Автоматична приставка до зарядного пристрою. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

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

 Коментарі до статті

Питанням грамотного обслуговування автомобільних акумуляторних батарей журнал завжди приділяв багато уваги. Так, наприклад, попередня стаття на цю тему була опублікована в минулому році (І. Герцен. "Приставка-автомат до зарядного пристрою" в "Радіо", 1997 № 7, с. 45, 46). Вміщена нижче робота – черговий крок у вказаному напрямку.

У процесі тривалого - кілька місяців - зберігання автомобільних акумуляторних батарей відбувається їх саморозряджання, у зв'язку з чим рекомендується не рідше одного разу на місяць заряджати батарею. Однак звичайна підзарядка не в змозі запобігти сульфатації пластин, що поступово призводить до зменшення ємності батареї та зниження терміну її служби [1]. Тому батарею час від часу розряджають струмом, в амперах, чисельно рівним 1/20 номінальної ємності, вираженої в ампер-годинах, до напруги 10,5 В, з наступною зарядкою до напруги 14,2...14,5 В. Такий зарядно-розрядний цикл слід повторити неодноразово, якщо батарея сильно засульфатована або тривалий час перебувала у підлозі розрядженому стані.

Приставка, що описується нижче, призначена для роботи спільно з зарядними пристроями, що забезпечують необхідний зарядний струм і мають на виході пульсуючу зарядну напругу. Підійдуть, наприклад, пристрої УЗ-А-6/12 (м. Виборг), УЗР-П-12-6,3 (м. Юр'єв-Польський), а також аматорські, описані в [2, 3]. Приставка дозволяє розряджати батарею до напруги 10,5 В і після закінчення розрядки автоматично почати заряджання струмом з розрядною складовою (при співвідношенні зарядної та розрядної складових 10:1). Пристрій припиняє зарядку при досягненні напруги на затискачах батареї 14,2...14,5 В, що відповідає її 100% зарядженості. Воно контролює напругу, коли зарядного струму немає. При зникненні напруги пристрою припиняє розрядку батареї. Цикли розряджання-заряджання можуть бути одноразовими або багаторазовими.

Принципова схема приставки-автомата показано на рис. 1.

(Натисніть для збільшення)

Живлення приставки - комбіноване - від мережі, від зарядного пристрою і від батареї GB1, що заряджається, в той час, коли оптронний диністор U3 закритий.

Як пороговий елемент, що виробляє сигнал при двох значеннях напруги на батареї - 14,2...14,5 при зарядці і 10,5 при розрядці, - використані компаратори таймера DA1 [4] з дільниками напруги R7R10 і R8R11. На його входах R і S відбувається порівняння напруги на батареї, що заряджається або розряджається, з зазначеними вище пороговими значеннями, що визначаються напругою живлення таймера, опором резисторів внутрішнього дільника напруги таймера, напругою на його вході UR (воно знімається зі стабілітрона VD2). Нижній та верхній пороги спрацьовування компаратора можна змінювати підстроювальними резисторами R10 та R11. Живиться таймер параметричного стабілізатора VD3R9.

Напруга не надто сильно розрядженої дванадцяти вольтної батареї зазвичай дорівнює 12...12,6 В. При включенні пристрою в мережу з підключеною батареєю таймер встановиться в стан, що відповідає напрузі високого рівня на його виході, транзистор VT1 буде відкритий. Відкриється диністор оптрона U3, і почнеться зарядка батареї, на що і вкаже світлодіод HL1, що включився.

Однак, як правило, ступінь зарядженості батареї невідома, тому перед початком зарядки її доцільно розрядити до напруги 10,5 В. Для включення режиму розрядки після підключення батареї короткочасно натискають на кнопку SB1 "Пуск". Через контакти SB1.1 на вхід R таймера надійде напруга з підключеної до виходу батареї і перемкне його в протилежний стан (на виході - низький рівень), транзистор VT1 закриється і вимкне світлодіод HL1.

Одночасно через контакти SB1.2, що замкнулися, на верхній за схемою вхід RS-тригера, зібраного на елементах DD1.1, DD2.2, приходить низький рівень. Тригер встановлюється у такий стан, коли виході елемента DD1.1 з'являється напруга високого рівня.

При наведеному на схемі положенні контактів перемикача SA1 на виході елементів DD1.3, DD1.4, включених інверторами, діє напруга низького рівня. Оскільки фототранзистор оптопари U2 відкритий (а він відкритий весь час, поки на приставку подано напругу мережі) через базу транзистора VT4, резистор R23, фототранзистор оптопари і вихід логічних елементів DD1.3 і DD1.4 протікає струм, достатній для насичення цього транзистора.

Через лампу розжарювання EL1 протікає розрядний струм батареї близько 2,5 А, що відповідає 20-годинному режиму розрядки батареї 6СТ55. При обслуговуванні батареї іншої ємності слід використовувати лампу відповідної потужності.

Напруга мережі через резистор R1, що гасить, надходить на діодний міст VD1 і після випрямлення живить послідовно з'єднані світлодіоди оптронів U1 і U2. Конденсатор С1 і резистор R2 утворюють фільтр, що згладжує для світлодіода оптрона U2. При зникненні напруги в мережі фототранзистор цього оптрона закривається, що призводить до закривання транзистора VT4 і припинення розрядки батареї.

У міру розрядки батареї напруга на її затискачі зменшується. Коли воно досягне 10,5 В, таймер перейде, відкриються транзистори VT1 ​​і VT2. Відкриття транзистора VT1 викликає перехід пристрою в режим заряджання, перемикання RS-тригера та закривання транзистора VT4, а також відкривання транзистора VT3.

Струм заряджання встановлюють за допомогою зарядного пристрою відповідно до інструкції з експлуатації акумуляторної батареї, тобто дорівнює 1/10 або 1/20 ємності батареї. Якщо заряджання йде без контролю оператора, слід забезпечити обмеження коливань зарядного струму при коливаннях напруги. Найпростіший спосіб стабілізації струму - включення ланцюга із двох-трьох паралельно з'єднаних автомобільних ламп потужністю 40...50 Вт у розрив одного з вихідних проводів зарядного пристрою [5]. Такий же ефект дає включення лампи напругою 220 В та потужністю 200...300 Вт в один із вхідних (мережевих) проводів зарядного пристрою.

Зарядний струм містить дозовану розрядну складову, що сприятливо позначається на протіканні електрохімічних процесів в батареї [1]. Струм розрядної складової визначає резистор R19 (приблизно 0,5 А).

У процесі заряджання напруга на полюсних виводах батареї плавно збільшується. Відомо, що напруга повністю зарядженої батареї дорівнює 14,2...14,5 [1]. Ця напруга вимірюється відсутність зарядного струму, оскільки зарядні імпульси в залежності від ступеня розрядженості батареї збільшують миттєве значення напруги на її затискачах на 1...3 В.

Для забезпечення такого режиму вимірювання пристрої використані елементи U1, R4, VT2. У режимі заряджання транзистор VT2 відкритий. На рис. 2 показані діаграми напруги та струму, що пояснюють роботу оптронів U1 та U2. Напруга мережі випрямляється діодним мостом (діагр. 1) і надходить на світлодіоди оптронів U1 та U2.

Фототранзистор оптрона U1 відкривається в моменти, коли струм через світлодіод оптрона U1 (діагр. 2) перевищує струм відкриття фототранзистора. При цьому резистор R4 шунтує підстроювальний резистор R11 і верхній поріг спрацьовування таймера DA1 збільшується. У моменти переходу напруги через нуль фототранзистор закривається і поріг спрацьовування таймера зменшується до значення 14,2 ... 14,5 В. Саме в цей час через батарею не протікає струм зарядки. Вимірювання відбувається у кожному напівперіоді мережі, т. е. 100 разів у секунду. Тривалість виміру - 1...3 мс.

Струм через світлодіод оптрона U2 протікає весь час, поки на приставку подано мережну напругу, завдяки чому фототранзистор оптрона U2 відкритий.

Як тільки напруга на батареї досягне без струму зарядки 14,2...14,5 В, таймер DA1 переключиться (на виході з'явиться низький рівень) і зарядка припиниться. Оскільки на виході RS-тригера, як і раніше, залишається високий рівень, пристрій може залишатися в такому стані довго, аж до декількох діб. Струм, що споживається від батареї, невеликий (20...30 мА) і не може викликати її істотної розрядки.

Якщо необхідно багаторазове тренування батареї розрядно-зарядними циклами, контакти перемикача SA1 переводять у нижнє за схемою положення. У цьому випадку RS-тригер виявляється виведеним з роботи і зарядка і розрядка чергуються до тих пір, поки є мережна напруга і підключена батарея, що заряджається.

Конденсатори С2, C3 підвищують стійкість до перешкод таймера. Резистори R19, R22 забезпечують надійне утримання транзисторів VT3, VT4 закритими без струму бази.

Замість КТ608Б у пристрої можна застосовувати будь-які транзистори із серій КТ603, КТ608, КТ3117, КТ815; КТ503Б – КТ315, КТ501, КТ503, КТ3117; КТ814Б - КТ814, КТ816, КТ818, КТ837 та замість КТ825Г - будь-який із цієї серії. Оптронний диністор ТО125-10 можна замінити на Т0125-12.5, ТО2-10, ТО2-40, ТСО-10.

Діодний міст КЦ407А замінимо на КЦ402, КЦ405 з літерними індексами А, Б, В. Стабілітрон VD3 бажано використовувати з невеликим ТКН стабілізації, годяться будь-які стабілітрони серії Д818.

Оксидний конденсатор С1 - К50-16, К50-35 або К50-29; С2, C3 - КМ-66, К10-23, К73-17 та ін. Підстроювальні резистори R10, R11-будь-які багатооборотні, наприклад СП5-2. Резистор R20 - ПЕВ потужністю 10 або 15 Вт (принаймні 7,5 Вт); решта - МЛТ, ОМЛТ, С2-23. Кнопка SB1 та перемикач SA1 - будь-які, наприклад, КМ2-1 та МТ1 відповідно.

Більшість елементів пристрою змонтовано на друкованій платі, виготовленій із фольгованого склотекстоліту товщиною 2 мм (рис. 3).

Оптронний диністор U3 та транзистор VT4 встановлені на тепловідведеннях з поверхнею охолодження 100...150 см2. Плату зміцнюють у будь-якому корпусі відповідних розмірів (в авторському варіанті – 260X100X70 мм). З'єднання, якими протікає струм зарядки і розрядки, повинні бути виконані проводом перерізом не менше 2 мм2. Провід, що з'єднує пристрій з акумуляторною батареєю, бажано вибрати гнучкими.

Для налагодження пристрою потрібно лабораторне джерело постійного струму з напругою, регульованим в межах від 9 до 15 В при струмі навантаження не менше 0,6 А, і вольтметр. Спочатку зарядний пристрій і лампу EL1 тимчасово відключають, а батарею, що заряджається, замінюють лабораторним джерелом струму.

Встановивши по вольтметру напруга джерела 10,5, підстроювальним резистором R10 встановлюють нижній поріг спрацьовування компаратора по включенню світлодіода HL1, а потім, встановивши напругу 14,2...14,5 В, підстроювальним резистором R11 встановлюють верхній поріг по включенню.

Зовнішній вигляд зібраної приставки показано на рис. 4.

Для забезпечення електробезпеки всієї зарядної установки в цілому необхідно, щоб навантаження (батарея) була гальванічно розв'язана (відокремлена) від мережі живлення. Роль елементів розв'язки в приставці грають оптрони (U1 і U2. На жаль, обрані автором оптрони серії АОТ110 не в змозі усунути небезпеку ураження струмом, тому що їх номінальна напруга ізоляції не перевищує 100 В. Для приставки підійдуть тільки ті оптрони, напруга ізоляції яких не менше 500, фототранзистор - складової (особливо це стосується оптрона U2), наприклад, з серії АОТ127.

література

1. Болотовський В.І., Вайсгант 3. І. Експлуатація, обслуговування та ремонт свинцевих акумуляторів. - Л.: Вища школа. Ленінгр. відділення, 1988, 208 с.
2. Кудінов Г., Савчук Г. Автоматичний зарядний пристрій. – Радіо, 1982, № 1, с. 44-48.
3. Таланов Н., Фомін В. Зарядний пристрій стартерних батарей акумуляторів. – Радіо, 1994, № 7, с. 29.
4. Зельдін Е. Застосування інтегрального таймера КР1006ВІ1. – Радіо, 1986, № 9, с. 36, 37.
5. Коробков А. Прилад для автоматичного тренування акумуляторів: Сб: "На допомогу радіоаматору", вип. 96, с. 61-70. -М.: ДТСААФ, 1987.
6. Газизов М. Автоматичний пристрій для заряджання та відновлення акумуляторних батарей.: Сб: "На допомогу радіоаматору", вип. 94, с. 3-7. - М.: ДТСААФ, 1986.

Автор: А.Євсеєв, м.Тула

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 Акули навчать людей відрощувати зуби 22.02.2016 Британські вчені виявили в акул гени, що дозволяють їм регенерувати свої зуби протягом усього життя. Людина ці гени теж є, але вони " сплять " . Достатньо "пробудити" їх - і беззубі роти відійдуть у минуле. Зуби більшості акул мають форму гострих конусів і сидять на хрящах верхньої та нижньої щелеп. Їхня регулярна зміна відбувається за принципом конвеєра: після того, як один із зубів випадає, з внутрішньої сторони щелепи виростає новий. За своєю будовою та походженням це видозмінені плакоїдні луски (пластинки, що лежать у волокнистому шарі шкіри та складаються з кісткової речовини остеодентину). Дослідження механізму появи у акул нових зубів провели спеціалісти з Університету Шеффілда у Великій Британії; про його результати розказано у прес-релізі. Вченим вдалося виділити спеціальний набір епітеліальних клітин, що формують зубні платівки та активують безперервне продовження регенерації зубів. Як вважають дослідники, відповідальні це гени були у всіх перших хребетних. Навіть через 450 мільйонів років еволюції вони збереглися: в акул - максимально активності, а в людини - в "скороченому режимі". Змінивши молочні зуби на корінні, гени "засинають", вважаючи свою місію виконаною. Еволюційно це зрозуміло: якщо в акул зуби є основним інструментом полювання, і їм необхідно бути гострими та сильними, то людина рік у рік удосконалює зовнішні інструменти, що дозволяють йому виживати. Однак навіть у людей традиційний механізм іноді дає збій: відомо чимало випадків, коли у людей похилого віку зуби починають рости заново. Вчені вважають, що ця здатність може бути доступна всьому людству: для цього потрібно "розбудити" сплячі гени. З винаходом нового методу генної інженерії CRISPR-Cas9 це цілком можливо. Метод полягає в селективному редагуванні геному ферментом, який дізнається необхідну послідовність ланцюга ДНК "по наведенню" комплементарного їй РНК "гіда".

Інші цікаві новини:

▪ Снеки з полуниці

▪ Перші 32-розрядні контролери ZigBee

▪ 5-гігагерцевий процесор Intel Core i7-1195G7

▪ Перший 4K-дисплей для смартфонів

▪ Походження домашньої кішки

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електромонтажні роботи. Добірка статей

▪ стаття Здоров'я людини та суспільства. Основи безпечної життєдіяльності

▪ Які зміни у Європі та світі відбулися після Другої світової війни? Детальна відповідь

▪ стаття Борщівник звичайний. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Фарби, оліфи. Прості рецепти та поради

▪ стаття Розрахунок мережевого трансформатора джерела живлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024