzt. Sie werden in tragbaren Taschenlampen, elektronischem Spielzeug, unterbrechungsfreien Stromversorgungen usw. verwendet. Und im Amateurfunklabor sind sie recht häufig anzutreffen. Wenn diese Batterien nicht regelmäßig verwendet werden, sollten sie in geladenem Zustand gelagert werden.

Abhängig von der Betriebsart muss die Spannung bei Blei-Säure-Batterien innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden. So sollte beispielsweise bei einem RB640BS-Akku mit einer Kapazität von 4,5 Ah die Spannung für den zyklischen Betrieb zwischen 7,2 und 7,5 V liegen, für den Backup-Betrieb zwischen 6,75 und 6,9 V. Der maximale Ladestrom sollte 1,35 A nicht überschreiten .

Spannungsstabilisator-Chips der 7809-Serie sind in zwei Hauptversionen erhältlich: mit einer Ausgangsspannungstoleranz von 9 V ±2 % (Ausgangsspannung innerhalb 8,82...9,18 V) und ±4 % (8,64...9,36 V). . Sie liefern einen maximalen Laststrom von 1 A (einige Modifikationen - bis zu 1,5 A). Die Stabilisatoren sind mit Schutzeinheiten gegen Überstrom und Überhitzung ausgestattet, was sie für den Einsatz in Ladegeräten sehr attraktiv macht.

Die Ausgangsspannung des Reglers 7809 kann durch den Anschluss von zwei oder drei Dioden der Serien 1N400x oder 1N540x an den Ausgang reduziert werden, um den erforderlichen Wert zum Laden von Blei-Säure-Batterien mit einer Nennspannung von 6 V zu erhalten. Typische Spannungsabfälle für die Serien 1N400x und 1N540x Dioden in Abhängigkeit vom Strom sind in der Tabelle angegeben.

Der Schaltplan eines Ladegeräts für Blei-Säure-Batterien mit einer Nennspannung von 6 V auf 7809-Chips ist in Abb. dargestellt. 1.

Fig. 1

Es enthält vier Stabilisatoren DA1-DA4, an deren Ausgänge ein in Reihe geschalteter Widerstand und zwei Dioden zur Spannungsreduzierung angeschlossen sind. Wiederaufladbare Blei-Säure-Batterien werden an die Anschlüsse XS10-XS13 angeschlossen. An die Kontakte XS2, XS3 (bzw. XS4-XS9) kann ein Voltmeter angeschlossen werden, um den Ladestrom zu messen. Da der Widerstandswert der Widerstände R3-R6 1 Ohm beträgt, entspricht der Voltmeter-Wert in Volt (Millivolt) numerisch dem Strom in Ampere (Milliampere).

An den XS1-Anschluss können Sie eine Last anschließen, um eine unstabilisierte Spannung bereitzustellen. Wird die Last an den XS14-Stecker angeschlossen, kann das Ladegerät als unterbrechungsfreie Stromversorgung genutzt werden. Im Normalmodus wird die Last bei vorhandener Netzspannung vom Ladegerät mit Strom versorgt. Die Akkus werden geladen und da der Strom durch die Regler auf 1 A begrenzt ist, besteht keine Gefahr einer Überlastung der Akkus.

Wenn die Netzspannung verschwindet, wird die Last über die Dioden VD5, VD8, VD11, VD14 von den Batterien gespeist.

Die LED HL1 signalisiert über die Dioden VD1, VD2 das Vorhandensein von Spannung am Ausgang des Gleichrichters.

Der Abwärtstransformator T1 muss an den Sekundärwicklungen eine Leerlaufspannung von 2x(12,5...14,5) V und einen Laststrom von mindestens 3 A liefern. Für diesen Strom sind die Dioden VD1, VD2 ausgelegt. Die Dioden VD3-VD14 können aus der Serie 1N400x oder 1N540x oder anderen sein, die einen Durchlassstrom von mindestens dem Ladestrom der Batterien ermöglichen. Darüber hinaus sind Schottky-Dioden einsetzbar, beispielsweise 1N5819 (zulässiger Durchlassstrom 1 A, Sperrspannung 40 V) oder 1N5822 (3 A, 40 V).

Die Stabilisatoren DA1-DA4 sind auf einem gemeinsamen Kühlkörper montiert. Die Kapazität des Kondensators C4 kann auf 6800–10000 µF erhöht werden.

Beim Einrichten des Geräts kommt es auf die Auswahl der an den Ausgang der Stabilisatoren angeschlossenen Dioden und deren Anzahl an, um die erforderliche Spannung an den Batterien einzustellen.

Ein ähnliches Ladegerät kann zum Laden von Autobatterien mit einer Spannung von 12 V zusammengebaut werden. In diesem Fall werden Stabilisatoren der Serie 7815 verwendet. Typischerweise werden Autobatterien mit einem Strom von 4 ... 6 A und einer Spannung von ihnen geladen Im vollgeladenen Zustand beträgt die Spannung etwa 14,5...15 V.

Fig. 2

In Abb. Abbildung 2 zeigt ein Diagramm eines einfachen Geräts, das solche Batterien laden und im geladenen Zustand halten kann.

Der Transformator T1 senkt die Netzspannung auf 19...20 V, wodurch die Diodenbrücke VD1-VD4 gleichgerichtet und die Kondensatoren C2-C7 geglättet werden. Die Sekundärwicklung des Transformators und die Gleichrichterdioden müssen für den Batterieladestrom ausgelegt sein.

Das Ladegerät selbst ist auf parallel geschalteten Stabilisatoren DA1-DA5 aufgebaut. An die Ausgänge der Stabilisatoren angeschlossene Widerstände R3-R7 gleichen den Ladestrom aus. Der Ausgangswiderstand der Stabilisatoren überschreitet 0,03 Ohm nicht. Da der Widerstandswert der Widerstände zehnmal größer ist, können wir davon ausgehen, dass alle Stromkreise aus Stabilisator und Widerstand den gleichen Ausgangswiderstand haben.

Die Stabilisatorchips der Serie 7815 sind in drei Hauptmodifikationen erhältlich: mit einer Toleranz für die Ausgangsspannung von 15 V ±2 % (Ausgangsspannung innerhalb von 14,7...15,3 V), ±4 % (14,4...15,6 V), ±5 % (14,25...15,75 V). Alle davon können im Ladegerät verwendet werden, Stabilisatoren mit einer Toleranz von ±2 % sind jedoch vorzuziehen.

Der Akku wird an den Anschluss XS1 angeschlossen. Die HL1-LED signalisiert das Vorhandensein von Spannung am Ladegerätausgang. Bei Bedarf kann die Spannung des zu ladenden Akkus reduziert werden. Öffnen Sie dazu die Kontakte des Schalters SA2 und schalten Sie die Diode VD6 in Reihe mit der Batterie. Ist dies nicht erforderlich, entfallen Diode und Schalter. Die VD5-Diode schützt die Stabilisatoren bei Netzspannungsausfall bei angeschlossener Batterie.

Die Dioden FR602 (VD1-VD4) können durch jeden Gleichrichter mit einem zulässigen Durchlassstrom von mindestens 5 A und einer Sperrspannung von mindestens 50 V ersetzt werden; geeignet ist beispielsweise HER602. Wir werden die Schottky-Diode SR1640 (VD6) durch SR3020 ersetzen.

Der Ausgangsstrom des Ladegeräts wird durch die Stabilisatoren DA1-DA5 begrenzt. Die maximale Verlustleistung hängt vom Zustand des geladenen Akkus ab und kann erheblich sein. Daher sind alle Mikroschaltungen auf einem gemeinsamen Kühlkörper mit einer Fläche von mindestens 200 cm installiert².

Ein korrekt zusammengebautes Ladegerät aus zu wartenden Teilen erfordert keine Anpassung.

Autor: P. Petrov

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