Безкоштовна технічна бібліотека ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Генератор стабільного струму для заряджання акумуляторів та його застосування при ремонті та конструюванні радіоелектронних засобів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Зарядні пристрої, акумулятори, гальванічні елементи Розглянутий генератор стабільного струму (ГСТ) добре підходить для заряджання акумуляторів (до 12 В). Величину зарядного струму можна встановлювати в межах 0...10 А. Однак виготовлявся цей ГСТ не так для зарядки акумуляторів, як для інших цілей. Потужний ГСТ дозволяє швидко оцінити практично будь-які контактні з'єднання за величиною перехідного опору (контакти реле, вимикачів та ін.). Використовуючи мілівольтметр постійного струму, наприклад, мультиметр серії 830 або 890, можна легко виміряти опір аж до 0,001 Ом. Маючи потужний ГСТ та мілівольтметр, ми фактично придбали міліомметр, а це розкриває широкі можливості у діяльності радіоаматора. Займаючись ремонтом радіоелектронних засобів (РЕМ), ми змушені перевіряти справність багатьох комплектуючих. Конструювання РЕМ вимагає перевірки всіх радіокомпонентів без винятку (як б/в, і нових). У радіоаматорських умовах процес перевірки комплектуючих носить, зазвичай, дуже поверховий характер. Та й чи багато можна дізнатися про параметри потужного діода або транзистора при використанні цифрового мультиметра? "Продзвонюючи" струмом у кілька міліампер потужний діод на 10...30 А, можна лише виявити його непридатність. Краще будуть результати у разі застосування стрілочного вимірювача, наприклад, М41070/1. Останній забезпечує величину струму вимірюваного ланцюга більше 50 мА (піддіапазон 300 Ом). А на межі 300 ком легко виявляються дефекти діодів і транзисторів (витікання струмів). Але не всі дефекти можна виявити під час перевірки напівпровідникових приладів низьковольтними вимірювачами опорів. Тому були виготовлені вимірювачі [1, 2]. Вимірювач [1] дозволяє оперативно оцінити величину Uке.макс транзисторів, а портативний варіант такого вимірювача [2] призначений для роботи від акумулятора (не прив'язаний до мережі 220, що цінно в умовах радіоринку). Цими ж вимірювачами оцінювалися і величини зворотних напруг діодів, що перевіряються. Зручно та швидко проходив пошук дефектних конденсаторів. Крім того, вимірювач [2] має діапазон напруги від 0 до 3000 В. Остання обставина дозволяє відчувати ізоляцію, наприклад, між обмотками мережевого трансформатора. У моїй практиці були випадки, коли вдавалося знайти місце дефекту ізоляції між I і II обмотками мережевого трансформатора блоку живлення. Жодні омметри, що були під рукою (0...200 МОм), не фіксували порушення ізоляції, а трансформатор уже почав битися струмом. У темряві (при напрузі понад 2,5 кВт) дуже добре було видно місце дефекту, оскільки іскра проскакувала в конкретному місці та створювала характерне потріскування. Таким чином, вдалося уникнути перемотування обмоток, усунувши пробою ізоляції та заливши його клеєм. Найважливіше, що радіоаматори, що повторили вимірювачі [1, 2], залишилися задоволеними можливостями цих приладів. Коли потрібно вибрати з-поміж наявних потужних діодів найкращі, стане в нагоді цей ГСТ. Діоди з найменшою прямою напругою (Uпр) нагріваються менше і довше служать. Дуже важливо такі екземпляри використовувати у низьковольтних випрямлячах, де величина Uпр визначає ККД схеми. Доводилося спостерігати, як інтенсивно починають нагріватися діоди, коли величина струму через них перевищує 7...10 А, маленькими смужками-радіаторами вже не обійтися, бо діоди типів Д242-Д247, КД203, Д214 та ін нагріваються настільки сильно, що можуть вийти з ладу. Величина струму через ці діоди не повинна перевищувати 7 А (коефіцієнт навантаження струмом дорівнює 0,7). Однак практика використання таких діодів показала, що вони можуть довго і безвідмовно працювати при струмах 10 А і більше. Якщо струм перевищує 7 А, особливо актуальний відбір екземплярів з найменшим значенням Uпр. Варто замінити звичайні кремнієві діоди Д242 діодами з бар'єром Шотки, наприклад, КД2998В, як усвідомлюєш перевагу останніх (мале значення Uпр дозволяє використовувати малогабаритні радіатори при струмі 10 А). На жаль, на діоди ціни високі, а на діодні мости – надмірно високі (у ремонті може й окупляться, а конструювання за цінами перекупників руйнує радіоаматора). Скласти міст із кількох діодів дешевше, хоч і викликає незручності з кількома тепловідведеннями. Параметри закордонних діодів і мостів явно завищені, що засвідчують заміни в схемах. Для відбору діодів із мінімальним значенням Uпр, випробуваний діод підключають до виходу ГСТ (як показано пунктиром на рис.1). Так вибиралися діоди типів КД202, КД203, Д242Д246, Д214, Д215, Д231, КД2997, КД2998, КД2999 та ін. До речі, Uпр діодів часто відрізняється від довідкових даних (як типове значення, так і регламентоване для температури величини прямого струму Серед великого числа (або упаковки) однотипних діодів майже завжди зустрічалися екземпляри, у яких Uпр було в 25-1,5 рази більше, ніж у решти.Ось такі екземпляри і перегріваються, наприклад, у мостовому випрямлячі перевищує нагрівання інших діодів.Uпр вимірювали при струмі не меншому, ніж робочий струм даного діода в конкретній конструкції. Про вимірювання малих величин опорів (режим міліметра) Потрібен мілівольтметр з межею 200 або 2000 мВ. Резистором R9 (рис.1) встановлюють струм через вимірюваний опір (Rн) 1 А. Тепер кожен мілівольт падіння напруги на опорі Rн відповідає міліому цього опору. Коли потрібна більш висока точність вимірювання Rн, переходять на піддіапазон 10 А (натиснутий перемикач SA2) і встановлюють струм через Rн 10 А. Тепер кожному міліопору відповідає вже 10 мВ. За такої величини струму (10 А) чудово "дзвоняться" практично будь-які роз'ємні з'єднання. На них "осідає", залежно від перехідного опору, від одиниць мілівольт (відмінної якості контакт) до десятків і сотень мілівольт (це вже дефектні контакти). Вимірювання малих опорів при струмі ≥10 А дозволяє швидко виявити багато дефектів, які приховані для продзвонювання мультиметрами. Надається ексклюзивна перевірка (у цифрах!) практично будь-яких монтажних дротів. Беруть відрізок монтажного дроту завдовжки кілька десятків сантиметрів та підключають до ГСТ. За падінням напруги на ньому визначають його придатність для тих чи інших цілей. Поки людина має справу з конструкціями, де величина струму вбирається у 1...3 А, то вимір міліом йому не потрібний. Але в конструкціях зі струмами більше 10 А багато що змінюється. На ринках стали з'являтися "китайські" дроти (товстий шар ізоляції з малим перетином мідних жил). Вітчизняні дроти такого ж діаметра (за ізоляцією) мають погонне опір у два і більше разів менше, ніж "китайські". Щоб мілівольтметр не вивести з ладу при відключенні Rн, на час вимірювання висновки приладу шунтують діодом КД2998 (підійде і будь-який інший зі струмом 10 А), як це показано на рис.1. Особливу цінність ГСТ становить під час перевірки роз'ємних з'єднань б/в та контактів реле. Відразу виявляються ті контакти, які вимагають очищення чи заміни. Ось лише кілька прикладів. Широко поширені тумблери типів ТБ, ТП, МТ, ПТ та ін. Згодом у них перехідний опір збільшується від 3...5 мОм до 0,1...0,5 Ом і навіть більше! Є сенс нанести на корпус вимикача відповідні написи, які повинні визначати призначення (застосування) вимикача. Часто очищення контактів реле давало хороший результат: зазвичай перехідний опір зменшується в 2-10 разів (залежно від зношування контактів). Зменшення перехідного опору досягали і оптимальним притиском контактів. Пам'ятайте, що поганий контакт викликає прискорене руйнування поверхонь, що контактують. Про наболіле Люди купують звичайні мережеві (220 В) вилки, розетки та вимикачі, які перегріваються при навантаженні понад 1 кВт. Хоча на корпусах цих виробів написані обнадійливі 6 А, але написи не гарантують належної якості з'єднань. Можна, звичайно, перевіряти такі вироби, підключаючи їх на 30...60 хв з навантаженням 1 кВт (очікуючи можливе нагрівання в дефектному з'єднанні). А можна використовувати ГСТ для виміру перехідного опору. Питання дуже актуальне, адже погані контакти в навантаженні електромережі 220 В нерідко призводять до пожежі. А якість сучасних побутових мережевих виделок, розеток і вимикачів лише знижується (економія матеріалів, погане складання, відсутність надійних контактів, що пружинять). Про схемотехніку ГСТ ГСТ виконаний на ОУ DA1 та потужному польовому транзисторі VT7, який забезпечує необхідний струм у навантаженні. Оскільки на постійному струмі (наш випадок) польовий транзистор ланцюгом затвора струм не споживає, то ОУ працює фактично без навантаження, що підвищує надійність роботи всього ГСТ. ОУ управляє провідністю польового транзистора, що визначає струм у навантаженні Rн. ГСТ має два піддіапазони регулювання струму. У показаному на схемі положенні перемикача SA2 маємо 0...2 А. Другий піддіапазон - до 10 А. Датчик струму (резистор R16) використовується як для схеми ГСТ, так і як шунт амперметра. Джерело опорної напруги зібрано на прецизійному стабілітроні VD9 типу Д818Е та генераторі струму, який, у свою чергу, зібраний на транзисторах VT1-VT4 (запозичений з [3]). Ця схема незаслужено забута радіоаматорами. Вона має більшу стабільність параметрів, ніж однотранзисторні схеми ГСТ. Стабільність вихідного струму ГСТ ланцюга Rн практично повністю визначається стабільністю напруги на неинвертирующем вході ОУ, тобто. стабільністю ІОН. Стабільність показань амперметра РА1 залежить від стабільності елементів R16-R18. Деталі Замість ОУ КР140УД708 встановлювали також К140УД7. Польовий транзистор IR.Z46 (КП741А, Б), IR.Z44 (КП723А), IR.Z45 (КП723Б), IR.Z40 (КП723В), IR.540 (КП746А), IR.541 (КП746Б), IR.542 КП746В), IR.P150 (КП747А) і т.д. Польовий транзистор обраний з міркувань максимальної надійності та простоти конструкції. За відсутності польового транзистора цілком можна замінити двома транзисторами, як показано на рис.2. Однак транзистор КТ827А тут працює в режимах, близьких до граничних (коли струм навантаження дорівнює 10 А). Вигідно замінити КТ827А двома транзисторами. Так і чинили радіоаматори, що повторювали схему ГСТ (рис.1) і не мали польових транзисторів (рис.3). Транзистор VT7 повинен бути забезпечений добрим тепловідведенням з поверхнею не менше 2000 см2. Транзистори VT1, VT2 типів КТ3107, КТ361 з будь-якими літерними індексами. Транзистори VT3, VT4 типів КТ3102, КТ315 з будь-якими буквеними індексами. Сюди добре підходять КТ502, КТ503. Транзистор VT5 типу КТ815, КТ817; транзистор VT6 типу КТ814, КТ816. Про діоди випрямляча Підійдуть будь-які потужні діоди зі струмом більше 10 А. Якщо потужні діоди все-таки не вдалося придбати (на периферії їх купити просто нереально), то використовують стару та перевірену часом схему (рис.4) роботи двох діодних мостів на одне загальне навантаження (паралельний) режим). Схема рис.5 має ту ж мету, що і схема рис.4, але резистори включені таким чином, щоб всі 8 діодів були розміщені на трьох радіаторах, як і діоди звичайного моста. Однак тут число резисторів вже 8 (замість 4 на рис.4). Для схеми рис.1 опору резисторів R1-R4 (рис.4) та R1R8 (рис.5) не повинні перевищувати 0,1 Ом (їхній діапазон 0,03...0,1 Ом, але вони повинні бути однаковими). У схемі рис.4 експлуатуються також мости КЦ402, КЦ405 (R1-R4 рівні 0,5...1 Ом) та інші діоди (для КЦ402, 405 сума струмів не перевищує 2 А). Дротові резистори виготовлялися з недефіцитного ніхромового дроту діаметром понад 1,5 мм. Претензій до стабільності резистора R16 не буде, якщо виконати його належним чином (при струмі 10 А на ньому розсіюється потужність 10 Вт). Ніхром по ТКС у 30 разів гірший за константан, у 3 рази гірший за манганін, але в 26 разів стабільніший за мідь. Щоб наздогнати за стабільністю манганін, необхідно зменшити температуру (потужність на резисторі). Включені паралельно 4 резистори з ніхрому вирішують це завдання. Адже манганінові чи константанові шунти на периферії дефіцитні. Крім того, максимальна робоча температура манганіну менше 100°С, а у нихрому 900°С. Підготовлені вищезгаданим способом шунти будуть практично "вічними" (2,5 Вт потужності на кожному не викличуть великого нагріву). Резистори R7, R8 і R17, R18 складені з резисторів типу С2-13, так як стабільність опору визначає стабільність вихідного струму ГСТ і, відповідно, показань амперметра. Всі інші резистори типу МЛТ, крім дротяного R9 типу ПП2-12. Електролітичні конденсатори С8-С10 широкодоступні типу К50-35 чи К50-6. Зменшувати їх сумарну ємність не можна, оскільки в навантаження (Rн) стануть проникати пульсації і з'являться похибки в роботі ГСТ (при величині струму близько 10 А). Крім того, недостатня ємність випрямляча не дозволить отримати вихідний струм 10 А (при зазначеній величині змінної напруги II обмотки мережевого трансформатора). Якщо ГСТ не буде експлуатуватися як зарядний пристрій 12-вольтових акумуляторів, то напругу обмотки II слід зменшити. Перевіряти діоди, різні контактні з'єднання можна і при напрузі обмотки II кілька вольт. Насправді знижували цю напругу до 6 У (при навантаженні 10 А). Базовий варіант даного ГСТ містив трансформатор, обмотка II якого при струмі 10 А повинна давати не менше 10,25 В. Обмотку II виконували з відведенням, коли потрібно було отримати струм більше 10 А в режимі міліметра, зберігши ГСТ і як зарядний пристрій для 12- вольтові акумулятори. Невелике "ноу-хау" полягає в тому, що перевіряти потужні контактні (роз'ємні) з'єднання краще при струмі, що значно перевищує паспортне значення. Наприклад, на вилці вказано 6 А, отже, надійність з'єднання потрібно перевіряти при струмі 10...20 А. У цьому випадку некондиційне з'єднання зразу себе видає. А таких нових некондиційних виделок, розеток та вимикачів на ринку з'явилося багато! Про трансформатор Т1 Перший (базовий) варіант ГСТ був зібраний на малогабаритному трансформаторі потужністю всього 160 ВА. Напис на ньому: "ТБС30,16, 3У160 Р50 VA 60-5.1360 Hz. ГОСТ.72-180". У ньому використано ШЛ-залізо. За обсягом він менший, ніж ТС-180, і працює безшумно, чого не скажеш про ТС-45. Вторинні обмотки намотані заново. Обмотка II містить 1,4 витків ПЕВ-11,5 мм у два дроти. Напруга холостого ходу 10 В. Під навантаженням 10,25 А вихідна напруга не менше 2998 В, але якщо в діодному мосту встановлені діоди Шотки (КД2991, XNUMX). Для кремнієвих Д242, 243 напруга в обмотці II збільшували на 2,5 В. Якщо діоди в схемах рис.4 та рис.5 підібрані у пари, то резистори R1-R4 (рис.4) та R1-R8 (рис.5) можна видалити (закоротити). Насправді це робили лише з паралельними діодами, мають розкид Uпр лише на 5%. Обмотка III Т1 містить 78 витків подвійним проводом ПЕЛШО-0,41. Відведення від обмотки II для струму 20 А (на схемі не показаний) робили від 28 витка. Можна використовувати трансформатор ТС-180-2. Обмотки 9-10 та 9'-10' з'єднували послідовно. За ТУ у них 6,4 В і струм навантаження 4,7 А. Вони містять по 23 витки дроту D1,55 мм. При струмі 10 А їх не можна експлуатувати, але на короткий час можна. Як обмотки III використовували обмотки 5-6, 5'-6' і 11-12, 11'-12', з'єднавши їх послідовно (5-6 з обмоткою 11-12 і 5'-6' з обмоткою 11'-12 '). Обмотки 11-12 дають по 6,4 В кожна, тільки 11'-12' розрахована на струм 0,3 А, а 11-12 - на 1,5 А. При струмі 10 А "найгарячіші" обмотки 9-10 ( вже через кілька хвилин), але оскільки вони розташовані у верхньому шарі, то їх охолодження найкраще. Для додаткового відведення тепла зовнішній шар паперу (разом із етикеткою) видаляли на кожній котушці ТС-180. Коли ГСТ виготовляли тільки для продзвонювання низькоомних з'єднань, то випрямляч мостової замінювали двополуперіодною схемою з середньою точкою (рис.6). Тут так само, як і в схемах рис.4 та рис.5, встановлювали по 2 шт. Д242А в паралель. Для всіх діодів тут потрібний один радіатор. Головне в даній ситуації (стосовно ТС-180) полягає в тому, що тепер номінальний струм з обмоток вже не 4,7 А, а більше 7 А. Згідно [4], маємо виграш по струму в 1,4 рази щодо однієї обмотки 9-10. невеликий відступ Емальпровід нині позолочений: за 1 кг потрібно викласти до 5 у.о. За ці гроші реально придбати 2-4 шт. трансформаторів ТС-180, у яких дроти не менші. Усі інші варіанти ГСТ виконувались переважно більш потужної основі (перемотаний ТС-270-1 чи тороїдальні трансформатори), тобто. вторинні обмотки були намотані заново. Якщо немає емальпроводу, то можна використовувати практично будь-який одно-, багатожильний мідний або алюмінієвий провід. Головне, щоб було набрано необхідний переріз. Орієнтир простий - мідна жила діаметром 2 мм для струму трохи більше 10 А. Дуже корисна інформація з мережевих трансформаторів [5]. Про дротяні резистори (крім R16). Усі можуть бути і мідними, тобто. практично використовували відрізки мідного дроту D0,4...0,6 мм. Останній за довжини 1 м дає опір 0,058 Ом, при довжині 120 см - 0,07 Ом. Пропуск струму (через ТКС міді) викликає збільшення опору до 0,092 Ом. Таким чином, відрізка емальпроводу D0,6 мм і довжиною 50...100 см більш ніж достатньо даних схем випрямлячів. Довжина відрізка не повинна бентежити, тому що провід легко розміщується на каркасі діаметром понад 1см. У схемі рис.6 вигідно використовувати "пігулки" - КД213, КД2997, 2999. Дві "пігулки" на одному радіаторі зручно розташовувати саме для таких корпусів, як КД213. Скрізь, де тільки можна (за напругою), є сенс застосовувати діоди з бар'єром Шоткі. При купівлі КД2998 обов'язково перевіряють його величину Rобр. Пам'ятайте, що перегрів – смерть усіх радіокомпонентів. Зі зростанням температури деградують pn-переходи, збільшується кількість відмов. Не потрібно орієнтуватися на завод-виробник, у якого основне завдання - мінімізація витрати матеріалів та комплектуючих, а потрібно самим створювати запас надійності та міцності, де це можливо. Розташування елементів та малюнок друкованої плати показано на рис.7, 8. література:
Автор: А.Г. Зизюк Дивіться інші статті розділу Зарядні пристрої, акумулятори, гальванічні елементи. Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті. Останні новини науки та техніки, новинки електроніки: Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
Інші цікаві новини: ▪ Оптимальний час для пробіжки ▪ Одноплатний ПК LattePanda 3 Delta ▪ Нетбук Dell Latitude 2100 Education Netbook Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки
Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки: ▪ Розділ сайту Любителям подорожувати - поради туристу. Добірка статей ▪ стаття Мідний лоб. Крилатий вислів ▪ стаття Яка зірка нічного неба найяскравіша? Детальна відповідь ▪ стаття Молодша медична сестра для догляду за хворими. Посадова інструкція ▪ стаття Ручне зварювання штучними електродами. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Залишіть свій коментар до цієї статті: All languages of this page Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт www.diagram.com.ua |