Сигнализатор разрядки аккумулятора автомобиля
Энциклопедия
радиоэлектроники и электротехники /
Автомобиль. Электронные устройства
Чтобы продлить срок эксплуатации автомобильной
аккумуляторной батареи, необходим эффективный контроль за
режимом ее зарядки. Описываемое устройство сигнализирует
водителю, когда напряжение на аккумуляторной батарее
повышено и когда оно понижено, а генератор не работает. В
случае повышенного потребления тока в бортовой сети при
малой частоте вращения ротора генератора сигнализатор не
срабатывает.
При разработке устройства ставилась цель разместить его в корпусе имеющегося
в автомобиле сигнального реле РС702, что обусловило особенности конструкции
сигнализатора и типы примененных транзисторов.
Принципиальная схема электронного сигнализатора вместе с цепями связи
его с элементами бортовой сети приведена на рис. 1.

На транзисторах VT2, VT3 выполнен триггер Шмитта, на VT1 - узел
запрета его срабатывания. В коллекторную цепь транзистора VT3 включена
индикаторная лампа HL1, размещенная на приборном щитке. В горячем
состоянии нить накала имеет сопротивление около 50 Ом. Сопротивление
холодной нити в 7...10 раз ниже. В связи с этим транзистор VT3 должен
выдерживать бросок тока в коллекторной цепи до 2,5 А. Этому требованию
удовлетворяет транзистор КТ814.
Аналогичные транзисторы используются и в качестве VT1 и VT2. Но здесь
причиной их выбора послужило стремление получить малые геометрические
размеры устройства - три транзистора устанавливают один под другим и
закрепляют общим винтом с гайкой.
Напряжение бортовой сети за вычетом напряжения на стабилитроне VD2
через делитель R5-R6 подается на базу транзистора VT2. Если оно выше 13,5
В, триггер Шмитта переключается в состояние, при котором выходной
транзистор VT3 закрыт и лампа HL1 не горит.
База транзистора VT2 через стабилитрон VD1 и делитель R1R2 соединена
также со средней точкой обмотки генератора. При исправном генераторе в
ней относительно его плюсового вывода создается пульсирующее напряжение
с амплитудой, равной половине генерируемого напряжения. Поэтому, если
даже из-за большой токовой нагрузки в бортовой сети напряжение упадет
ниже 13,5 В, ток с делителя R1R2 поступает в базу транзистора VT2 и не
разрешает горение лампы. Чтобы исключить запрещение на включение
сигнализации, когда отсутствует ток в обмотке возбуждения генератора,
используется цепь, состоящая из делителя R1R2 и стабилитрона VD1. Она
предотвращает попадание тока утечки через выпрямительные диоды
генератора (в худшем случае до 10 мА) в базу транзистора VT2.
Напряжение бортовой сети за вычетом напряжения на стабилитроне VD2
через делитель R3R4 подается также на базу транзистора VT1, участок
коллектор - эмиттер которого шунтирует базовую цепь транзистора VT2. При
напряжении сети выше 15 В транзистор VT1 переходит в режим насыщения.
При этом триггер Шмитта переключается в состояние, при котором
транзистор VT3 открыт и, следовательно, зажигается лампа HL1.
Таким образом, лампа красного света на приборном щитке загорается,
когда отсутствует ток зарядки и напряжение сети ниже 13,5 В, а также
когда оно выше 15 В.
При использовании в автомобиле электронного регулятора напряжения, не
имеющего отдельного провода к клемме аккумуляторной батареи, из-за
падения напряжения (около 0,1...0,2 В) в цепи до входной клеммы
регулятора (чаще всего в режиме холостого хода) при выключенных
потребителях тока наблюдается кратковременное периодическое пропадание
зарядного тока от генератора. Длительность и период такого эффекта
обусловлены временем спадания напряжения на аккумуляторной батарее на
0,1...0,2 В и временем повышения его на то же значение и составляют, в
зависимости от состояния аккумуляторной батареи, около 0,3...0,6 с и
1...3 с соответственно. При этом с таким же тактом срабатывает
сигнальное реле РС702, зажигая лампу. Такой эффект нежелателен.
Описываемый электронный сигнализатор исключает его, так как при
кратковременных пропаданиях зарядного тока напряжение в бортовой сети не
достигает нижнего порога 13,5 В.
Электронный сигнализатор выполнен на базе имеющегося в автомобиле
сигнального реле РС702. Само реле с гетинаксовой платы удалено (после
ликвидации заклепки). Кроме того, удалены заклепка с контактного
лепестка "87" и Г-образная стойка у его основания.
Элементы сигнализатора монтируют на печатной плате (рис, 2) из
фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм. Транзисторы VT1
-VT3 размещены по оси центрального отверстия платы: VT3 со стороны
печатного монтажа коллекторной пластиной от платы, a VT2, VT1 (в
указанном порядке) -с противоположной стороны платы коллекторными
пластинами в сторону платы. Перед пайкой все три транзистора нужно
стянуть винтом МЗ с гайкой. Их выводы соединяют деточками платы
облуженными медными проводниками, впаянными в нужные отверстия платы.
Резисторы R3 и R5 припаивают не к токопроводящим дорожкам, а к штырям из
провода. Это облегчит их замену при налаживании устройства. Элементы VD1
и VD2 устанавливают вертикально жестким выводом к плате. Так же
вертикально расположен конденсатор С1, помещенный в хлорвиниловую трубку
по диаметру конденсатора.

В сигнализаторе следует применять резисторы (кроме R8) - ОМЛТ (МЛТ) с
номиналами и мощностью рассеивания, указанными на схеме. Допуск по
номиналам ±10 %. Резистор R8 изготавливают из высокоомного провода,
намотанного (1-2 витка) на резистор МЛТ-0,5. Конденсатор С1 - К50-12.
Транзисторы VT1- VT3-любые из серии КТ814 или КТ816. Элемент VD1
-стабилитрон Д814 с любым буквенным индексом, VD2-Д814Б или Д814В.
После окончания монтажа печатной платы электронный сигнализатор
собирают в такой последовательности:
- снимают гайку и винт, стягивающие транзисторы;
- в сквозные отверстия транзисторов VT1, VT2
помещают хлорвиниловую трубку диаметром 3 мм;
- в освободившуюся от реле РС702 плату вставляют
лепестки (выводы) "30/51" (в центре) и "87"; последний закрепляют
винтом МЗ (головкой со стороны вывода) с гайкой высотой 3 мм;
- винт М2,7 длиной 15...20 мм пропускают через
отверстие в плате от реле РС702 (со стороны вывода "30/51"), затем
насаживают на концы винтов смонтированную плату с транзисторами;
- обеспечивают контакт вывода "30/51" с
коллекторной пластиной транзистора VT3 (путем ее плотного прилегания
к плоской части вывода);
- проверяют наличие соединения вывода "87" с
печатной платой через гайку с винтом;
- короткие штырьки выводов "85" и "86" подгибают
так, чтобы они вошли в предназначенные для них отверстия на печатной
плате;
- с помощью гаек М2,7 и МЗ с шайбами скрепляют
обе платы;
- припаивают штырьки выводов "85" и "86" к
токопроводящим дорожкам.
При налаживании сигнализатора требуются блок питания с регулируемым
напряжением от 12 до 16 В и лампа мощностью 3 Вт на 12 В. Сначала при
отключенном резисторе R5 подбирают резистор R3. Необходимо добиться,
чтобы при увеличении напряжения лампа загоралась в момент достижения
14,5...15 В. Затем подбирают резистор R5 так, чтобы лампа зажигалась,
когда напряжение снижается до 13,2...13,5 В.
Налаженный сигнализатор устанавливают на место реле РС702, при этом
вывод "86" соединяют с "массой" автомобиля коротким проводом под винт
крепления самого сигнализатора. К остальным выводам подключают провода
электрооборудования, как это предусмотрено штатной схемой автомобиля с
реле РС702, т. е. к выводу "85" - провод от средней точки генератора
(желтый), к "30/51"-провод от лампы индикации (черный), к "87"-провод
"±12 В" (оранжевый).
Испытания сигнализатора показали следующий результат. При коротком
замыкании регулятора свечение лампы наблюдается при повышении частоты
вращения генератора и зависит от нее. При изъятии предохранителя в цепи
регулятора лампа загорается примерно через минуту независимо от частоты
вращения. Этой информации достаточно, чтобы установить причину и вид
неисправности системы генератор - регулятор напряжения.
При включении зажигания через час и более после остановки двигателя
индикация работает, как и с релейным сигнализатором. Если же оно
включается через незначительное время (менее 5 мин), лампа-сигнализатор
зарядки не зажигается, но при пуске двигателя стартером вспыхивает и
гаснет, свидетельствуя об исправности сигнализатора.
Установка описанного регулятора вместо штатного РС702 в автомобилях
"Жигули" (ВАЗ-2101, ВАЗ-2102, ВАЗ-2103, ВАЗ-2106 и др.) позволит
однозначно предупредить водителя о всех отклонениях в режиме работы
аккумуляторной батареи и сохранить ее от губительной перезарядки.
Автор: А. Коробков. В помощь радиолюбителю, выпуск 99; Публикация: www.cxem.net
Смотрите другие статьи раздела
Автомобиль. Электронные устройства
Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:
журналы Новости электроники (годовые архивы)
журналы Компьютерра (годовые архивы)
книга Оценка эффективности автоматизированных систем контроля. Касаткин А.С., Кузьмин И.В., 1967
книга Блоки телевизора Сигнал в радиолюбительских конструкциях. Нейман В.Е., Певзнер И.М., 1965
статья Мощный преобразователь напряжения 12/350 В с генератором импульсов
статья Чудесная бутылка
справочник Пульты дистанционного управления телевизоров зарубежного и отечественного производства