Автозарядка автомат



страница1/4
Дата27.11.2017
Размер0.73 Mb.
  1   2   3   4

Заряд АКБ
Заряд свинцовых аккумуляторных батарей необходимо производить от источника постоянного (выпрямленного) тока. Можно использовать любые выпрямители, допускающие регулировку зарядного тока или напряжения. При этом зарядное устройство, предназначенное для заряда одной 12-вольтовой батареи, должно обеспечить возможность увеличения зарядного напряжения до 16,0-16,5 В, поскольку иначе не удастся зарядить современную необслуживаемую батарею полностью (до 100% ее фактической емкости).
Положительный провод (клемму) зарядного устройства соединяют с положительным выводом батареи, отрицательный — с отрицательным.
В практике эксплуатации пользуются, как правило, одним из двух методов заряда батареи: заряд при постоянстве тока или заряд при постоянстве напряжения. Оба эти метода равноценны с точки зрения их влияния на долговечность батареи. При выборе зарядного устройства следует руководствоваться информацией, приведенной ниже.

Заряд при постоянстве тока


Заряд батареи производится при постоянной величине зарядного тока, равной 0,1 х С20 (0,1 от номинальной емкости при 20-часовом режиме разряда). Это значит, что для батареи емкостью 60 А•ч ток заряда должен быть равен 6 А. Для поддержания постоянства тока в течение всего процесса заряда необходимо регулирующее устройство.
Недостаток такого способа — необходимость постоянного (каждые 1-2 часа) контроля и регулирования зарядного тока, а также обильное газовыделение в конце заряда.
Для снижения газовыделения и повышения степени заряженности батареи целесообразно ступенчатое снижение силы тока по мере увеличения зарядного напряжения. Когда напряжение достигнет 14,4 В, зарядный ток уменьшают в два раза (3 Ампера для батареи емкостью 60 А•ч) и при таком токе продолжают заряд до начала газовыделения. При заряде батарей последнего поколения, которые не имеют отверстий для доливки воды, целесообразно при увеличении зарядного напряжения до 15 В еще раз уменьшить ток в два раза (1,5 А для батарей емкостью 60 А•ч).
Батарея считается полностью заряженной, когда ток и напряжение при заряде сохраняются без изменения в течение 1-2 часов. Для современных необслуживаемых батарей такое состояние наступает при напряжении 16,3-16,4 В в зависимости от состава сплавов решеток и чистоты электролита.

Заряд при постоянстве напряжения


При заряде этим методом степень заряженности АКБ по окончании заряда напрямую зависит от величины зарядного напряжения, которое обеспечивает зарядное устройство. Так, например, за 24 часа непрерывного заряда при напряжении 14,4 В 12-вольтовая батарея зарядится на 75-85%, при напряжении 15 В — на 85-90%, а при напряжении 16 В — на 95-97%. Полностью зарядить батарею в течение 20-24 часов можно при напряжении зарядного устройства 16,3-16,4 В.
В первый момент включения тока его величина может достигать 40-50 А и более, в зависимости от внутреннего сопротивления (емкости) батареи. Поэтому зарядное устройство снабжают схемными решениями, ограничивающими максимальный ток заряда до 20-25 А.
По мере заряда напряжение на выводах батареи постепенно приближается к напряжению зарядного устройства, а величина зарядного тока, соответственно, снижается и приближается к нулю в конце заряда (если величина зарядного напряжения выпрямителя ниже напряжения начала газовыделения). Это позволяет производить заряд без участия человека в полностью автоматическом режиме. Обычно критерием окончания заряда в подобных устройствах является достижение напряжения на выводах батареи при ее заряде, равного 14,4±0,1 В. При этом, как правило, загорается зеленый сигнал, служащий индикатором достижения заданного конечного напряжения, то есть окончания заряда. Однако, для удовлетворительного (на 90-95%) заряда современных необслуживаемых батарей с помощью выпускаемых промышленностью зарядных устройств, имеющих максимальное зарядное напряжение 14,4-14,5 В, потребуется более суток.

Заряд батареи на автомобиле


При эксплуатации батареи на автомобиле ее заряд происходит при постоянном напряжении. Производители автомобилей по согласованию с разработчиками батарей устанавливают уровень зарядного напряжения 14,1±0,2 В, что ниже напряжения интенсивного газовыделения. С понижением температуры эффективность заряда при постоянном напряжении уменьшается из-за роста внутреннего сопротивления батареи. Поэтому АКБ на автомобиле не всегда восстанавливает свою емкость после разряда полностью. Обычно степень заряженности батареи зимой составляет 70-75%, если напряжение на клеммах батареи равно 13,9-14,3 В при работающем двигателе и включенном дальнем свете. Поэтому в тяжелых условиях зимы (при низких температурах, частых и длительных пусках холодного двигателя и коротких пробегах) целесообразно периодически (желательно не реже одного раза в месяц) производить заряд АКБ от стационарного зарядного устройства и при положительной температуре.
У полностью заряженной батареи плотность электролита составляет 1,28±0,01 г/см3 Линейно снижаясь, по мере разряда АКБ, она составляет 1,20±0,01 г/см3 у батарей, степень заряженности которых снизилась до 50%. У полностью разряженной батареи плотность электролита составляет 1,10±0,01 г/см3.
Если значение плотности во всех аккумуляторах одинаково (с разбросом ±0,01 г/см3), это говорит о степени заряженности батареи и отсутствии внутренних замыканий. При наличии внутреннего короткого замыкания плотность электролита в дефектной банке аккумулятора будет значительно ниже (на 0,10-0,15 г/смі), чем в остальных ячейках.
Для измерения плотности жидкостей применяют ареометры со сменными денситометрами для измерения плотности различных жидкостей, например, антифриза с плотностью от 1,0 до 1,1 г/см3 или электролита с плотностью от 1,1 до 1,3 г/см3.
При измерении поплавок не должен касаться стенок цилиндрической части стеклянной трубки. Одновременно необходимо замерить температуру электролита. Результат измерения плотности приводят к +25°C. Для этого к показаниям денситометра надо прибавить или отнять поправку, указанную в специальной литературе.
Если при измерении окажется, что НРЦ ниже 12,6 В, а плотность электролита ниже 1,24 г/см3, батарею необходимо подзарядить и проверить зарядное напряжение на ее клеммах при работающем двигателе.
Источник: www.livi-car.ru
Зарядка автомобильного аккумулятора

Зарядка аккумулятора при постоянном токе

При подобном заряде сила тока в ходе всего времени заряда должна оставаться постоянной. Для этого в ходе заряда надо менять напряжение зарядного устройства или сопротивление цепи. Имеется несколько методов регулирования силы зарядного тока. Основные из них:

• подключение в зарядную цепь реостата;

• использование регуляторов силы тока (например, тиристорных), которые периодическим включением и выключением дополнительного сопротивления в цепи заряда изменяют силу тока таким образом, чтобы его среднее значение сохранялось постоянным;

• изменение напряжения источника тока ручным или автоматическим регулятором в соответствии с показаниями силы тока, корректируя его до требуемого постоянного значения.


Большинство выпрямительных приборов, предназначенных для заряда, питается от сети переменного тока и имеет или ступенчатую, или плавную регулировку напряжения за счет изменения коэффициента трансформации. Вследствие этого в процессе заряда приходится периодически вручную регулировать напряжение.
Коэффициент полезного действия заряда при комнатной температуре для исправных батарей может быть принят равным 85-95% при токе заряда не более 0,1С20
Коэффициент использования тока зависит от силы зарядного тока, уровня заряженности батареи и температуры электролита. Он будет тем меньше, чем больше зарядный ток, чем выше уровень заряженности и чем ниже температура электролита. При зарядке полностью разряженных батарей при комнатной температуре, процесс заряда в начальный момент идет с наибольшим коэффициентом использования тока. Увеличение степени заряженности и повышение поляризации ведут к повышению суммарного внутреннего сопротивления батареи и повышению потерь энергии на нагрев электролита, электродов и прочих компонентов батареи. Кроме того, на финальной стадии заряда аккумуляторов начинается вторичный процесс - электролиз воды, входящей в состав электролита.
Выделяющийся при электролизе воды газ создает видимость кипения электролита, что свидетельствует об окончании процесса зарядки аккумуляторов. Для снижения потерь энергии при зарядке, уменьшения нагрева батареи и предохранения уровня электролита от чрезмерного снижения, рекомендуется в конце процесса заряда понижать силу зарядного тока.
При зарядке постоянным током наиболее распространенным является режим, который состоит из двух стадий. Первая стадия заряда производится при токе равном 0,1С20 до тех пор, пока напряжение на батарее 12 В не достигнет 14,4 В (2,4В на каждом аккумуляторе). Затем сила зарядного тока уменьшается вдвое до величины 0,05С20. Зарядка при такой силе тока длится до неизменности напряжения и плотности электролита в аккумуляторах в течение 2ч. При этом в конце заряда происходит бурное выделение газа ("кипение" электролита).
В ходе зарядки аккумуляторов с гелиевым или адсорбированным электролитом следует четко следовать рекомендациям производителя. В противном случаи малейшее отклонение от оптимального режима может привести к порче аккумулятора.
Уменьшенная сила тока в конце заряда позволяет снизить скорость газовыделения, уменьшить влияние перегрева на последующую работоспособность и срок службы батареи, а также обеспечить полноту заряда.
Уравнительная зарядка аккумуляторов. Такая зарядка производится при постоянной силе тока менее 0,1 от номинальной емкости в течение немного большего времени, чем обычно. Его цель - обеспечить полное восстановление активных масс во всех электродах всех аккумуляторов батареи. Уравнительный заряд нейтрализует влияние глубоких разрядов и рекомендуется как мера, устраняющая нарастающую сульфатацию электродов. Зарядка длится до тех пор, пока во всех аккумуляторах батареи не будет наблюдаться постоянство плотности электролита и напряжения на протяжении трех часов.
Форсированная зарядка аккумуляторов. В случаи потребности в короткое время восстановить работоспособность глубоко разряженной аккумуляторной батареи, используют так называемую форсированную зарядку. Такая зарядка может производиться токами величиной до 70% от номинальной емкости, но на протяжении более короткого времени. Время заряда тем меньше, чем больше величина зарядного тока. Практически при заряде током 0,7С20 длительность зарядки не должна быть более 30 мин, при 0,5С20 - 45 мин, а при 0,3С20 - 90 мин. В ходе форсированного заряда нужно контролировать температуру электролита, и при достижении 45 °С прекращать зарядку.
Нужно отметить, что использование форсированного заряда должно быть исключением, так как его регулярное многократное повторение для одной и той же батареи, заметно укорачивает срок ее службы.
Зарядка автомобильного аккумулятора при постоянном напряжении

При этом методе, в течение всего времени заряда напряжение зарядного устройства остается постоянным. Зарядный ток убывает в ходе заряда по причине повышения внутреннего сопротивления батареи. В первый момент после включения, сила зарядного тока определяется следующими факторами: выходным напряжением источника питания, уровнем заряженности батареи и числом последовательно включенных батарей, а также температурой электролита батарей. Сила зарядного тока в первоначальный момент заряда может достигать (1,0-1,5)С20.


Для исправных, но разряженных автомобильных аккумуляторов такие токи не принесут вредных последствий. Несмотря на большие токи в первоначальный момент зарядного процесса, общая длительность полного заряда аккумуляторных батарей приблизительно соответствует режиму при постоянстве тока. Дело в том, что завершающий этап заряда при постоянстве напряжения происходит при достаточно малой силе тока. Однако, заряд по такой методике в ряде случаев предпочтителен, так как он обеспечивает более быстрое доведение батареи до состояния, позволяющего обеспечить пуск двигателя. Кроме того, сообщаемая на первоначальном этапе заряда энергия тратится преимущественно на основной зарядный процесс, то есть на восстановление активной массы электродов. При этом реакция газообразования в аккумуляторе еще не возможна.
Итак, зарядка при постоянстве напряжения позволяет ускорять процесс заряда аккумуляторов при подготовке к использованию.
Модифицированный заряд. Такой заряд представляет собой некоторое приближение к заряду при постоянном напряжении. Его цель - немного уменьшить силу тока в начальный период заряда и понизить влияние колебания напряжения в сети на зарядный ток. Для этого последовательно с аккумуляторной батареей в электрическую цепь подключают резистор небольшого сопротивления. Такой прием известен под названием - "способ с полупостоянным напряжением". При использовании этого метода напряжение на клеммах зарядного устройства поддерживается постоянным в пределах от 2,5 до 3,0В на один аккумулятор. Считается, что для свинцовых аккумуляторов наилучшим является напряжение 2,6В на аккумулятор, обеспечивающее заряд ориентировочно за 8ч.
Постоянная подзарядка. Постоянные подзарядки наиболее применимы для стационарных аккумуляторов. Напряжение постоянной подзарядки выбирается в зависимости от конструкции аккумуляторов и срока службы с целью полной компенсации потери емкости от саморазряда. Для поддержания аккумуляторов с низким саморазрядом, лучше использовать периодические подзарядки. Режим подзарядки определяется условиями эксплуатации, типом и степенью изношенности аккумулятора. Основным недостатком режима постоянной подзарядки является параллельное протекание вторичного процесса, что способствует преждевременному ухудшению характеристик аккумуляторов.

Автозарядка - автомат

В основе автоматического зарядного устройства лежит стабилизатор тока. Достаточно один раз прокалибровать движок потенциометра.





PS
(от составителей каталога)

Хорошая работоспособная схема. Такие схемы делались и не раз. Но напряжение источника питания "+15 В" явно занижено. Смотрите: при заряде аккумулятора емкостью 60 А*час зарядный ток должен быть численно равен 1/10 этого значения - 6А. Тогда на токостабилизируещем резисторе обратной связи R3 упадет напряжение 6 А*0,5 Ом = 3 В. Плюс падение на токорегулирующем транзисторе минимум 1...2 В. Напряжение на исправном полностью заряженном аккумуляторе не должно превышать 14,7 В. Итого 20 В при токе 6А. На холостом ходу такой выпрямитель должен давать порядка 23...25 В. При мощности трансформатора 150...250 Вт. Тогда можно доверять шкале резистора. Но существуют еще всякие температурнве зависимости. Да и резистор R1 может просто подработаться. А стоимость аккумулятора довольно высока. Поэтому все же рекомендуется установить контрольный амперметр.

Диоды выпрямителя должны быть расчитаны на ток не менее 10 А.

И не забудте установить регулирующий транзистор VT4 на радиатор площадью не менее 600 кв.см.



АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

Е. Сосновский, А. Черников

Описываемое устройство предназначено для зарядки аккумуляторных батарей всех типов, применяемых для электрооборудования легковых автомобилей и мотоциклов.

Зарядное устройство позволяет плавно регулировать силу зарядного тока зарядки от 0 до 6 А, выходного напряжения от 0 до 15 В и автоматически отключаться от сети при зарядке батареи на 90% от номинальной емкости. Имеет систему защиты от перегрузок, срабатывающую при токе силой 7—10 А. Контроль за силой зарядного тока и выходным напряжением производится по ампервольтметру.

Питание зарядного устройства осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В; потребляемая мощность не более 60 Вт; масса устройства не более 6 кг.

Принципиальная схема зарядного устройства приведена на рис. 1. Работает оно следующим образом. Постоянное напряжение с выхода двухполупериодного выпрямителя на диодах Д5 — Д8, включенных по мостовой

схеме, через составной транзистор Т1Т2, являющийся регулирующим элементом устройства, подается к заряжаемой аккумуляторной батарее. Сопротивление составного транзистора изменяют напряжением смещения, подаваемым на базу транзистора Т1 с движка переменного резистора R3. Резистор R4 позволяет измерять напряжение на выходе зарядного устройства при отключенной нагрузке.

В системе защиты от перегрузок работают транзистор ТЗ и электромагнитное реле Р1. При кратковременном включении питания кнопочным переключателем В1 замыкаются контакты В 1.2, заряжается конденсатор С1, срабатывает реле Р1, и его контакты Р1.1 замыкаются. При этом срабатывает реле РЗ и его контакты Р3.1 блокируют контакты В1.1 выключателя питания. Режим транзистора ТЗ подбирают резистором R8 таким, чтобы ток коллекторной цепи был достаточным для удержания реле Р1 в сработавшем состоянии (0,2—0,25 от тока срабатывания).

При увеличении силы тока нагрузки выше допустимого напряжение на выходе устройства уменьшается, и на стабилитроне Д10, режим которого определяет резистор R7, оно становится меньше напряжения стабилизации. Стабилитрон при этом закрывается, отчего токи базы и коллектора транзистора Т3 резко уменьшаются, реле Р1 отпускает, и его контакты Р1.1, размыкаясь, обесточивают обмотку исполнительного реле Р3. При этом контакты Р3.1 реле Р3 также размыкаются и отключают зарядное устройство от сети.

В системе автоматического контроля подзаряда аккумуляторной батареи работают транзистор Т4, электромагнитное реле Р2 и стабилитрон Д9. С течением времени ток заряда уменьшается, а напряжение на зажимах батареи увеличивается. Когда оно достигнет порога пробоя стабилитрона Д9, транзистор Т4 полностью открывается, реле срабатывает и своими контактами Р2.1 разрывает цепь питания исполнительного реле Р3, которое контактами Р3.1 отключает зарядное устройство от сети.

Питание системы автоматического контроля осуществляется от выпрямителя на диодах Д1 — Д4 через переключатель В4. Диод Д11 служит для ограничения напряжения на обмотке реле Р2 при отпускании. Резисторами R5 и R6 устанавливают режим срабатывания системы в зависимости от положения переключателя В3 на “12 В” или “6 В”, т. е. от рабочего напряжения заряжаемой аккумуляторной батареи.

Кнопочный переключатель В2 служит для переключения ампервольтметра ИП1 на измерение напряжения или тока заряда. Измерительным прибором служит амперметр типа М4200 (на 10 А), доработанный для измерения напряжения. Выводы рамки отпаяны от шунта (R2) и припаяны к контактам переключателя В2. Отрезки монтажного провода пропущены через отверстия в корпусе прибора. Шунт остается на том же месте в корпусе, но включен согласно схеме. Резистор R1 определяет предел измерения напряжения от 0 до 20 В. Под шкалой для измерения тока с такой же градацией нанесена шкала для измерения напряжения: 1 А — 3 В; 3 А - 6 В; 5 А - 10 В; 7 А - 14 В; 8 А - 18 В.

Кнопочный переключатель В5 служит для выключения зарядного устройства.

Внешний вид зарядного устройства показан на рис. 2, а его конструкция на рис. 3. Оно смонтировано в металлическом корпусе размерами 145 X 115x275 мм с



вентиляционными отверстиями в боковых и верхней стенках. На передней лицевой панели находятся ампервольтметр (AV), кнопочные переключатели режима измерения “AV” (В2), включения и выключения питания (В1, В5), регулятор тока заряда (R3) и индикатор подключения устройства к сети (Л1). На задней панели находятся зажимы-гнезда для подключения аккумуляторной батареи, переключатели ВЗ, В4, плавкий предохранитель.

Переключатели В1, В2 и В5 типа П2К, S3 —МТ-3. Электромагнитные реле: Р1 и Р2 — РЭС-10 (паспорт РСО.452.049ТУ), Р3 — РЭН-29 (паспорт РФО.450.016ТУ). Переменный резистор R3 типа СП-1, подстроечные R5 и R6 — СПЗ-1б, постоянные — МЛТ-0,25. Индикаторная лампа Л1 — КМ-24-90.

Трансформатор питания Tp1 выполнен на магнитопроводе ШЛ20 X 32 (можно Ш20 X 32). Обмотка I содержит 1320 витков провода ПЭВ-1 0,35, обмотка II — 150 витков провода ПЭВ-1 1,5, обмотка III— 115 витков провода ПЭВ-1 0,35.

Большая часть радиодеталей смонтирована на печатной плате размерами 120 X 60 мм (рис. 4), выполненной из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Роль радиатора транзистора Т1 выполняют две металлические пластины 1 и 2 размерами 50 X 20 X X 4 мм. Между платой и нижней пластиной на стягивающие винты надеты текстолитовые шайбы 3.

Монтажная плата, транзистор Т2, установленный на ребристом радиаторе, реле Р3 и диоды Д5 — Д8 мощного выпрямителя размещены на гетинаксовой пластине (рис. 5) размерами 110 X 100 мм, которую крепят на шасси зарядного устройства (на рис. 3 — поз. 5). Диоды Д5 и Д8 этого выпрямителя установлены на теплоотводящей пластине размерами 125 X 35 мм, а Д6 и Д7 — на пластинах размерами 125 X 72 мм.

Правильно собранное зарядное устройство сразу же начинает работать. Надо только произвести некоторую регулировку, которую начинают с системы защиты от перегрузок. Для этого переключатель В4 устанавливают в положение “Выкл.”, а на выход к гнездам-зажимам подключают реостат сопротивлением 10—20 Ом, рассчитанный на ток 7—10 А. Переменный резистор R3 устанавливают в положение, соответствующее максимальному току заряда. Затем реостатом плавно увеличивают ток нагрузки, внимательно следя за показаниями амперметра. Если при токе 7—10 А отключение устройства не происходит или оно отключается при меньшем токе, то соответственно подбирают резистор R8.

Далее приступают к регулировке системы автоматического контроля подзаряда. К выходным зажимам-гнездам подключают нагрузку, потребляющую ток 0,5—1 А, и вольтметр класса 0,5 или 1,0. Переключатель В4 ставят в положение “Вкл.”, а В3 в положение “6 В”. Плавно увеличивая выходное напряжение переменным резистором R3, подбором сопротивления резистора R6 добиваются, чтобы устройство отключалось при выходном напряжении 7 ± 0,1 В. Затем переключатель В3 переводят в положение “12 В” и резистором R5 добиваются отключения устройства при выходном напряжении на нагрузке 14 ± 0,1 В. Такие регулировки производят 2— 3 раза. При этом следят, чтобы ток нагрузки был в пределах 0,5—1 А.

ВРЛ 71

АВТОМАТИЧЕСКОЕ РАЗРЯДНО-ЗАРЯДНОЕ

Известно, что в процессе эксплуатации автомобильных аккумуляторных батарей необходимо время от времени делать профилактические зарядно-разрядные циклы, чтобы предотвращать сульфатацию пластин и тем самым увеличивать срок их службы. Существует и немало устройств, в том числе самодельных (см. журнал “Моделист-конструктор” № 9— 11, 2001), посредством которых аккумулятор вначале разряжается до 10,5 В током 1/20 от его емкости, а затем напряжение на его клеммах доводится в ходе зарядно-разрядного цикла до 14,2—14,5 В. И соотношение зарядно-разрядной составляющих тока здесь в большинстве своем поддерживается чуть ли не идеальное — как 10:1, а длительностей импульсов заряд-разряд — как 3:1, но...

Меня (да, наверное, и многих других автолюбителей, не говоря уже о профессионалах) не могут удовлетворять массивность трансформаторов и крупногабаритность радиаторов, присущих конструкциям данных устройств. Похоже, что миниатюризация и иные черты прогресса, бурно проявляющиеся, скажем, в телевизионной и компьютерной технике, почти не угадываются в той аппаратуре, которую отечественный рынок выдает за “современную разрядно-зарядную, десульфатизирующую”.

Отчаявшись найти готовую разработку с нужными мне параметрами, создал свою. Ее основные характеристики: ток заряда регулируется переменным резистором, выведенным на лицевую панель, в интервале от 2,5 до 7 А. Значит, требуемая зарядно-разрядная составляющая 1:10 может легко устанавливаться для большинства из эксплуатируемых аккумуляторов. Ток разряда фиксированный, равный 2.5 А (определяется электрическими параметрами лампы EL2). Ну а ток разряда в режиме десульфатации составляет 0,65 А (зависит от лампы EL1).




Рис. 1.

Время заряда равно 17 с, а разряда — 5 с. То есть соотношение длительности импульсов заряд-разряд приблизительно соответствует рекомендуемому 3:1. Однако этот параметр можно изменять подбором резисторов R35 и, соответственно, R36. Потребляемая мощность зависит от устанавливаемого тока заряда и равна примерно 30—90 Вт. Юстировка пороговых компараторов осуществляется подстроечными резисторами: R34— нижний предел (10,5 В) и R31 — верхний предел (14,5 В). Устройство питается от аккумулятора и от бытовой энергосети напряжением 180—250 В.

Когда переключатель SB2 находится в положении ЗАРЯД (см. принципиальную электрическую схему), контроль за аккумулятором отсутствует, разряд невозможен. В этом режиме при включенной сетевой кнопке SB1 блок работает как обычное зарядное устройство с регулировкой зарядного тока. С установкой переключателя SB2 в режим ДЕСУЛЬФАТАЦИЯ осуществляются поочередная зарядка и разрядка аккумулятора.

При нажатии на кнопку ПУСК (SB3) происходит первоначальная разрядка током 2,5 А до напряжения 10,5 В, а затем — зарядка десульфатирующим способом до напряжения 14,2—14,5 В, после чего устройство, находясь в режиме ОДНОКРАТНО, автоматически отключается. Если же кнопочный переключатель SB4 находится в положении МНОГОКРАТНО, процесс разрядки-зарядки повторяется сколь угодно, что является необходимейшим условием для “лечения” аккумулятора.

“Стандартное” электропитание (220 В, 50 Гц) устройства осуществляется через плавкий предохранитель FU1 и фильтр L1C1C2, предотвращающий от проникновения радиопомех в сеть. Поступающее переменное напряжение выпрямляется диодным мостом VD1—VD4 и сглаживается конденсаторами С4, С5. Присутствие резистора R2 диктуется необходимостью ограничивать ток во время зарядки конденсаторов. Оптроном VU1 контролируется наличие напряжения в сети или, когда оно отсутствует, обеспечивается блокировка (по выв.9 логического элемента DD2.3) режима разряда аккумулятора.

Далее. Если подсоединить аккумулятор, то на выв.3 двухпорогового компаратора DA2 установится напряжение высокого уровня (логическая “единица”). Значит, откроется полупроводниковый триод VT6 и засияет светодиод HL1 ИНДИК. ЗАРЯДА. А низкий уровень (логический “нуль”), появившийся на коллекторе этого транзистора, поступит на выводы 9 DD1.3 и 13 DD1.4 и обеспечит тем самым разблокировку низкочастотного генератора. Скважность импульсов предопределят величины сопротивлений резисторов R36 (заряд) и R35 (разряд), а частоту — номинал емкости С18.

На выв.10 логического элемента DD1.3 во время заряда аккумулятора устанавливается лог.1, блокируя транзистором VT3 высокий порог (14,2 В) компаратора DA2. Использование данного алгоритма обуславливается тем, что сравнение с поименованным выше порогом должно происходить только в режиме разряда, чтобы не допускать срабатывания компаратора с недоза-ряженным аккумулятором. Тот же высокий уровень через оптрон VU2 и транзистор VT1 запускает преобразователь напряжения.

В момент разряда появляется на выв. 10 DD1.3 напряжение низкого логического уровня. Это создает благоприятные условия для блокировки преобразователя, а также для установления лог.1 на выв.11 DD1.4. В результате срабатывает электронный ключ, собранный на транзисторах VT4, VT5, и происходит разряд аккумулятора через лампу накаливания EL1. Завышенные электрические параметры последней (24 В, 21 Вт) предотвращают ее преждевременное перегорание.

Нажатие на кнопку SB3 ПУСК приводит к установлению напряжения низкого логического уровня на выходе компаратора (выв.З DA2). Транзистор VT6 при этом закрывается; блокируется генератор, собранный на ИМС DD1, а также электронный преобразователь напряжения; устанавливается лог.1 на выв.З RS-триггера, включающего в себя ячейки DD2.1, DD2.2 микросхемы К561ЛА7. И если сетевое напряжение присутствует, то на входах логического элемента DD2.3 —лог. 1 и, соответственно, на выходе DD2.4 — напряжение высокого уровня. Последнее вызывает срабатывание транзисторного ключа (VT7, VT8). В результате начинают светиться полупроводниковый HL2 ИНДИК. РАЗРЯДА и лампа накаливания EL2 (12 В, 30 Вт); аккумулятор разряжается до напряжения 10,5 В. Затем срабатывает “низкий” компаратор (DA2 с резисторами R33, R34), на выходе которого устанавливается вновь лог.1, повторяя тем самым цикл заряда.

При достижении напряжения 14,2 В срабатывает “высокий” компаратор (DA2 с резисторами R31, R32). И если кнопочный переключатель SB4 находится в положении ОДНОКРАТНО, то светодиод HL2 гаснет, а устройство устанавливается и работает в ждущем режиме. Но когда SB4- в положении МНОГОКРАТНО, тогда аккумулятор вновь включится на заряд и контрольно-тренировочный цикл будет повторяться сколь угодное число раз.

Емкости С19, С20 необходимы для защиты от помех, а также для некоторой задержки срабатывания компараторов при переходных процессах. Электронный стабилизатор DA3 необходим для защиты микросхем при кратковременном пропадании контакта на клеммах аккумулятора, так как напряжение на выходе преобразователя в режиме холостого хода увеличивается до 25 В.

Для улучшения эксплуатационных характеристик устройства(в том числе снижения его массы до 900 г и доведения размеров корпуса до минимальных 80x80x150 мм) рекомендуется ввод дополнительного субблока в конструкцию, с установкой малогабаритного вентилятора. Это своего рода мини-система принудительного охлаждения для данной аппаратуры, обеспечивающая должную надежность мощным полупроводниковым приборам даже при использовании малогабаритных радиаторов: дюралюминиевой пластины 80x65x5 мм — для VD9 и VD10, а ребристого теплоотвода, укороченного до 30x22x15 мм —для VT2. Остальная «электроника» устройства, включая транзисторы VT5 и VT8, безотказно работает в допустимых режимах и без каких бы то ни было радиаторов.

Топология монтажных плат I и II (масштабное изображение со стороны радиодеталей и со стороны печатных проводников)


Рис. 2.


Рис. 3.

Теперь о других особенностях конструкции. В преобразователе применены самодельные дроссели и трансформатор. Обмотка L1 - это 15-20 витков на феррите Н2000НМ К20х16х6 в два провода НГТФ-0,25. В качестве магнитопровода для Т1 использован феррит Ш 11,5x14,5 от дросселей строчной развертки, уже отработавших свое в телевизорах УПИМЦТ. Обмотки, разумеется, нужны новые. I и II выполнены в два, a III — в семь проводов. То есть первичная обмотка у Т1 должна содержать в себе 91 виток (ПЭВ2-0,5х2), вторичная — четыре витка того же провода. А в качестве последней, третьей обмотки нужно лишь девять витков (ПЭВ2-0,6х7).

Качеству намотки следует уделить особое внимание. Витки должны быть уложены аккуратно, без перехлестов; между рядами необходимо проложить бумагу. Если последний ряд какой-либо обмотки грозит оказаться заполненным не до конца, то надо распределить оставшиеся витки равномерно.

Чтобы впоследствии не возникало путаницы, нелишне сразу же пометить начало и конец каждой из обмоток. Но можно воспользоваться следующей, хорошо зарекомендовавшей себя на практике методикой. Особенно, когда время для пометок, казалось бы, упущено и трансформатор уже готов к установке в ту или иную конструкцию.

На первичную обмотку следует подать контрольное напряжение с низкочастотного генератора (10—15 В, 5—15 кГц). Произвольно приняв за “начала” и “концы” остальные выводы, цифровым вольтметром в режиме работы в цепях переменного тока находят истинные обмотки и фиксируют значение U для каждой из них.

Затем к концу первичной обмотки временно подключают вторичную. Замеряют напряжение относительно заведомо известного начала “первички” и неприсоединенного “конца” исследуемой пары выводов.

Если прибор фиксирует в данном эсперименте возросшее значение U, то временно подключенный вывод и есть истинное начало, а подсоединяемый (бывший ранее свободным) — конец обмотки. И наоборот, заниженное напряжение свидетельствует о том, что принятые произвольно наименования исследуемой пары выводов необходимо поменять на их антиподы. Аналогичным же образом определяют начало и конец третьей обмотки. Во время сборки трансформатора надо предусмотреть фиксированный зазор 1,3 мм, проложив между магнитопроводом и “симбиозом” бескаркасных обмоток кусочки картона. В качестве измерителя тока рекомендуется использовать стрелочный М4761 (им оснащались когда-то катушечные магнитофоны) с самодельным шунтом R26 — отрезком нихромового провода (диаметр 2 мм, а длина — исходя из требуемого сопротивления 0,1 Ом). Перед монтажом такой прибор необходимо аккуратно вскрыть и сместить стрелку в середину шкалы, чтобы потом, в ходе работы устройства была возможность наблюдать как заряд, так и разряд аккумулятора.

Примененные в конструкции диоды в большинстве своем — типа КД226 с любым буквенным индексом в конце наименования. В качестве VD8 рекомендовано использование КД206Д или аналога, рассчитанного на напряжение 600—800 В, прямой средний ток силой 1,7 А и частоту не менее 30 кГц. Диоды VD9, VD10 в авторском варианте — КД213А (КД213Б). Но, как показала практика, их для большей надежности желательно заменить диодами Шоттки КД2997А (КД2997Б) или КД2999А (КД2999Б).

Оптроны VU1, VU2 типа АОТ127. Важно, чтобы напряжение изоляции было не ниже 500 В. Вместо транзисторов КТ315, указанных на принципиальной электрической схеме, приемлемы любые из серий КТ312, КТ316, КТ3102, рассчитанные на работу в устройствах с напряжением 30 В. Транзистор VT5 — КТ801А (КТ801Б), другие типы полупроводниковых триодов здесь нежелательны. А вот на месте VT8 приемлем КТ819 с любым буквенным индексом в конце наименования.

Самодельное устройство выглядит не хуже промышленного:


1,2 — клеммы; 3 — стрелочный индикатор разряда-заряда; 4 — кнопка включения устройства в бытовую сеть; 5 — кнопка ПУСК; 6 — переключатель ОДНОКРАТНО-МНОГОКРАТНО; 7 — переключатель ЗАРЯД-ДЕСУЛЬФАТАЦИЯ; 8 —ручка регулятора ТОК ЗАРЯДА; 9 — светодиод ИНДИК.РАЗРЯДА; 10 — светодиод ИНДИК.ЗАРЯДА; 11 —вентилятор системы принудительного охлаждения; 12 — монтажная плата II; 13 — пластина охлаждения и радиатор; 14 — отсек ламп накаливания; 15 — монтажная плата I

Вентилятор применен от IBM компьютера: GI-486-12v. Подстроечные резисторы R31, R34 — многооборотные СП5-2, а регулировочный R14 —типа СПЗ-4ам. В качестве постоянных резисторов приемлемы МЛТ и их многочисленные аналоги, соответствующие мощности рассеивания и номиналы условно обозначены на принципиальной электрической схеме. В роли конденсаторов С1, С13 и С14 как нельзя лучше подойдут К78-2, на месте С2, СЗ успешно сработают К15-5, рассчитанные на напряжение не ниже 600 В, С4 и С5 - по 100 мкФ с UHOU = 400 В или один 220-микрофарадный 400-вольтный К50-32. Остальные электролитические конденсаторы — широко распространенные К50-35, а неполярные — любого типа.

Устройство собрано на двух печатных платах 111x75x2 мм из двусторонне фольгированного текстолита или гетинакса. Жесткая их фиксация в корпусе достигнута посредством алюминиевого уголка — к передней панели, а с помощью пластины охлаждения и радиаторов — к стенкам прочного металлического корпуса, имеющего в верхней части вентиляционные отверстия, а сзади — отсек под лампы накаливания. Все располагается так, чтобы захваченный сверху воздушный поток обдувал радиатор транзистора VT2, резисторы R20—R22, проходил через отверстия пластины-радиатора диодов VD9, VD10, охлаждая сами вентили, а затем — и лампы накаливания EL1, EL2, после чего беспрепятственно покидал бы блок в задней его части.

Если монтаж выполнен в строгом соответствии с принципиальной электрической схемой и из заведомо исправных радиодеталей, то устройство, как правило, начинает работать сразу. Однако пренебрегать юстировкой пороговых компараторов в большинстве случаев, думается, не стоит. Да и алгоритм выполнения такой операции довольно прост.

Вначале вывертывают из патронов лампы накаливания EL1 и EL2 (чтобы снизить нагрузку) и подсоединяют к регулируемому блоку питания клеммы устройства, выведенные на лицевую панель. Выставив на блоке питания 10,5 В, подстроечным резистором R34 добиваются появления свечения HL1 — ИНДИК. ЗАРЯДА. Затем устанавливают напряжение 14,2 В, и регулировкой “подстроечника” R31 достигают того момента, когда HL1 выключится. После этого ввинчивают в патроны лампы накаливания (EL1, EL2) и... Импульсное автоматическое разрядно-зарядное устройство можно с полным основанием считать настроенным и готовым к надежной работе!

С.АБРАМОВ, г. Оренбург

“Моделист-конструктор” № 11, 2002, с.14-17


Каталог: fr
fr -> При неисправной автоматики автомобиля ток зарядки может быть недостаточным или привести к перезаряду при повышенных значениях
fr -> Модуль заряда Li-ion аккумуляторов на микросхеме tp4056
fr -> Многофункциональное зарядное устройство Ni-Cd/Ni-mh аккумуляторов на контроллере max713
fr -> Труды института
fr -> Питание для спортсменов
fr -> Мириманова Е. В. М 63 Система минус 60, или Мое
fr -> Государственное казначейство украины
fr -> Руководство по переносу системы «Клиент-банк» на другую ЭВМ
fr -> Работа с программой Outlook Express
fr -> 1 марка Крафтера Trial of the Guildsman


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница