Пристрій для заряджання акумуляторних батарей. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Пристрій для заряджання акумуляторних батарей. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Зарядні пристрої, акумулятори, гальванічні елементи

Коментарі до статті

У порівняно малопотужних електромережах одночасна робота безлічі електроінструментів і зварювальних апаратів викликає такі стрибки і провали напруги, що всі зарядні пристрої, перш зібрані мною, просто відмовлялися працювати або вимагали безперервного контролю. У пристрої з ручним регулюванням зарядного струму при сильному зниженні напруги мережі - аж до 170 В - доводилося встановлювати регулятор струму на максимум. Якщо не встежив полів мережевої напруги, то зарядний струм перевищував граничне значення і в кращому разі перегорав запобіжник, у гіршому - трансформатор. Стабілізовані регулятори виявилися нездатними відстежувати такі широкі межі зміни напруги, а при різких стрибках і провалах призводили до наслідків, описаних вище.

Довелося підійти до цієї проблеми ґрунтовніше, і, як показала практика, недаремно. Кілька років експлуатації нового зарядного пристрою підтвердили, що тільки повна відсутність напруги може перешкодити зарядці батареї. Застосування пропорційно інтегруючого (ПІ) регулятора в новому пристрої дозволило точніше утримувати заданий зарядний струм при дії будь-яких факторів, що дестабілізують.

ПІ регулятор - це система, в якій для забезпечення стійкості регулювання сформовано спеціальну частотну характеристику фільтра в ланцюзі зворотного зв'язку. При повільному відході регульованого параметра від заданого значення фільтр поводиться як інтегратор, а за швидкого - як безінерційна ланка. Перехід від одного режиму до іншого визначено значенням граничної частоти, при якому фазовий зсув у кільці регулювання не перевищує допустимого значення та забезпечена стійкість системи.

Принципова схема зарядного пристрою показано на рис. 1.

.
(Натисніть для збільшення)

Джерелом струму зарядки служать дві вторинні обмотки IV і V мережевого трансформатора Т1, що утворюють з діодами VD1, VD2 і VD3, VD4, відповідно, два двонапівперіодних випрямляча, включених паралельно. Струм можна плавно змінювати змінним резистором R14 в межах від 1 до 10 А зі стабілізацією встановленого значення. Цей вузол виконаний за традиційною схемою з фазовим управлінням з тією різницею, що як регулюючий елемент використаний не тиристор, а потужний польовий транзистор VT1. Таке рішення зумовило простоту управління та конструктивні зручності.

Фазовий метод регулювання передбачає використання пилкоподібної напруги для формування імпульсів керування регулюючим елементом. Щоб синхронізувати цю напругу з моментами переходу напруги через нульове значення застосований вузол, зібраний на елементах VD6-VD8, R1, R2, R9, R10 і компараторі DA4, що живиться від включених послідовно згідно напівобмоток II I І-2 трансформатора.

Коли напруга на обмотці II дорівнює нулю діод VD7 закривається зворотним напругою, що надходить через резистори R9, R10 з виходів допоміжного джерела живлення мікросхем, відбувається перемикання компаратора в стан, коли на виході з відкритим колектором (висновок 9) низька напруга.

Через цей вихід і струмообмежувальні резистор R13 розряджається конденсатор С8, що постійно заряджається через резистор R8 від того ж допоміжного джерела. Таким чином, на конденсаторі С8 формується пилкоподібна напруга з прив'язкою до нульової фази напруги в мережі.

Компаратор DA5 керує регулюючим транзистором VT1 відповідно до пилкоподібної напруги, прикладеної до інвертуючого входу, і вихідною напругою ПІ фільтра на неінвертуючому вході. Після досягнення пилкоподібною напругою рівня, присутнього на вході, що не інвертує, на виході з відкритим колектором встановиться напруга близька до нуля, яке закриє транзистор VT1.

У плюсовий ланцюг акумуляторної батареї, що заряджається, включені два резистора R3 і R5, з'єднаних паралельно і виконують функцію струмовимірювального елемента.

Імпульси зарядного струму, які знімаються з цих резисторів, надходять на вхід зібраного на ОУ DA3 активного ФНЧ Бесселя. Вибір типу фільтра обумовлений рівномірністю його АЧХ, а також високою лінійністю ФЧХ та малим часом встановлення.

Частота зрізу ФНЧ – близько 8 Гц. Її визначають елементи R4, R6, С3, С4. Фільтр ефективно пригнічує основну гармоніку зарядного струму 100 Гц, проте його інерційність не повинна бути надмірно великою.

До виходу ФНЧ підключений мікроамперметр РА1 з додатковими резисторами R12, R16, показання якого прямо пропорційні середнього значення струму зарядки. Калібрують мікроамперметр в амперах зарядного струму підстроювальним резистором R16. З виходу ФНЧ напруга надходить також на суматор, утворений резисторами R11, R14, R15. Змінним резистором R14 регулюють зарядний струм. Різниця сигналів, що підводяться до точки з'єднання резисторів R11 і R15 надходить на вхід ПІ фільтра.

ПІ фільтр зібраний на ОУ DA6 та елементах R17, R19. C10. виходячи з інерційності ФНЧ, гранична частота регулятора обрана близькою до 8 Гц. Зі зменшенням частоти коефіцієнт передачі фільтра збільшується і близько нульової частоти теоретично зростає до нескінченності. Цим досягається мінімальна неузгодженість заданого та дійсного значень зарядного струму. На частоті 8 Гц і більше коефіцієнт передачі визначають лише номінали резисторів R17, R19. Він дорівнює приблизно 27 дБ.

Таким чином, сигнал неузгодження впливаючи на регулюючий транзистор VT1 через компаратор DA5, зводить до нуля різниця значень напруги зазначених вище сигналів у точці з'єднання резисторів R11 і R15.

Для живлення компараторів, операційних підсилювачів та інших вузлів пристрою передбачено допоміжне двополярне джерело, утворене напівобмотками III.1, III.2 трансформатора Т1, випрямлячем VD5, стабілізаторами напруги DAI, DA2 і оксидними конденсаторами, що згладжують С1, С2, С5 С6. Світлодіод HL1 індикатор увімкнення пристрою в мережу. Вентилятор з електродвигуном M1 служить для примусового охолодження блоку потужних діодів VD1-VD4 та транзистора VT1.

Більшість деталей пристрою розміщено на універсальній технологічній платі, монтаж виконаний відрізками ізольованого дроту. Резистори R3...R5 - дротяні С5-16В. Інші постійні - ОМЛТ, МЛТ чи МТ. Змінний R14 - дротяний з лінійною характеристикою. ППБ-1 підбудовний R16 - СПЗ-39А.

Оксидні конденсатори краще використовувати розраховані на роботу за підвищеної температури. Інші конденсатори - будь-які.

Трансформатор Т1 – ТС-180 від старого лампового телевізора. Магнітопровід необхідно розібрати, з котушок змотати всі обмотки, крім первинної I, зберігши паперові міжшарові прокладки, і намотати нові. Спочатку укладають обмотки II.1 на одну котушку та II.2 – на іншу, по 37 витків дроту. ПЕВ-2 0,18. а потім також III.1 та III.2 по 55 витків дроту. ПЕВ-2 0.38. Останніми намотують обмотки IV і V по 150 витків дроту. ПЕВ-2 0,86 з відведенням від середини. Міжобмотувальні та міжшарові прокладки є обов'язковими.

З'єднувати напівобмотки, розташовані на різних котушках і намотані в один бік, слід зустрічно (тобто кінець із кінцем), як зазначено на схемі.

Діоди VD1-VD4 та транзистор VT1 встановлені без ізолюючих прокладок на загальному тепловідводі від процесора комп'ютера у зборі з вентилятором DL-43. Тепловідведенням у вигляді пластини площею близько 5 см2 слід забезпечити також стабілізатор DA1.

Мікроамперметр РА1 – М4206 зі струмом повного відхилення стрілки 100 мкА. Мережевий перемикач SA1 - МТ-1. Затискачі на висновки батареї, що заряджаються, великі пружинні, виду "крокодил", їх можна придбати в магазині радіодеталей або автозапчастин.

Вигляд зарядного пристрою зі знятою кришкою показано на рис. 2.

Пристрій для заряджання автомобільних акумуляторних батарей .

Для початкової перевірки працездатності зарядного пристрою до його виходу підключають активне навантаження потужністю 100 Вт (автомобільну лампу фари зі з'єднаними паралельно нитками). Перед цим регулятор струму зарядки R14 встановлюють у положення максимального опору, що буде відповідати мінімальному струму.

Навантаження включав послідовно з контрольним амперметром до виходу зарядного пристрою. Переконуються, що регулятор R14 дозволяє змінювати зарядний струм у встановлених межах, які за потреби можна скоригувати добіркою резистора R15.

Потім до виходу пристрою аккумуляторну батарею підключають послідовно з контрольним амперметром. Встановлюють по контрольному амперметру зарядний струм 10 А, переміщуючи движок резистора R1, встановлюють стрілку мікроамперметра РА1 на кінцевий поділ.

Автор: Димов А.

Дивіться інші статті розділу Зарядні пристрої, акумулятори, гальванічні елементи.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Автомобіль на олії 11.10.2001

Двадцятирічний студент з Німеччини Олександр Йос, майбутній машинобудівник, переобладнав свій автомобіль із дизельного палива на олію.

Для цього до схеми подачі палива довелося додати другий бак: двигун заводиться на звичайному дизельному паливі, а потім переходить на ріпакову олію. Крім того, так як в'язкість масла, особливо взимку, занадто висока, Йос вбудував на його шляху теплообмінник, в якому масло перед упорскуванням в циліндри підігрівається до 120 градусів Цельсія від тепла двигуна, що вже працює.

Олександр проїхав на олії вже 12000 кілометрів, його автомобіль успішно проходить техогляди. Замість отруйних вихлопів він поширює приємний запах смаженої картоплі.

Інші цікаві новини:

▪ Ректальний джойстик

▪ З погляду собаки

▪ Космонавти підтверджують: сіль небезпечна

▪ Холодильник Sharp JH-DT55B

▪ Мікросхеми допомагають збирати меблі

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Телебачення. Добірка статей

▪ стаття Гай Валерій Катулл. Знамениті афоризми

▪ стаття Коли було вперше передбачено сонячне затемнення? Детальна відповідь

▪ стаття Дриль-верстат. Домашня майстерня