|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Приставка для автоматичного вимкнення зарядного пристрою. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Автомобіль. Акумулятори, зарядні пристрої У статті описана приставка, призначена для спільної роботи із зарядним пристроєм, що не має функції відключення від мережі після закінчення заряджання акумуляторної батареї. Ця приставка повинна зацікавити насамперед тих автолюбителів, які, маючи найпростіший зарядний пристрій заводського виготовлення або саморобний, хотіли б з мінімальними витратами часу та засобів забезпечити автоматизацію зарядного процесу. Відомо, що напруга на висновках кислотно-свинцевої акумуляторної батареї, що заряджається стабільним струмом, майже перестає збільшуватися, як тільки вона отримає повний заряд. З цього моменту практично вся енергія, що надходить на батарею, витрачається тільки на електроліз і нагрівання електроліту. Таким чином, у момент припинення збільшення зарядної напруги можна було відключати зарядний пристрій від мережі. Інструкція з експлуатації акумуляторних батарей [1] рекомендує, щоправда, продовжувати зарядку в такому режимі ще дві години. Саме так працює автоматичний зарядний пристрій, описаний мною раніше [2]. Однак практика показує, що ця дозарядка дійсно необхідна лише при щорічному проведенні контрольно-профілактичного зарядно-розрядного циклу з метою визначення технічного стану батареї. У повсякденній експлуатації цілком достатньо витримати батарею під постійною напругою протягом 15...30 хв. Такий підхід дозволяє спростити автоматичний зарядний пристрій без помітного впливу на повноту зарядки батареї. Якщо ж заряджати батарею нестабілізованим струмом, то разом із плавним збільшенням зарядної напруги (вираженим слабше, ніж у першому випадку) відбувається зменшення струму зарядки. Свідченням повної зарядженості батареї є припинення зміни і напруги та струму. Цей принцип і покладено основою роботи запропонованої приставки. Вона містить компаратор, на один із входів якого подано напругу, що пропорційно збільшується при збільшенні зарядної напруги на батареї (і зменшується при зменшенні) і одночасно зменшується, що пропорційно при збільшенні (збільшується при зменшенні) зарядного струму. На другий вхід подано ту саму напругу, що й на перший, але зі значною затримкою в часі. Інакше кажучи, поки збільшуватиметься напруга на батареї і (або) зменшуватиметься струм зарядки, значення напруги на другому вході компаратора буде менше значення напруги на першому, і ця різниця пропорційна швидкості зміни зарядної напруги і струму. Коли напруга на батареї та струм заряджання стабілізуються (що свідчить про повну зарядженість батареї), значення напруги на входах компаратора зрівняються, він перемкнеться і дасть сигнал на вимкнення зарядного пристрою. Ця ідея запозичена з [3]. Приставка виконана на поширених елементах. Максимальний робочий струм дорівнює 6 А, проте за необхідності можна легко збільшити. Принципова схема приставки зображено на рис. 1.
Пристрій складається з вхідного ОУ DA1, двох компараторів напруги на ОУ DA2.1, DA2.2, двовходового електронного реле VT1 - VT3, К1 і блоку живлення, що складається з мережевого трансформатора Т1, діодів VD1-VD4, конденсатора, що згладжує напруги, і параметричного стабілізатора VD6R5. Вихід зарядного пристрою підключають до затискачів Х19, Х1, а батарею, що заряджається, - до затискачів Х3, Х2. Мережну вилку зарядного пристрою включають до розетки Х3 приставки. При натисканні на кнопку SB1 напруга мережі надходить до зарядного пристрою і мережну обмотку I трансформатора Т1 приставки. Нестабілізованою напругою з діодного мосту VD1-VD4 живиться електронне реле, а вихідною напругою параметричного стабілізатора - мікросхема DA2 (DA1 живиться від зарядного пристрою). Починається заряджання акумулятора. Падіння напруги, створюване струмом зарядки на резисторі R1, надходить на вхід ОУ DA1, включеного за схемою підсилювача, що інвертує. Напруга на виході при зменшенні струму зарядки буде збільшуватися. З іншого боку, вихідна напруга ОУ пропорційна його напруги живлення. А оскільки підсилювач живиться безпосередньо з батареї, що заряджається, то вихідна напруга ОУ буде функцією як напруги на затискачах заряджуваної батареї, так і струму зарядки. Така побудова приставки дала можливість використовувати її спільно з різними зарядними пристроями, у тому числі і найпростішими. До виходу ОУ підключений ФНЧ R4C2, з якого напруга через інтегруючі кола R7C3 і R5R6R8C4 надходить на входи компаратора, виконаного на ОУ DA2.2. Ланцюг R8C4 має постійну часу, в багато разів більшу, ніж ланцюг R7C3, тому напруга на вході, що не інвертує, цього компаратора буде менше, ніж на інвертуючому, і на виході встановиться низький рівень. Компаратор на ОУ DA2.1 являє собою звичайне порогове пристрій, на вхід, що інвертує, якого подано зразкову напругу з резистивного дільника R15R16, а на неінвертуючий - з дільника R11R12R13, підключеного до заряджуваної акумуляторної батареї. Компаратор перемикається при досягненні на батареї напруги 14,4 і служить для виключення можливості передчасного відключення зарядного пристрою в умовах незначної динаміки зміни напруги на батареї. В результаті, поки напруга на батареї, що заряджається, не досягне зазначеного значення, приставка не відключить зарядний пристрій, навіть якщо переключився компаратор DA2.2. Така ситуація можлива при встановленні заниженого значення зарядного струму і, як наслідок, при дуже повільній зміні зарядної напруги та струму. Спочатку на виході компаратора DA2.1 діє напруга низького рівня. Виходи обох компараторів через резистивні дільники R17R18 та R20R21 з'єднані з базами транзисторів VT2 та VT1. Таким чином, при натисканні на кнопку SB1 ці транзистори залишаються закритими, a VT3 відкривається. Спрацьовує реле К1 та контактами К1.1 блокує контакти кнопки. Приставка залишається увімкненою після відпускання кнопки. Оскільки транзистори VT1 і VT2 включені за логічною схемою, вони відкриваються тільки при високому рівні напруги одночасно на виході компараторів DA2.1, DA2.2. Це може статися лише тоді, коли батарея буде повністю заряджена. При цьому транзистор VT3 закривається і реле К1 відпускає якір, розмикаючи ланцюг живлення приставки та зарядного пристрою. На рис. 2 показані графіки зміни напруги на входах компаратора DA2.2, а також зарядного струму в процесі дозарядки акумуляторної батареї 6СТ-60 за допомогою найпростішого зарядного пристрою з нестабілізованим зарядним струмом. Початковий рівень зарядженості батареї - близько 75 %.
У разі коли приставка працюватиме в умовах сильних перешкод, ланцюг живлення ОУ DA2 слід шунтувати керамічним конденсатором ємністю 0,1 мкФ. Приставка відрізняється зниженою чутливістю до коливань напруги мережі. Якщо воно, наприклад, збільшується, то збільшується і напруга на батареї, що заряджається, але одночасно збільшиться і струм зарядки. В результаті напруга на виході ОУ DA1 незначно зміниться. Приставка змонтована у металевій коробці розмірами 140x100x70 мм. На її лицьовій панелі розміщені затискачі Х1-Х3, запобіжник FU1 та розетка Х5. Більшість деталей приставки розміщена на друкованій платі розмірами 76x60 мм, виконаною з фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5 мм. Креслення плати зображено на рис. 3. Трансформатор Т1 та реле К1 змонтовані окремо поруч із платою. Резистор R1 припаяний безпосередньо до затискачів Х1, Х2.
Резистор R1 складається з двох паралельно з'єднаних резисторів С5-16В опором по 0,1 Ом та номінальною потужністю розсіювання 1 Вт; інші постійні – МЛТ. Підстроювальні резистори R9, R12 - СПЗ-16в. Конденсатор С1 – КМ5, решта – К50-35. Конденсатор С4 бажано перед встановленням на плату тренувати, підключивши його на кілька годин до джерела постійної напруги 10...12 Ст. Замість КД105Б можна використовувати діоди КД106А, а замість КД522Б – будь-який із серії КД521. Стабілітрон VD5 - будь-який малопотужний з напругою стабілізації 11... 13 ст. Транзистори КТ3102Б замінені будь-якими малопотужними відповідної структури зі статичним коефіцієнтом передачі струму бази не менше 50, а при заміні транзистора VT3 слід орієнтуватися на струм спрацьовування наявного реле К1. При виборі заміни ОУ К553УД2 необхідно враховувати, що не всі операційні підсилювачі допускають роботу з вхідною напругою, що дорівнює живильному. У приставці використаний готовий малопотужний мережевий трансформатор зі змінною напругою вторинної обмотки 14 при струмі навантаження до 120 мА. Реле К1 - РМУ, паспорт РС4.523.303, але підійде будь-яке з напругою спрацьовування 12...14, контакти якого розраховані на комутацію змінної напруги 220 В при струмі 0,3...0,5 А. Для налагодження приставки будуть потрібні стабілізований джерело напруги, регульованого в межах 10... 15 В, і цифровий вольтметр з межею вимірювання 20 В. Спочатку двигун резистора R12 встановлюють в нижнє, R9 - в ліве за схемою положення. До затискачів Х1 і Х3 підключають джерело, встановлюють на його виході напругу 14,4 і включають приставку в мережу. Натискають кнопку SB1, при цьому має спрацювати реле К1. Переконуються у цьому, що у виходах ОУ DA2.1 і DA2.2 (висновки 10 і 12) є низький рівень напруги (1,3... 1,5 У). Потім вимірюють напругу на виході ОУ DA1 (висновок 10). Воно має бути приблизно рівним напрузі підключеного джерела живлення. Замикають на 30.. .40 з висновки резистора R8, забезпечуючи швидку зарядку конденсатора С4, а потім після десятихвилинної витримки вольтметр підключають до виходу ОУ DA2.2 і плавно обертають ручку резистора R9 до моменту перемикання напруги на компаратора, т. е. його виході до 11... 11,5 В. Потім вимірюють напругу на вході, що інвертує ОУ DA2.2 і резистором R9 зменшують його на 15...20 мВ. Слід зазначити, що вимірювати напругу у вхідних ланцюгах компаратора потрібно цифровим вольтметром з вхідним опором щонайменше 5...10 МОм, ніж допускати розрядки конденсатора C3. Оскільки вхідний опір багатьох популярних цифрових авометрів не перевищує 1 МОм, можна включити на вході вольтметра десятимегаомний резистор, що утворює спільно з вхідним опором приладу дільник напруги з коефіцієнтом 1:10. На закінчення обертають ручку резистора R12 до моменту перемикання ОУ DA2.1. При цьому реле К1 має відпустити якір. Якщо у радіоаматора немає цифрового вольтметра і немає джерела живлення, налагодити приставку можна безпосередньо в процесі реальної зарядки батареї. Для цього підключають до приставки зарядний пристрій та акумуляторну батарею, вимикач зарядного пристрою встановлюють у положення "Увімкнено", а двигуни резисторів R9, R12 приставки - як зазначено вище. Натискають на кнопку SB1, переконуються у спрацьовуванні реле К1 та встановлюють зарядний струм відповідно до інструкції з експлуатації зарядного пристрою. Далі контролюють процес зарядки батареї, періодично вимірюючи напругу на висновках. Коли воно досягне 14,4, обертають ручку резистора R12 до моменту перемикання ОУ DA2.1. Коли напруга перестане збільшуватися, продовжують заряджання в такому режимі ще 20...30 хв і потім плавно обертають ручку резистора R9 до спрацювання ОУ DA2.2 та відключення приставки та зарядного пристрою від мережі. У цьому налагодження закінчують. На закінчення слід зазначити, що для гарантії повної зарядки акумуляторної батареї бажано встановлювати максимально допустимі значення зарядного струму для того, щоб забезпечити хорошу динаміку зміни напруги на виході ОУ DA1. Особливо це стосується зарядних пристроїв з нестабілізованим вихідним струмом та сильно розряджених батарей. література
Автор: К.Купріянов, м.Санкт-Петербург
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Пластир для контролю рівня глюкози ▪ Фотосинтетичний двигун для штучних клітин
▪ розділ сайту Шпигунські штучки. Добірка статей ▪ стаття Показники комфортності та діяльність людини. Основи безпечної життєдіяльності ▪ стаття Як подорожує світло? Детальна відповідь ▪ стаття Рогатий огірок. Легенди, вирощування, способи застосування
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page